摘 要

风力发电机的火灾事故已经成为了继雷击事故之后的第二大事故，风力发电机火灾事故不仅会造成经济损失，也会造成人员伤亡。机舱风力发电机的最重要部分，通常机舱内会经常使用一些诸如齿轮箱用油、润滑用油、变压器油、液压油等油品来减少零件摩擦，提高发电效率。这些油品都属于易燃物质，火灾风险性大。

因此本文主要研究对象是风力发电机的机舱内实际典型液态可燃物：齿轮箱油、液压油、变压器油，运用实地调研、燃烧试验等方式，将三种油品两两等质量混合，利用热平板对油品进行加热，设置热电偶记录油品发生燃烧时的温度变化过程，并且将混合油品放在不同尺寸大小的油盘内燃烧，通过比较不同组实验的燃烧情况来分析比较燃烧持续时间以及燃烧时能够到达的最高温度，大致分析出火灾危险程度。

通过实验测定的数据可知，不论是在哪种尺寸的油盘内燃烧，齿轮箱油与液压油混合而成的油品的燃烧持续时间都是最长，同样液内能到达的温度峰值也最高，因此火灾危险程度也最大，而变压器油与齿轮箱油混合的油品，燃烧持续时间与液内最高温度都为最低，因此火灾危险程度最小。而不论是哪种混合油品，在6.5cm×6.5cm尺寸油盘内燃烧持续时间最长，液内温度峰值则为最低；在13.5cm×13.5cm尺寸油盘内燃烧持续时间最短，液内温度峰值最高。

关键词：风电机舱 典型液态可燃物 齿轮箱油 变压器油 液压油 燃烧特性

Analysis of combustion characteristics of typical liquid fuel in wind turbine engine room

ABSTRACT

The fire accident of wind turbine has become the second major accident following the lightning accident. The wind generator fire accident will not only cause economic loss, but also cause casualties. The most important part of the engine room wind generator usually uses oil such as gear box oil, lubricating oil, transformer oil, hydraulic oil and other oil to reduce the friction of parts and improve the efficiency of power generation. These oils are flammable substances and are of high risk of fire.

Therefore, the main research object is the actual typical liquid combustibles in the cabin of the wind turbine: gear box oil, hydraulic oil and transformer oil. Using the field investigation and combustion test, the three kinds of oil products are mixed in 22 quality, and the oil is heated by the hot plate, and the thermocouple is set to record the burning of the oil. The temperature change process and the combustion of mixed oil in different sizes of oil tray are carried out. By comparing the combustion conditions of different groups of experiments, the combustion duration and the maximum temperature can be reached, and the risk degree of the fire is roughly analyzed.

According to the experimental data, it can be found that the combustion duration of the gear box oil and the hydraulic oil is the longest, and the peak of the temperature is the highest, so the fire risk is also the largest, and the oil which is mixed with the gear box oil and the pressure transformer oil is burning. The duration of burning and the highest temperature in the liquid are the lowest, so the fire risk is the least.No matter which kind of mixed oil, the duration of combustion is the longest in the 6.5cm x 6.5cm size oil tray, and the peak temperature is the lowest; the duration of combustion in the 13.5cm x 13.5cm oil tray is the shortest, and the peak temperature is the highest.

Key words: combustion characteristics of typical liquid combustible; gear box oil; transformer oi; hydraulic fluid in wind turbine engine room

目 录

摘要 I

ABSTRACT i

第一章 绪论 1

1.1 风力发电概述 1

1.1.1 风力发电研究背景 1

1.1.2 风力发电产业发展现状以及前景 2

1.1.3 风力发电机介绍 6

1.2 风力发电机机舱内典型液态可燃物概述 9

1.3 风力发电机事故 11

1.3.1 风力发电机事故概述 11

1.3.2 风力发电机典型事故案例 13

1.3.3 风力发电机火灾原因分析总结 17

1.4 论文研究概述 18

1.4.1 研究内容 19

1.4.2 研究意义 19

第二章 燃烧特性分析实验 21

2.1 实验器材 21

2.2 实验方案设计 22

2.3 实验过程 24

2.3.1 液压油齿轮箱油混合燃烧特性试验 24

2.3.2 变压器油齿轮箱油混合燃烧特性试验 30

2.3.3 变压器油液压油混合燃烧特性试验 36

2.4 本章小结 42

第三章 风电机组机舱典型液态混合油品燃烧特性分析 43

3.1 不同种混合油品在同种油盘内燃烧特性分析 43

3.2 相同混合油品在不同油盘内燃烧特性分析 45

第四章 实验结论与展望 48

4.1 实验结论 48

4.2 展望 48

参考文献 50

第一章 绪论

1.1 风力发电概述

1.1.1 风力发电研究背景

随着当今社会的高速发展，科技逐渐改变着人们的生活，但是社会的高速发展也会带来许多问题，能源、环境等也早已成为制约着当今人类生存和发展迫在眉睫的问题。世界上大部分国家通常使用常规能源，以煤、石油、天然气为主，使用这些常规能源不仅面临着储量有限、不可再生的问题，更要直面这些能源对于人们的生活环境造成严重的污染的可能性。常规能源有许多缺点，它们会在燃烧过程中会产生大量气体，不仅会造成大气污染，产生大量温室气体使地球变暖现象更加严重，而且会造成更加影响全球人们的生活的酸雨。风能则与之相反，作为当今世界首选的一种清洁原料，它不含任何上述污染物，在风力发电整个过程中也不会产生任何对环境有危害的物质，更何况风力资源分布广泛，遍及世界各地，取之不尽，用之不竭，是一种可再生能源。于是，1980年左右，以美国加利福尼亚州和丹麦为首，许多地区都建起了风力发电场。而进入1990年，世界上许多地区的风电场开始出现大型风力发电机组，这些大型风力发电机组的功率已经可达数百千瓦。

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