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电池储能电站采用气溶胶自动灭火系统,及安盾消防发布解决方案

发布时间:2020-08-06 浏览:556

        随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强,清洁能源的推广应用已成必然趋势。未来十年,中国能源将实现两个目标:一是到2020年非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右;二是到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。

        保障能源安全,优化能源结构显然已成为我国实现经济社会资源和环境可持续协调发展的必经之路。而我们目前所用的清洁可再生资源大多具备间歇性和波动性的特点,导致供电系统很难提供连续稳定的能量输出,从而会影响电网的安全稳定运行。在这种形势下,电池储能站应运而生,为能源稳定持续的输出提供了重要的保障,但是目前我国对于储能站消防安全还缺少相应的研究,消防设施严重不足,为储能站的安全留下了巨大的隐患。

        湖北及安盾消防科技有限公司利用自身的技术优势以及科研成果,结合电池储能站的现状,自主研发了一套具有灭火效率高、常温常压储存、温度感应自启动、环境适应性好、有效期长等诸多特点适合应用于各类电池储能站的自动灭火系统。针对储能站消防,湖北及安盾消防按照国家相关标准及规范进行实施解决方案;《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)、《气体灭火系统设计规范》(GB50370-2005)、《气体灭火系统施工及验收规范》(GB 50263-2007)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-2008)、《火灾自动报警系统施工验收规范》(GB 50166-2007)、《消防联动控制设备通用技术条件》(GB 16806—1997)、《固定灭火系统驱动、控制装置通用技术条件》(GA61-2010)、《气溶胶灭火系统 第1部分:热气溶胶灭火装置》GA 499.1-2010、《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》GB31241-2014、《国务院安全生产委员会关于开展电气火灾综合治理工作的通知》安委〔2017〕4号;电池储能站主要涉及保护对象为电池室(大空间),储能站用电房等配电建筑,各电池箱,配电柜等。

电池储能站内部结构图

电池储能电站采用气溶胶自动灭火系统,及安盾消防发布解决方案

俯视结构图

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侧视结构图

电池储能站火灾特性研究

1、电池储能站火灾成因

        电池储能站火灾主要原因是储能站锂电池由于热失控引起的火灾,以及电气设备因为过载,短路,接触不良,静电,雷电,误操作,检修不到位等因素引起的火灾。

2、电池储能站火灾特性

        锂电池在常温下物理性质稳定,其内部组成成分与其化学反应是锂电池火灾发生的主要原因,在使用过程中,由于电解物质对热不稳定等原因,导致锂电池内部组成元件发生化学反应,从而导致锂电池发生燃烧。外部的因素也是引起锂电池火灾发生的原因之一,外部环境(测试方法错误、错误的充放电、碰撞、进水等)的影响会导致锂电池内部条件发生变化,这种变化会导致锂电池内部失去平衡,从而导致锂电池起火燃烧,进而发生火灾。锂电池在受热后的燃烧过程中存在初爆和二次燃烧两个关键节点,而且在一节锂电池发生起火会导致周围全部锂电池发生热失控,锂电池中发生的各类分解反应均发生在温度较高的环境中,整个燃烧过程十分剧烈,因此为及时对锂电池火灾进行有效控制,应重点抓住合适的温度进行响应。

        由于电气系统分布广泛,长期持续运行,电气线路,设备通常设在隐蔽处(如吊顶、电缆沟,电气柜中),火灾初期时不易被火灾报警系统发现,也不易为肉眼所观察到,等到被发现时,往往已形成明火,给及时扑救带来难度。工业系统电气火灾造成损失一般较严重,电气设备运行时间长,用电设备多,电气设备比较集中,而且电气火源本身能量大,是强点火源,且电气线路、电缆本身在一定事故条件下就是火势蔓延的途径,所以一旦起火,火势蔓延快,损失巨大。

3 电池储能站消防灭火措施

        电池储能站的消防措施必须贯彻"预防为主,防消结合"的方针,针对储能站里的不同设备,必须采取不同的消防措施,储能站通常和光伏、太阳能以及输变电站等联合建造,根据目前储能电池的特性,储能电池站通常布置在户内,按照火灾类型分类,储能电池站应属于丁戊类建筑,综合国内目前的消防标准和规范,储能电池设在专用的建筑内,装设面积超过200㎡就需要设计气体自动灭火系统。

电池储能站自动灭火系统设计方案

1、电池储能站防火分区的划分

        按照目前电池储能站的建造结构,湖北及安盾消防将储能站的防火部位主要分为两大类,一是储能站内部各个电池箱作为一个防护对象,单独的电池箱为一个防火分区,称之为小空间防护区;二是将整个储能电池站作为一个防护对象,站内各个独立空间作为单独的防火分区,称之为大空间防护区。

