CEIS特邀报告 | 大咖风采回顾:丁宏军-《储能电站专用火灾自动报警系统》

   日期:2023-03-08     来源:应急救援产业网    作者:朵朵    浏览:822    评论:0    
核心提示:不负等待,如期而至。2月28日,由中国安全产业协会、中国消防协会、中国安全防范产品行业协会指导,中国安全产业协会应急创新分
不负等待,如期而至。2月28日,由中国安全产业协会、中国消防协会、中国安全防范产品行业协会指导,中国安全产业协会应急创新分会、应急救援产业网主办及相关行业协会支持的CEIS2022第四届中国应急安全(消防)产业峰会暨颁奖盛典在苏州隆重召开!

大会通过特邀报告、主题报告、高峰论坛、品牌颁奖盛典、精品展示、应急安全(消防)产业联合签约等多个精彩环节,会议线上多媒体同步直播,300+大众主流媒体助力同时宣发。大会以丰富的流程设置,全新的会议视角为您呈现一场新思想、有干货、有价值的开年盛会。

上午的“特邀报告”环节,应急管理部沈阳消防研究所研究员、国家消防电子产品质量监督检验中心副主任丁宏军,在大会现场进行了精彩的报告分享,主题为:《储能电站专用火灾自动报警系统》。

【丁宏军副主任在现场进行报告分享】

报告分享 内容概括

大会现场,丁宏军副主任进行精彩专业的报告分享,他指出随着锂电池的广泛应用,由锂离子电池故障引发的电气火灾也在逐年增加,锂电池的本质安全与安全使用被广泛关注,因此,锂电子电池储能电站的火灾防护非常重要,从本质上来说,要安全为主,消防预警为辅,要立足于尽早发现隐患,及时排除,防患于未燃的原则,对储能电站进行结构设计。

报告分享 根据演讲实录整理

以下为内容根据丁宏军现场报告演讲的速记内容,进行汇总整理,个中观点,仅供参考。

内容如下:
他提到,近些年来,锂离子电池在电动自行车、电动汽车、储能、光伏等领域
的使用无论是在电动自行车,还是电动汽车,以及最近新发展的储能、光伏等各个领域里广泛发展,但随着锂离子电池广泛使用,各种由锂电池热失控引发的火灾也是逐年增加,已经引起了社会关注。
有数据显示,电动自行车已经占到总体电气火灾的9%,呈逐年上升趋势,且电动汽车在逐年增加,这两项都是跟每个百姓的生活息息相关。
同时最近全世界发生了很多起储能电站火灾,所以锂离子电池到底安全不安全?如何安全的使用它?已经成为一个广泛的共识。

他继续说到,应急管理部沈阳消防研究所作为电气火灾专业的研究机构,针对以上的问题,会同中国消防标准化电气防火分技术委员会和中国消防协会电气防火专业委员会,对锂离子电池的安全使用进行了大量的研究,并对电动自行车、电动汽车、锂电池储能电站的火灾防控给出了具体方案。

一、储能电站火灾防控基本理念

他说,首先要先弄懂储能电站火灾防控的基本理念。储能电站的火灾防控强调本质安全为主、消防预警为辅,本质安全包括电池本身安全,充放电管理安全,电气线路安全,这几项都非常重要,但也非常难以突破。第一是电池本身安全,包括原理,材料,工艺,筛选与组合等;第二是充放电系统的管理,也就是BMS系统,也是非常重要的。目前的BMS系统还没有做到能够安全解决电池充电以及热失控的问题。第三是电气线路安全,包括电气线路材料阻燃性、电气保护及时性、应急处置便利性等,这属于电气系统部分。这些加在一起属于储能系统本身的本质安全,这跟建筑本身低压配电系统道理差不多。

按照现行的技术发展以及工艺情况来看,想达到本质安全没有可能,所以需要对它进行一些辅助性安排。

消防辅助保障是必不可少,因为它本质安全没有办法达到安全的程度,就要靠辅助安全的手段。消防的辅助保障还分基本防护和安全运行保障防护,后续我会再给大家讲。

二、储能电站热失控过程与特征

从消防对于储能电站的防控来讲,热失控的过程十分重要。因为有了这些参数的变化,我们才能识别、探测、做出正确的预警,所以这几个过程非常重要,也就是消防能够识别的过程。

第一个是热失控初期,电池已经开始有点问题,电量会有变化,虽然外表没有明显特征,但是温度略有变化。

第二个是热失控早期,这时温度已经变化非常明显,而且也有微量的气体析出,所以从第二个阶段就可以进行可靠的探测。

从现在我们对这几个类型电池的研究结果来看,三元锂电池一旦进入热失控阶段基本没办法,磷酸铁锂电池进入热失控早期是可以终止热失控过程,所以现在三元锂电池是最恐怖的。

第三个是热失控中期,有大量气体析出,传统烟感都能感测到并且报警了,根据以上几个阶段的特征,能够判断处在热失控的哪个阶段。我们认为至少要在热失控早期做出判断,这样才能给有足够的时间去处理。

三、储能电站火灾自动报警系统构造
这是我们根据储能电站的特点做出的完整火灾自动报警系统的系统图。这张图比较大。我是以预制仓的模式做的,当然也有建筑结构形式。建筑结构形式跟防火原理一样,只是报警区域的划分有差别,建筑结构按防火分区或者舱来划分,这里面按集装箱划分,每个集装箱都是一个报警区域,每个报警区域里有一台区域火灾报警控制器,这台报警控制器能解决集装箱里所有跟消防相关的监管与控制问题。

