中國儲能網(wǎng)訊:之前有講過消防,不過主要從火災(zāi)及組件角度來講 儲能集裝箱消防系統(tǒng)解決方案。
本篇打算從系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理、需要著重關(guān)注的性能、與其他設(shè)備的通信、應(yīng)用場景、維護(hù)與管理、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范這幾個角度了解儲能消防。
一、系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
火災(zāi)探測系統(tǒng)
1.溫度探測器
通常采用熱敏電阻或熱電偶等元件,分布在儲能設(shè)備(如電池模組)周圍。
這些探測器能夠?qū)崟r感知環(huán)境溫度的變化。當(dāng)電池發(fā)生熱失控等異常情況導(dǎo)致溫度升高時,溫度探測器會將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。
例如,在鋰離子電池儲能系統(tǒng)中,一旦電池內(nèi)部短路引發(fā)溫度急劇上升,溫度探測器可以在短時間內(nèi)檢測到這種變化。
2.煙霧探測器
主要基于光學(xué)散射或離子感應(yīng)原理工作。
在儲能系統(tǒng)的封閉空間(如電池艙)內(nèi),當(dāng)電池燃燒產(chǎn)生煙霧時,煙霧顆粒進(jìn)入探測器內(nèi)部。光學(xué)煙霧探測器通過檢測光束被煙霧顆粒散射后的光強(qiáng)變化,離子式煙霧探測器則通過檢測煙霧對電離電流的影響來觸發(fā)報警信號。
3.可燃?xì)怏w探測器
針對儲能系統(tǒng)中電池可能泄漏的可燃?xì)怏w(如氫氣)進(jìn)行檢測。
它利用氣體傳感器,當(dāng)周圍環(huán)境中的可燃?xì)怏w濃度達(dá)到設(shè)定閾值時,發(fā)出警報。例如,在某些液流電池儲能系統(tǒng)中,可燃?xì)怏w探測器可以及時發(fā)現(xiàn)電解液分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w。
滅火系統(tǒng)
1.氣體滅火系統(tǒng)
七氟丙烷滅火系統(tǒng):通過化學(xué)抑制作用滅火。當(dāng)七氟丙烷釋放到著火區(qū)域后,會分解并與燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中的自由基結(jié)合,從而中斷燃燒過程。具有滅火效率高、不導(dǎo)電、對設(shè)備損害小等優(yōu)點,適用于封閉的儲能空間,如集裝箱式儲能系統(tǒng)。
二氧化碳滅火系統(tǒng):靠窒息和冷卻作用滅火。大量二氧化碳?xì)怏w釋放到著火空間,降低氧氣含量,同時吸收熱量。使用時要注意,高濃度二氧化碳會對人體造成窒息危險。
2.水基滅火系統(tǒng)
細(xì)水霧滅火系統(tǒng):通過特殊噴頭將水霧化成微小水滴,水滴直徑通常在 10 - 1000μm 之間。細(xì)水霧在滅火過程中,一方面通過汽化吸收大量熱量來冷卻火焰,另一方面,大量細(xì)水霧形成的水霧幕可以隔離氧氣,抑制燃燒。它對電池火災(zāi)有較好的滅火效果,同時可以減少水漬損失。
水噴霧滅火系統(tǒng):原理與細(xì)水霧類似,但水滴直徑相對較大。它可以有效地冷卻燃燒的電池和周圍環(huán)境,防止火勢蔓延。
消防控制單元
1、接收信號→邏輯判斷→發(fā)出啟動滅火指令(給滅火系統(tǒng))+發(fā)送火災(zāi)報警信息(到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心)。
2、監(jiān)測消防設(shè)備狀態(tài)(如滅火系統(tǒng)壓力、滅火劑儲量等)。
二、著重關(guān)注的性能
關(guān)于儲能消防設(shè)備,探測靈敏度、滅火系統(tǒng)精準(zhǔn)度、各個組件的可靠性及與儲能設(shè)備中其他設(shè)備的兼容性是我們需要著重關(guān)注的性能特點。以下分點說明:
高靈敏度。能夠在火災(zāi)初期,如電池剛開始出現(xiàn)熱失控或少量煙霧產(chǎn)生時,快速檢測到火災(zāi)信號,對于防止火勢蔓延至關(guān)重要。儲能系統(tǒng)中的電池火災(zāi)蔓延速度快,早期的有效檢測可以有效降低火災(zāi)損失。
精準(zhǔn)滅火。針對儲能系統(tǒng)的特點,滅火系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)地將滅火劑噴射到著火區(qū)域,有效撲滅電池火災(zāi),在儲能消防中至關(guān)重要。
高可靠性。消防系統(tǒng)的各個組件經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗和測試,在長期運行過程中能夠穩(wěn)定工作,可以減少很多麻煩。
高兼容性。能夠與儲能系統(tǒng)中的其他設(shè)備(如電池管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng))良好兼容,共同保障儲能系統(tǒng)的安全運行,才可以達(dá)到物盡其用的效果。消防系統(tǒng)可以接收電池管理系統(tǒng)提供的電池狀態(tài)信息,同時將消防報警信息反饋給監(jiān)控系統(tǒng)。
三、與其他設(shè)備的通信
與電池管理系統(tǒng)(BMS)通信
互傳信息,及時應(yīng)對。
