锂电池储能消防系统设计问题怎么解决.docx
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1、锂电池储能消防系统设计问题怎么解决?目录1.前言1?系统组成2?锂电池储能系统危险源分析3?锂电池4?电气设备4?消防安全措施5?消防报警系统5?自动灭火装置5?喷放浓度6?全封闭空间设计6?喷射时间的确定6?空调装置6?联动装置7?电气设计7?锂电池储能电站消防设计原则86.锂电池储能电站消防设计要点86.1.合理布局96.2.选安用全高性性和能稳电定池性系统。9?加强安全监控和管理9?结语101.前言储能消防系统主要用于大规模和分布式储能电站,移动式储能车,备用电源储能站。覆盖发电、输变电、售电和用电全产业链。以锂离子电池为代表的电化学储能装置虽然具备各种优势,但是金属锂是已知元素(包括放
2、射性元素)中金属活动性最强的,在汽车领域热失控现象时有发生,给锂电池在储能上的应用埋下了安全隐患。消防作为最后一道被动防御系统,合理地设计、选材、布置和施工直接影响到储能行业的健康发展。系统组成储能消防系统主要由探测控制部分和灭火部分组成,可以实现对防护区或电池箱的自动探测、报鳌灭火保护功能。早期瘴利分R1双g其它CO/VOC主备电管理温度二皴火故火伊等上Ie散竭雷彷朗磬三餐火警电池空冷却远程启动量M店停探测控制部分主要包括探测器、消防控制主机、紧急启停按钮、声光报警器和放气指示灯等。其中,探测器为专用的锂电池火灾探测器。消防控制主机是火灾报警和气体灭火合二为一的智能化的火灾自动报警设备,采用
3、中文液晶显示,主要针对中、小型消防工程项目设计。一方面,消防控制主机接收探测器传来的传感器数据,进行逻辑判断,并自动和/或手动执行输出有源和/或无源的控制信号启动执行装置;另一方面,消防控制主机向上位机控制柜传输状态数据,并接受上位机的控制指令执行相应灭火启动或者其它动作O?.锂电池储能系统危险源分析锂电池储能系统发生火灾隐患大致分为锂电池内部反应失控和电气设备的火灾隐患2个方面。根据消防规定,电池安置位置(后文简称为电池仓)和安置高、低压电气设备位置(后文简称为设备仓)是隔离设计。?.1.锂电池锂电池充放电主要是靠化学反应来完成的,在充放电过程中不可避免的会产生热能,如果电池自身产生的热能超
4、过了电池热量的耗散能力,锂电池无法得到及时散热,热量就会积累导致电池过热。图1锂电池化学失控导致火灾的机理锂电池化学失控导致火灾的机理如图1,电池内部材料之间发生了化学反应,象SE1膜分解、电解液分解、正负极分解等,分解中将产生大量的热量和气体使电池出现发热、鼓包现象,热量将会引起电池失控,电池温度迅速上升,导致电池材料内部燃烧,且电池液的分解就会产生可燃性气体,当可燃气体浓度达到一定程度之后,遇到明火将发生爆炸。所以,锂离子电池反应失控表面现象主要有电池发热、鼓包、烟雾、明火、燃烧,甚至爆炸,出现上述问题主要源于电池内部化学反应过快控制不住,而外界的过充、刺穿、火源、挤压、短路等外部因素都会
5、导致上述问题的产生。并且锂电池储能系统的电池模组是将多个电池组串联一起的设计,这无疑也增大了锂电池的安全隐患,而且一旦某个电池性能不稳定发生火灾,也势必影响周边锂电池的安全,进一步的扩大火灾范围。?.2.电气设备锂电池储能系统中存在着大量的电气设备,其电气设备的稳定性和安全性也必将影响到电池的性能和稳定,象意外操作的高电压、大电流、雷电浪涌的在储能系统行业中用的最为广泛的灭火气体是七氟丙烷。七氟丙烷是一种无色、无味、不导电的气体,其灭火原理是对化学反应链的反应抑制,是以液体储存,气体释放的形式,在喷完之后可利用通风系统将气体排出室内,灭火完之后不会留有残留物,也不会对现场的电气设备造成任务损耗
6、和污染。在储能系统安置六氟丙烷灭火装置需要注意以下几点。?.2.1.喷放浓度六氟丙烷喷放浓度需要根据实际防护面积大小来设计,如果灭火剂填装不够,现场有可能出现个别小的防护区域灭火浓度太大,其他防护区域灭火浓度较小,得不到理想灭火情况,在系统设计中灭火剂填充量应比实际浓度比高9%的余量,达到完全灭火要求。?.2.2.全封闭空间设计一般来说气体灭火需要一个封闭式的空间才能保证灭火剂的灭火效果,七氟丙烷在释放过程中,需要注意的是运维人员在电池仓内操作时,由于突发事故或者误操作导致的火灾发生时候,需要设置一个消防门,保证人员的生命安全。由于七氟丙烷在喷射完后,其液态形成了气态,其室内压强将迅速变大,在
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