锂电池储能电站消防灭火系统设计

锂电池储能电站消防灭火系统设计

聂建平

蔚蓝创造（重庆新）新能源科技有限公司 重庆 400000

摘要：现阶段，随着社会经济的持续增长，对电力的需求逐年上升。锂电池储能系统在电力储存中的应用日益广泛，但对于这些系统的火灾扑救技术，需要进行研究。本文章从锂离子电池储能系统概述入手，分析了锂电池储能电站消防灭火系统设计要点，以期为业内相关工作人员提供一定的参考。

关键词：锂电池；储能；电站消防；灭火系统设计

引言

随着可再生能源的快速发展和智能电网技术的不断进步，储能系统成为了现代电力系统不可或缺的组成部分。在众多储能技术中，锂离子电池因其高效率和可靠性而广受关注。然而，随着其应用的普及，安全问题，特别是火灾风险也逐渐显现。

1锂离子电池储能系统概述

目前，储能技术是中国电力工程和智能电网系统的关键技术之一。储能技术主要分为化学储能、物理储能和电磁储能。特别是电化学储能技术，因其高能量密度、高综合效率、短建设周期和广泛的容量及功率适用性，已成为储能领域的热点。随着大容量集成技术的成熟和成本降低，电化学储能有望在电力系统的多个方面发挥重要作用，如削峰填谷、频率和电压调节等。同时，它也是构建“安全、经济、高效、低碳、共享”的现代电力能源体系中不可或缺的技术。锂电池储能，作为大规模“电力储存地”，不仅支持清洁能源，还通过电池管理系统等技术显著减少了系统体积。然而，我国在锂离子电池储能技术应用方面，仍面临火灾事故的安全隐患，这需要行业内部和相关部门高度重视并加强防范。

2锂电池储能电站消防灭火系统设计要点分析

2.1优化锂电池设计与制造

优化锂电池设计与制造的措施：一是质量控制。建立严格体系，确保原材料符合标准，监控制造过程，进行全面品质检测，保证电池品质稳定可靠。二是制造工艺改进。优化工艺，提高效率和产品一致性，采用现代设备和技术，提高自动化水平，减少人为干扰和质量波动。三是安全性设计。注重安全性，增加结构安全性和热管理能力，防止电解液泄漏和热失控，采用防火壳结构、热敏断电保护等设计，降低火灾和爆炸风险。四是温度控制技术。加强温度控制，监测温度变化，通过温度传感器、热敏材料和智能管理系统等手段，防范安全问题。五是循环寿命优化。提高电池循环寿命，降低安全隐患，通过优化内部材料、电解液和电极设计等方式，延长使用寿命，减少材料更换，降低老化引发的不稳定性。六是环保考虑。注重环保和可持续发展，采用环保材料和工艺，减少有害材料使用，提高回收利用率，合理利用废旧资源，降低环境污染。通过以上的优化措施，可以提升锂电池的品质和安全性能，保障用户的使用安全，并促进锂电池行业的发展和可持续性。同时，相关部门和企业需要密切关注最新科技的发展，并及时更新和完善相关的标准和规范，确保锂电池在设计和制造领域的持续进步。

2.2高压细水雾灭火装置运行控制方法

磷酸铁锂电池的采购成本较高，在一个电池储能预制舱内，任意电池模组出现失火，都可能导致火灾蔓延至其他模组。因此，在高压细水雾灭火系统控制中，采取预防为主的设计思路，任意电池模组起火，整个舱室内的所有高压细水雾喷头全部启动，进入喷雾灭火模式。该设计方案的优点较为突出，一方面控制已经产生的明火，另一方面则是降低其他电池模组的温度。电池模组遇水之后并不会影响后续的使用和运行，因此该控制模式具备可行性。在运行控制方面，火灾发生之后，应在第一时间内启动灭火装置。该项目以自动灭火为主要控制模式，配合火灾报警监测系统，在传感器检测到高温或者烟雾后，自动执行灭火操作。另外，在实际的工作场景中要采用人工控制模式，作为自动控制模式的备用方案。在该项目中，设计了三种人工控制方案，分别为远程手动操作、现场手动操作以及应急操作。