2、储能站电池箱自动灭火系统设计方案

针对小空间防护区:

        目前湖北及安盾消防自主研发创新的新能源自动灭火装置产品在电池箱、电池舱内等运用的产品类型非常多,可满足绝大部分新能源场景的使用需求。

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及安盾消防新能源灭火装置产品

电启动工作原理

(1)灭火装置

(2)灭火控制系统

(3)火灾探测系统

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热启动工作原理

        储能电池箱内部采用全淹没气溶胶自动灭火装置,由灭火药剂、热敏线、反馈接口、灭火装置外壳等构成。根据电池箱的实际要求,以电池箱内部最大区域设计用量。当防护区发生火情时,引燃热敏线后,热敏线燃烧激活灭火装置内的气溶胶发生剂,气溶胶发生剂通过氧化还原反应释放的热量使化学冷却剂分解,实现气溶胶发生剂和冷却剂共同参与灭火,同时也可以给出反馈信号告知灭火装置已启动。

针对大空间防护区

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及安盾消防QRR3.0G/S热气溶胶灭火装置

灭火装置工作原理

        当火灾发生时,外接控制设备探测到火情后,将 DC24V 信号或无源开关量信号传递给QRR3.0G/S 热气溶胶灭火装置的控制器通过内部电路触发电引发器,电引发器激活灭火装置内的气溶胶发生剂,气溶胶发生剂通过氧化还原反应释放的热量使化学冷却剂分解,实现气溶胶发生剂和冷却剂共同参与灭火。

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技术参数

火灾报警部分

1、火灾报警系统概述

        气体灭火控制系统专用于气体自动灭火系统中,融自动探测、自动报警、自动灭火为一体的控制系统,气体灭火控制系统包含气体灭火控制器、感烟、感温火灾探测器,紧急启停按钮,放气指示灯,声光警报器等设备,并且提供驱动电磁阀的接口,用于启动气体灭火设备。

2、气体灭火控制系统部件介绍

① 气体灭火控制器

        气体灭火控制器是用于气体灭火的控制设备,采用图形点阵液晶显示。主要针对小型消防工程项目设计,广泛应用于银行、小型机房、移动基站、配电房、档案馆、电池储能站等。满足GA61-2010《固定灭火系统驱动、控制装置通用技术条件》的气体灭火控制设备,具备安全可靠、安装方便等优点。可独立监测气体灭火防护区的火警情况,并自动实施灭火驱动输出。其具有手自动转换功能,可接收现场紧急启停按钮发出的启动和停止命令。延时启动过程中可通过停止键和紧急启停按钮取消放气命令。气体灭火控制器可自动检测外部线路开路、短路状态,可采用自动,手动紧急启动联动气体灭火。

② 感温火灾探测器

        感温火灾探测器(简称温感)主要是利用热敏元件来探测火灾的。在火灾初始阶段,一方面有大量烟雾产生,另一方面物质在燃烧过程中释放出大量的热量,周围环境温度急剧上升。探测器中的热敏元件发生物理变化,响应异常温度、温度速率、温差,从而将温度信号转变成电信号,并进行报警处理。

③ 感烟火灾探测器

        感烟火灾探测报警器(简称烟感)能够探测火灾时产生的大量烟雾,及时发出报警信号。探测器能够智能判断火灾时产生的烟雾并将报警信号发出给气体灭火控制器。

④ 声光报警器

        火灾声光警报器安装于工程现场,由气体灭火控制器联动输入/输出模块启动或由控制器直接启动,发出强烈的声和光警报信号,以提醒现场人员有火情或紧急撤离疏散。

⑤ 放气指示灯

        放气指示灯是与气体灭火控制盘配套使用以光指示方式的警示设备。安装在灭火保护分区的入口上方。当灭火气体喷洒时,放气指示灯发出灯光指示,用于提醒现场人员不要误入灭火分区。

⑥ 紧急启停按钮

        紧急启停按钮是与气体灭火控制器配接使用的一种现场启动、停止控制装置,其安装于灭火分区的出入口外侧,可完成现场紧急启动或停止气体灭火驱动装置的功能。

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系统工作流程

        现代消防的要求是早期抑制、快速反应、高效灭火;在配电房、通讯机房、电气柜、储能站等一体化基站领域选择产品时要考虑针对性,所选灭火剂要适合被保护物的特性和要求,同时更要考虑其安全性,因而选择自动灭火方面湖北及安盾消防新一代S型气溶胶灭火装置其优势是(无压贮存、免维护、装置小巧、灭火和抑制速度快、价格低、易安装等等),因此在开放性重点防护区火灾控制,密闭空间全淹没定点灭火还是气溶胶优越性能是显而易见。 (文/陈能志、Topman)

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