在每个集装箱里以电池箱作为探测单元,我们给每个集装箱的电池箱专门配置一个火灾报警控制单元,这个控制单元要负责温度、气体、烟雾等信息的采集与判断,同时也负责切断电气相关的线路,以及联动这些自动灭火。

他进行总结,说到这些对电池箱的防护是属于为安全运行保障所做的安排,集装箱里还有个通用的火灾防控,也就是现在大多数的储能电站仅仅做了通用的基本防护,也就是烟感、风感,我们管它称为“基本防护”。当然基本防护和对于安全运行保障防护我给出的是不在一个回路里,基本防护包括烟感、风感、火灾探测等。

四、储能电站火灾自动报警系统介绍

介绍完储能电站火灾自动报警系统的整体构造与运行原理,他又针对系统内每一部分展开介绍。他首先概述了储能电站专用火灾自动报警系统的含义。储能电站专用火灾自动报警系统是指安装在储能电站的火灾自动报警系统,具有监测、探测储能电站中各类设备的火灾隐患、火灾征兆、火灾初期特征、辅助处置火灾隐患和初期火灾等功能。系统由储能电站专用火灾自动报警系统现场工作站、专用火灾报警控制器、火灾报警控制单元、电池表面温度探测器、CO探测器及其他气体探测器、电气切断装置、感烟感温探测器、火灾声光警报器及消防应急灯具等组件组成。从现在对于储能电站的火灾防控来讲分为基本防护和安全运行保障防护,目前我们国家储能电站就做了基本防护,安全运行保障防护没有一个做的。

2、现场工作站。指的是能够接收、显示、查询、存储整个储能电站火灾自动报警系统内的所有信息,并能提示各类信息的含义、给出预判趋势和处置建议的装置。预判趋势和处置建议包括哪些?比如我收到温度信号、气体信号,根据电池的特性,还有多长时间如果不控制就会热失控,比如还有30分钟,现场人员就要在30分钟之内完成处置,所以要对现场处置人员进行实时提醒,如果处置不完,那对不起,必须要撤离,人的生命安全要保障,这是工作站的主要功能。

3、火灾报警控制单元。他说,每个电池都安装了小的控制单元,负责收集各种探测器的信息,并将信息传输给火灾报警控制器,同时也接收火灾报警控制器的火灾信号,联动这里面的其他装置,并给出相应的声光指数,相当于每一个PACK给它一个专有的监管模块。

4、专用火灾报警控制器。他说现在都用“专用”火灾报警控制器,主要是现有传统的火灾报警控制器没办法完成这些功能,所以要开发专用的产品。这里面分为集中和区域,区域是装每个集装箱里,集中是放在消防控制室,无论是区域的还是集中的,都区别于现有的常规产品。尤其是区域控制器,它不单单要接收刚才提到的探测器信息,还要接收BMS相关信息。对于完整的储能电站火灾防控不仅仅要做消防辅助,还要获取整个电池充电与管理系统相关的电压电流、温度信息,这对综合性的火灾判断非常重要。

5、探测器。他指出探测器由于不同种类的PACK箱对探测器的安装位置以及结构都会有不同的要求,比如风冷、液冷安装时有很大的差异,虽然传感参数一样,但它们的结构形式、安装形式有很大的差异,这个要根据现场的情况进行确定。

6、火灾声光警报器。他指出声光警报主要分黄色和红色。黄色主要用于识别哪一个集装箱里现在需要处理,便于人员处置,人员可以开门进去。如果红色亮,就是基本防护的设施探测器报警,表示里面危险了,不能进去。

7、电气切断装置。强调需要用专用设施,液冷的管可以用钳子破拆掉,但是电器不行,如果强制破拆就断路了,所以需要专用设施。

最后,他进行总结。

一是对于储能电站的火灾防护可以分为基本防护和安全运行保障防护,现在各储能电站做的都是基本防护,只是做了一个房间或者集装箱里通用的感烟感温,远远达不到安全运行保障的要求。运行安全保障一定要深入到电池箱里,包括最佳的电池表面温度、气体,这两种是初期能够发现的。立足于发现隐患,及时排除,防患于未“燃”。

二是本次分享的储能电站专用火灾自动报警系统是在上述基本原则基础之上为电化学储能电站量身定制的,只适用于电化学。

三是系统内每只探测器的具体设置部位、报警灵敏度都需要结合储能电站特点进行有针对性设计、安装、调试与使用,包括风冷、液冷,液冷的包里就那么大,如何装进去?用吸气的把它吸出来,是不是还要回来?装在PACK箱里会不会影响原有的密闭性安全等等?风冷的一定要做现场实验才能搞定。必要时要经区域控制器判断后才能达到预期的效果,也就是消防给的数据要结合BMS的数据,综合判断达到预期的效果。

四是储能系统本的结构设计与电气设计也应该充分考虑应急处置的需求,我们要配合应急处置,尤其是电气这部分。

五是管理与处置人员的技能、处置用具也是非常重要的,管理人员要有这个能力,要知道怎么快速配置。

我的分享到此结束,谢谢大家!

 
会议虽已结束,但精彩仍可随时观看
识别下方二维码,回顾直播精彩瞬间
↓↓↓
 
打赏
 
更多>同类资讯中心
0相关评论

推荐图文
推荐资讯中心
点击排行