2.3严格充放电管理

锂电池的充放电管理对于延长寿命、提高性能和确保安全至关重要。在充电方面，要选择稳定和安全的充电器，避免过度充电和过热。合适的充电策略，如恒流、恒压充电，能确保充电过程稳定、高效、安全。同时，实时监测充电过程，及时发现并解决问题，保证充电的安全和可靠。放电管理则要避免过度放电，防止电池寿命降低或损坏。要控制放电策略，确保放电过程的稳定性和安全性，防止过热和电压异常等安全问题。此外，充放电管理还需考虑：针对不同类型的锂电池制定相应方案；根据使用环境和需求安排充放电周期；定期检测锂电池性能，评估其健康状况，及时处理异常情况，确保正常使用。2.4持续喷雾时长控制磷酸铁锂电池出现热失控或者明火后，其内部的化学物质在高温的作用下会持续发生反应，即使扑灭了表面的明火，如果电池内部温度没有下降，就仍然存在复燃的风险，这一点在燃烧试验中已经得到证明。

2.4消防设施器材评估

评估指标：①消防设施一栏表应保存如下资料：消防设施的类型、数量、状态等内容。②建筑消防设施维护保养应制定计划，列明维护保养的内容、标准和周期；③引进有资质的维护保养和检测机构或自行维保，实际维保个人资格证书应符合要求；④每日巡查标准清楚、落地有效；⑤建立手提式、推车式灭火器等移动消防器材的台账，每月至少点检一次；⑥每年必须由具有资质的第三方机构对消防系统进行全面检测并出具检测报告。评估指标：消防按照二级及以上负荷供电，两路供电均处于带电状态，能够正常切换、目视化有效。评估指标：①消防控制室的值班人员持有上岗证，能起动水泵、风机、讯响器、广播等，掌握全厂消防疏散应急预案；②消防控制室应有报警处理记录、消防系统联动控制逻辑关系表、维护保养制度、维护保养手册、运行记录表、设备运行操作流程和维护保养记录；③集中控制器无屏蔽和故障信号，若存在故障处于修复中，应能提供限期整改记录和消防中断程序申请记录；④消控中心应配备图形显示器或探测器点位图；⑤消防主机电源为消防电源，严禁使用电源插头，并应设置专用蓄电池作为直流备用电源，主机和CRT图形主备电切换正常切换。

2.5安全管控

将事故企业整体纳入现场风险评估范围，充分考虑违规设计建设、隐蔽形式连接、企业擅自改变布局、固定设施故障等隐患问题，全面预判潜在的各种风险。根据锂离子化成及仓储区域容量、事故现场环境以及爆炸冲击可能产生的风险危害，实施安全管控和交通管制。构建现场立体管控态势，全程观察，监测现场危险区域，实时检测可燃、有毒气体（HF）浓度，评估对周边环境的影响。设立紧急救助小组，实时掌握救援人员位置及其附近的应急通道，提前准备工程机械待命，做好第一时间破拆墙体、打通救生通道的准备。

结束语

随着锂离子电池储能系统在全球范围内的广泛应用，其安全性问题日益受到关注。通过深入探讨锂电池火灾的危险性，包括充电过程中的火灾风险、锂电池火灾的特点，以及引发火灾的主要原因，为该领域的安全管理和事故应对提供了重要的理论和实践指导。在储能电站火灾的扑救策略方面，文章提出了加强力量调集、强化现场管控、开展火情侦察和选择合适的扑救措施等关键对策。这些对策涉及专业的消防设备和技术，并强调了与多个相关部门的紧密协作以及对事故现场的细致评估和快速反应的重要性。展望未来，可以期待随着技术的进步和安全意识的增强，将开发出更多高效和创新的策略，以提升锂电池储能系统的安全运营水平。

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