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锂电池储能集装箱灭火系统解决方案

作者: www.xfqtmh.com/ 时间:2019-12-21 来源:气体灭火
摘要:一、锂电池储能集装箱灭火系统前景: 为满足发电厂设备、用户设备和电力系统正常运行的需要,电力系统设置了频率的控制要求,应用于电力系统中的储能系统需要兼具功率密度和能...

一、锂电池储能集装箱灭火系统前景:

为满足发电厂设备、用户设备和电力系统正常运行的需要,电力系统设置了频率的控制要求,应用于电力系统中的储能系统需要兼具功率密度和能量密度两大特点。传统电力系统的调频由火电、水电等常规发电机组提供,随着储能技术的出现,近年来越来越多的电化学储能电池(主要为锂电池)系统开始为电力系统提供服务。锂电池储能系统,能很好的避免传统发电机组的调节延迟、调节反向、调节偏差大等缺点,能快速精确的响应电网的调频指令,因此锂电池储能系统在市场上应用广泛。

 

锂电池储能集装箱灭火系统

 

锂电池储能系统主要应用在电信、通讯、太阳能储能电池、UPS不间断电源、核电站、水电站、风力发电储能、移动通讯基站等储能电源电站需要持续供电并满足特殊需求的领域上。锂电池储能集装箱主要是是一种可移动式储能集装箱电站,目前主要采用户外安装方式,作为电厂或变电站辅助生产设备可满足快速布置需求。

二、锂电池储能集装箱火灾特性:

锂电池储能集装箱的危险性主要包括锂电池的火灾危险性和电气设备的火灾危险性等方面。

1.锂电池的火灾危险性:

锂电池火灾主要是电解液分解、燃烧的结果,是一种碳氢化合物气体燃烧火灾。在电池过热、过度充放电、电池设计缺陷及原材料瑕疵造成的短路等滥用情况下,锂电池内部的电池材料之间发生化学反应,电解液分解产生大量的热和气体,导致电池的热失控。而快速释放能量的热失控是电解液燃烧的主要原因,一旦发生热失控,电池温度迅速升高,直接导致电池材料燃烧。当锂电池电解液分解和燃烧产生的可燃性气体浓度达到一定程度时,遇明火会发生爆炸。在大型锂电池储能集装箱中,电池组具有高密度、集中式分布的特点,锂电池模块以串联方式形成单个电池组,多个电池组通过并联形成一个大容量储能单元。这样不仅增加了锂电池出现故障的概率,而且一旦发生火灾,也会因为电池之间无法切断电路,而增加火灾蔓延渠道。

 

2.电气设备的火灾危险性:

锂电池储能集装箱内存在大量的附属电气设备,这些设备的不安全使用也增加了储能集装箱整体的火灾风险,如意外的高电压、大电流(雷电、浪涌)侵入。高电压、大电流入侵锂电池储能集装箱,一方面是锂电池储能集装箱中的电子设备高度集成化,从而降低了其对高电压、大电流的抵御能力;另一方面,系统中使用了大量的通信线路,增加了高电压、大电流侵入的渠道。同时,保护元件的失效也是引发火灾的重要原因之一。长期发热超温造成柜体内部分电气元件氧化腐蚀、部分绝缘材料老化,电池内过流保护、直流熔断器与电池内过流熔断器未能有效隔离短路故障,不能满足其原设计的电阻、绝缘要求,致使锂电池储能集装箱系统整体在电气安全方面存在较大隐患,同时会造成火灾蔓延扩大。

锂电池储能集装箱灭火系统

通常情况下,锂电池燃烧时会产生大量气体,主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、苯和甲苯等有机气体以及氯化氢、氟化氢等有毒气体。一旦发生火灾,锂电池储能集装箱内部的锂电池在高温情况下释放的氢气、一氧化碳等可燃气体,得不到有效控制极易造成火势迅速蔓延甚至发生爆炸,危及主电设备,进而造成巨大财产损失。

三、锂电池储能集装箱灭火系统设置

由上述可见,安全性是锂电池储能集装箱厂商重点考虑的内容。智淼消防的锂电池储能集装箱灭火系统解决方案主要从气体自动灭火系统及消防安全管理等方面探讨锂电池储能集装箱的火灾方法措施。

1.锂电池储能集装箱气体自动灭火系统的配置:

根据《气体灭火系统设计规范》(GB 50370-2005),锂电池储能集装箱灭火系统采用无导电性的手提式、柜式或管网式七氟丙烷气体灭火系统,并同时布置一套氮气灭火系统。锂电池储能集装箱灭火系统由七氟丙烷灭火装置、泄压装置、气体灭火控制器、火灾探测器和控制器、紧急启动停止按钮和隔离模块、感烟探测器、声光报警器、放气指示灯等组成,实现对防护区自动探测、报警、灭火保护功能。

 

集装箱式锂电池储能系统中每个集装箱为一个报警区域,增加点型感烟探测器,当感测到烟雾、温度的变化时,声光报警器会立马响应,将火灾扑灭在火灾前期,保证储能集装箱的安全性。同时考虑到采集信号的处理方式,增加声光报警器的数量,并将其布置在经常有人员巡逻、值守的场所。当感测到烟雾、温度的变化时,声光报警器会立马响应,将火灾扑灭在火灾前期,保证储能集装箱的安全性。

同时考虑到锂电池储能集装箱易发生爆炸情况,根据不同锂电池的特性,有针对性的配置相配套的防爆系统,通过气体灭火控制器,联动了风机,电源等,并将现场火灾的信号传输至消防控制中心。

2.锂电池储能集装箱灭火系统的特点:

锂电池储能集装箱灭火系统具备自动预先、自动监测、自动灭火功能,系统集成化程度高,效果好,并将可能出现的进行了系统性分析,满足不同客户的需求。七氟丙烷灭火系统喷洒持续时间为10s,喷洒完毕后使锂电池储能集装箱保持10min密封状态,使灭火剂充分扩散和灭火。

四、加强消防安全管理

1.智淼消防制定了专用的锂电池储能集装箱灭火系统培训方案和使用手册,并对使用人员进行了多次的培训和现场模拟操作,及时解决用户在使用过程中出现的问题。

2.使用方应依法建立消防安全责任制,通过建立防火检查巡查制度、应急处置制度,明确各级、各岗位的消防安全职责,负责组织实施日常消防安全管理工作。

3.加强对移动锂电池储能集装箱电站内用火、用电和易燃可燃物的管理,采取防火措施,有效控制火灾危险源。

4. 移动锂电池储能集装箱电站设备安装区域出入口应在2个以上,其周围应设置消防车道,消防车道可利用交通道路实现。

5.要定期开展消防实战演练,不断增强员工消防安全素质。

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