关于储能电站消防系统应该怎么选

在“碳达峰”、“碳中和”的目标下,国内新能源在“十四五”及中远期将面临高速发展,储能行业将迎来“规模化发展”新阶段。然而据不完全统计,自2017年以来,全球已发生三十多起与储能电站相关的安全事故,主要是火灾和爆炸事故。

2021年4月16日,北京丰台区大红门储能电站在施工调试过程中起火,在对电站南区进行处置过程中,电站北区在毫无征兆的情况下突发爆炸,导致2名消防员牺牲。

2021年7月30日,澳大利亚维多利亚州吉朗VBB锂电池储能项目在安装调试期间,一个电池储能系统起火并蔓延到邻近的另一个储能系统,两个电池储能系统在燃烧六个小时之后烧毁,火势未蔓延到其他的储能系统。

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储能电站消防安全问题是其大规模应用的主要挑战,对储能电站采取安全可靠的消防措施防范事故的发生和扩大,是储能行业发展亟待解决的问题。

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储能电池火灾的原因及灭火原则

热失控是导致储能电池火灾的主要原因。而引起电池热失控的原因主要有过充电放电触发、短路触发、热触发、针刺穿触发、机械撞击触发等。对于储能电站电池而言,其热失控主要考虑的因素有过充电、过放电、热冲击和短路促发等。

储能电池热失控是一个剧烈的化学反应过程,会产生大量可燃气体,并使温度升高。同时电池本身储存着能量,热失控一旦开始,将是一个持续的过程,这使得储能电池火灾不同于一般火灾,热失控并不会随着明火的扑灭而停止。

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实际案例中,通常是将水作为控制储能电池火灾的最后一道防线。但是水作为一种导电介质,将水应用于电池火灾,应考虑由水引起的电池短路导致的次生灾害的风险,使用时应有措施确保电池发生火灾后停止工作

储能电站消防系统的选择

最新国家标准《电化学储能电站设计标准》意见征求稿规定,锂离子电池室、预制舱(柜)应设置自动灭火系统,自动灭火系统应满足扑灭明火和抑制复燃的要求。实际应用中要选择一种具有快速灭火和降温双重功能的灭火装置,同时兼顾安全经济经济和环保性。

气体灭火系统与水消防相结合便是一种可选方案。气体灭火系统可以快速扑灭明火,水可持续冷却控制热失控。气体灭火系统与水消防相结合方式选择上,建议采用气体灭火与直接水喷淋相结合的方案。水喷淋主管与储能站区消防管道相连,与室外消火栓系统共用一套主管网,节约工程投资。气体灭火系统由火灾信号连锁自动启动;水消防系统由火灾信号连锁叠加人工远程控制启动,即火灾信号连锁开启水消防管道第一级阀门,人工远程开启水消防第二级阀门,将水喷淋作为储能电池火灾的最后一道消防防线。水消防的启动应确保在事故储能集装箱与相邻储能集装箱断电之后进行,避免电池短路引发次生灾害。

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结语

储能电池火灾应早发现,早控制,一旦发生事故应尽可能将火灾控制在一定的范围内,避免蔓延到周围,导致事故扩大。这就要求储能电池应设置有可靠的主动消防措施。

将气体灭火系统与水喷淋相结合兼具灭火和冷却双重功能,是储能电站的一种可选消防方案。同时被动消防措施同样重要,比如储能集装箱应具有一定的耐火极限,储能集装箱之间应做好防火分隔等。只有主动消防措施与被动消防措施相结合,才能有效控制储能电池火灾。

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