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電化學(xué)儲(chǔ)能電站中儲(chǔ)能電池的安全風(fēng)險(xiǎn)較高,熱失控將引起嚴(yán)重后果。為此，電化學(xué)儲(chǔ)能電站大規(guī)模應(yīng)用急需解決儲(chǔ)能電站的消防問(wèn)題。本文將介紹儲(chǔ)能電站消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及功能
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消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)
消防系統(tǒng)包括站區(qū)消防設(shè)施系統(tǒng)、集中式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)等部分。根據(jù)電化學(xué)儲(chǔ)能工程特點(diǎn)及相關(guān)防火規(guī)范，按同一時(shí)間1起火災(zāi)數(shù)確定，站區(qū)設(shè)有消防設(shè)施系統(tǒng)，儲(chǔ)能設(shè)備艙內(nèi)設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)。在箱變預(yù)制艙、站用變預(yù)制艙、一次設(shè)備預(yù)制艙、二次設(shè)備預(yù)制艙等場(chǎng)所設(shè)置相應(yīng)的感煙、感溫探測(cè)器，蓄電池艙采用復(fù)合型探測(cè)模塊。站區(qū)內(nèi)配置消防器材，倉(cāng)體內(nèi)設(shè)置滅火器箱，箱內(nèi)放置磷酸銨鹽干粉滅火器MF/ABC5(3A)，同時(shí)艙外設(shè)置2個(gè)消防栓。
站內(nèi)設(shè)置集中式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，消防主機(jī)設(shè)在警傳室，采用編碼傳輸總線制信號(hào)回路對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備艙、站用變預(yù)制艙等火災(zāi)信號(hào)和消防設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視及控制，能接收各艙體配置的感溫、感煙、可燃?xì)怏w探測(cè)器信號(hào)，能聯(lián)動(dòng)及遠(yuǎn)程操控儲(chǔ)能設(shè)備艙體內(nèi)氣體滅火系統(tǒng)。當(dāng)一次艙、二次艙、站用變艙各艙內(nèi)2個(gè)及2個(gè)以上火警點(diǎn) (煙感或溫感)報(bào)警時(shí)，集中式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，脫扣本艙低壓配電箱總開(kāi)關(guān)，切除艙內(nèi)用電，同時(shí)啟動(dòng)本艙的聲光報(bào)警器，在主機(jī)復(fù)位后可恢復(fù)。當(dāng)箱變艙內(nèi)有火警時(shí)，集中式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，脫扣本艙低壓配電箱總開(kāi)關(guān)，切除艙內(nèi)用電，同樣在主機(jī)復(fù)位后可恢復(fù)。
蓄電池艙室采用雙側(cè)外開(kāi)門維護(hù)集裝箱一體化設(shè)計(jì)，箱內(nèi)集成有電池簇 (含三級(jí)BMS、高壓盒)、匯流柜、空調(diào)系統(tǒng)、全氟己酮消防系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、配電和照明系統(tǒng)等。在每個(gè)電池艙內(nèi)布置的1套全氟己酮?dú)怏w滅火裝置配合16個(gè)復(fù)合型監(jiān)測(cè)模塊對(duì)電池實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、告警。艙體火災(zāi)探測(cè)機(jī)理如下圖所示，通過(guò)對(duì)溫度、煙霧、CO、VOC多參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，中央處理器復(fù)合判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池工作中的異常狀況，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警，并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，判斷熱失控階段，啟動(dòng)分級(jí)報(bào)警。一級(jí)報(bào)警時(shí)，聲光報(bào)警器紅燈閃爍，蜂鳴器發(fā)出聲音；二級(jí)報(bào)警時(shí)，聲光報(bào)警器紅燈閃爍頻率和蜂鳴器聲音頻率會(huì)增加，此時(shí)手動(dòng)按下開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)滅火；三級(jí)報(bào)警時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。
圖 艙體火災(zāi)探測(cè)原理圖
發(fā)生火警時(shí)，煙感或溫感探測(cè)器報(bào)警，設(shè)在該保護(hù)區(qū)域內(nèi)的報(bào)警裝置將動(dòng)作，火災(zāi)報(bào)警控制器通過(guò)與監(jiān)控系統(tǒng)的接口將火災(zāi)信號(hào)遠(yuǎn)傳至中心站或調(diào)度，值班人員可立即趕到現(xiàn)場(chǎng)處理。
如果火情繼續(xù)蔓延，報(bào)警級(jí)別上升，防 區(qū)內(nèi)的聲光報(bào)警器發(fā)出尖銳的警報(bào)聲和閃爍的白光，那么此時(shí)防護(hù)區(qū)內(nèi)工作人員應(yīng)馬上撤離。
當(dāng)達(dá)到三級(jí)報(bào)警級(jí)別時(shí)，消防系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聯(lián)動(dòng)信號(hào)，并在延時(shí)時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉防火門、閥、窗，停止相關(guān)的通風(fēng)系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的延時(shí)后，啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，滅火介質(zhì)經(jīng)管道噴放到防護(hù)區(qū)，控制面板噴放指示燈亮。
在系統(tǒng)處于延時(shí)階段，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤動(dòng)作,或確有火災(zāi)發(fā)生但規(guī)模較小，使用艙內(nèi)配置的消防器材即可撲滅火災(zāi)時(shí)，可按下設(shè)在安全區(qū)域的緊急停止開(kāi)關(guān)，使氣體滅火系統(tǒng)暫時(shí)停止釋放滅火介質(zhì)。此外，系統(tǒng)具備自檢功能，出現(xiàn)監(jiān)測(cè)模塊傳感器故障、數(shù)據(jù)采集異常、CAN通信掉線故障、防護(hù)裝置系統(tǒng)故障等情況時(shí)亦可及時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信息，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
氣體滅火系統(tǒng)中滅火介質(zhì)采用的是全氟己酮(化學(xué)式為CF3CF2COCF(CF3 ))。全氟己酮常溫下是清澈、無(wú)色、微味的液體，與常見(jiàn)滅火介質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表1。全氟己酮不含溴、氯等元素，滅火后無(wú)殘留物，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，不會(huì)造成二次污染，具有良好的環(huán)保性。其沸點(diǎn)達(dá)到49.2℃，常溫下為液態(tài)，與橡膠材料和金屬材料相容性好，因此儲(chǔ)存運(yùn)輸時(shí)無(wú)需使用高壓鋼瓶，大大降低了成本。
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本文對(duì)消防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分級(jí)告警、滅火功能進(jìn)行介紹，同時(shí)采用全氟己酮作為滅火試劑，提升滅火性能，為電化學(xué)儲(chǔ)能新應(yīng)用場(chǎng)景的探索提供方案支撐與參考經(jīng)驗(yàn)。