BMS 負(fù)責(zé)監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)。儲能消防系統(tǒng)可以從 BMS 獲取電池實時狀態(tài)信息,當(dāng) BMS 檢測到電池異常溫度升高或其他故障可能引發(fā)火災(zāi)時,消防系統(tǒng)可以提前做好準(zhǔn)備,如進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)。
同時,消防系統(tǒng)在啟動滅火后,也可以將火災(zāi)信息反饋給 BMS,以便 BMS 采取相應(yīng)的措施,如切斷電池電路。
與監(jiān)控系統(tǒng)通信
遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。
將火災(zāi)報警信號、滅火系統(tǒng)的狀態(tài)信息(如滅火劑儲量、設(shè)備故障等)發(fā)送給儲能系統(tǒng)的監(jiān)控中心。監(jiān)控中心可以實時掌握消防系統(tǒng)的運行情況,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時,能夠及時通知相關(guān)人員進(jìn)行處理。
同時,監(jiān)控系統(tǒng)可以對消防系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,如在確認(rèn)火災(zāi)后遠(yuǎn)程啟動滅火系統(tǒng)。
四、應(yīng)用場景
主要是大儲、工商儲、戶儲。(詳見 大儲、工商儲、戶儲概況)
大型電網(wǎng)側(cè)儲能電站
這些儲能電站規(guī)模大,儲能容量高,通常由多個大型儲能集裝箱或電池艙組成。儲能消防系統(tǒng)需要覆蓋整個電站區(qū)域,確保在電池發(fā)生火災(zāi)時能夠快速響應(yīng)。
工商業(yè)儲能
安裝在工廠、商業(yè)建筑等場所,用于削峰填谷、應(yīng)急電源等用途。消防系統(tǒng)要考慮到儲能設(shè)備與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性,如在空間有限的配電室安裝的儲能系統(tǒng),消防系統(tǒng)要小型化且高效。
戶用儲能
應(yīng)用于家庭儲能系統(tǒng),如與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)配套使用。消防系統(tǒng)要注重安全性和易用性,在保證滅火效果的同時,避免對居民生活造成影響,例如要防止滅火劑泄漏對室內(nèi)環(huán)境造成污染。
五、維護(hù)與管理
日常維護(hù)
1.檢查火災(zāi)探測器
定期清潔探測器表面,防止灰塵等雜質(zhì)影響探測性能。
對探測器進(jìn)行功能測試,如每月進(jìn)行一次煙霧探測器的模擬煙霧測試,確保其靈敏度符合要求。
2.檢查滅火系統(tǒng)
檢查滅火劑儲量,對于氣體滅火系統(tǒng),要檢查氣體壓力是否正常;對于水基滅火系統(tǒng),要檢查消防泵、管道和噴頭是否正常。
每季度對滅火系統(tǒng)進(jìn)行一次全面檢查,包括閥門的開啟靈活性、噴頭的堵塞情況等。
故障維修
當(dāng)消防系統(tǒng)出現(xiàn)故障報警時,維修人員要及時響應(yīng)。通過故障診斷工具和設(shè)備,快速定位故障點。例如,如果是火災(zāi)探測器故障,可能是傳感器損壞或線路接觸不良,需要更換傳感器或修復(fù)線路;如果是滅火系統(tǒng)故障,如閥門泄漏,要及時更換閥門密封件。
系統(tǒng)升級
隨著儲能技術(shù)的發(fā)展和消防技術(shù)的進(jìn)步,定期對儲能消防系統(tǒng)進(jìn)行升級。例如,更新火災(zāi)探測器的算法,提高其對復(fù)雜火災(zāi)情況的識別能力;升級滅火系統(tǒng)的滅火劑,提高滅火效率。
六、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
國家標(biāo)準(zhǔn):《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》、《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》(GB/T 42288-2022)、《電化學(xué)儲能電站并網(wǎng)性能評價方法》(GB/T 42717—2023)、《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50116)、《火災(zāi)報警控制器》(GB 4717)、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016 )。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):《新能源基地送電配置新型儲能規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》(NB/T 11194-2023)、《預(yù)制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術(shù)規(guī)范》(DB32/T 4682-2024)。
其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》(GB 50169)、《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》(DL 5027)
上述規(guī)范存在一定的重疊與覆蓋,具體下篇展開。
以上,供參考。