2023电化学储能系统消防安全解决方案

电化学储能系统消防安全解决方案 PART01电化学储能电站火灾防控行业背景化学储能电站的发展 GGII数据显示，2020年中国储能市场规模达到175亿元，同比增长35%。储能锂电池出货量达到16.2GWh，同比增长70.53%。随着政策对新型储能支持力度加大、电力市场商业化机制建立、储能商业模式清晰、锂电池成本的持续下降。GGII预测，至2025年，中国储能锂电池出货量将达到58GWh，市场规模超过550亿元。其中，作为主要应用领域的电力储能锂电池“十四五”累计出货量将超过60GWh。储能电站爆炸影响事件——典型事故 典型事故分析：（北京集美家居大红门事故）南楼起火直接原因是项目西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池热失控起火。北楼爆炸直接原因为南楼电池间内的单体磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池及电池模组热失控扩散起火，事故产生的易燃易爆组分通过电缆沟进入北楼储能室并扩散，与空气混合形成爆炸性气体，遇电气火花发生爆炸。电化学储能电池火灾成因及特性电化学储能电池火灾成因及特性 锂枝晶 难题在锂电池充电过程中锂离子还原时形成的树枝状金属锂，严重时会刺穿隔膜，引起短路、自燃的危险。

在ESIE2018要承认电池组像汽油那样，是一种含高能物质的部件，没有绝对安全的电池。电化学储能电站火灾引发过程电化学储能电站火灾引发过程某个单体电池、模组发生热失控，引燃整个电池箱某个电池箱热失控火灾引起整簇电池箱燃烧，进而引起全柜燃烧电池储能柜爆炸，储能场站火灾电池箱由多个单体电池并联后获取大电流高功率，再采用多个并联后的电池组串联起来获得高电压输出某个单体电池、模组发生热失控，引燃整个电池箱某个电池箱热失控火灾引起整簇电池箱燃烧，进而引起全柜燃烧电池储能柜爆炸，储能场站火灾电池箱由多个单体电池并联后获取大电流高功率，再采用多个并联后的电池组串联起来获得高电压输出十四五规划对化学储能电站的安全要求2022年3月，国家发改委、能源局印发的《“十四“五新型储能发展实施方案》，明确要求：突破电化学储能系统安全预警、高效灭火防复燃、储能电站整体安全设计等关键技术2022年4月7号，国家能源局印发《全国电力安全生产大检查工作方案的通知》，第19条规定：加强电化学储能安全管理。电力企业要将化学储能电站纳入企业安全生产工作体系，加强电化学储能电站规划设计安全行业要求---法规、标准 行业要求---法规、标准 相继出台的各项标准、规定将化学储能站的火灾防控都指向了电池模块的控制。标准主要要求方向：1、规范整体消防设计2、规范预警设备与消防设备联动设计3、本质消防要求 单个电池模块火灾防控GB******《电化学储能电站安全规范》GB/T36549《化学储能电站运行指标及评价》GB/T36558《电力系统化学储能系统通用技术条件》GB51048《电化学储能电站设计规范》

T/CEC《预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范》T/CSAE《小型电化学储能电站消防安全技术要求》T/CSAE《动力电池梯次利用储能系统消防安全技术条件》T/JFPA《电化学储能电站消防安全评估》……PART02化学储能电站火灾防控策略化学储能电站火灾防控设计策略 化学储能电站火灾防控设计策略 一级策略 化学储能电池箱体内火灾防控（防患未燃）化学储能电池火灾防控是电站火灾主要防控对象。新标准都有这个要求。对电池模块进行火灾防控是根本防控，需要在电池箱体内部配备灭火系统，灭火剂直接作用于电池箱内，及时扑灭初期火星，将火灾控制在萌芽状态，是损失最小化、影响最小化的选择。二级策略 电池箱外储能预制舱内火灾防控（防患已燃）电池箱外部的预制舱火灾防控作用：主要针对附属电器、电路、控制器短路引发的电器火灾三级策略 预制舱外部火灾防控（防患扩燃）包括防火墙设计、预制舱间距、大型消防设施配备、路面交通等关键技术关键技术探测——锂离子电池热失控火灾早期探测多参量早期预警：锂离子电池在热失控发展过程中具有不同的特征数据变化，例如温度、H2、CO、VOC、烟雾等特征参量的变化，多参量的探测是判断电池热失控早期、初期及火灾发生的不同阶段的有效手段。分级预警：在电池热失控发展的不同阶段，通过不同的特征数据的探测和组合，有效探测识别电池热失控的发展阶段，做出不同级别的探测预警。记忆——自适应：内置时钟和数据存储，对电池运行过程中特征数据进行实时记录存储和运算，通过与前序时段特征数据的对比计算，自适应调节判断逻辑，提升探测预警的可靠型，降低误报和不报。关键技术关键技术防控——锂离子电池热失控火灾防控混合液体灭火剂：采用多组分混合液体灭火剂，有效的扑灭电池ABCE类复合型火灾雾化喷洒：灭火剂通过气体二次激化，形成微米级的雾化颗粒喷洒释放”在电池箱内形成雾气弥漫，扑灭明火的同时，雾化灭火剂更大的比表面积，能快速吸收大量热量，对热失控电池进行有效的降温。进箱式喷洒：灭火剂通过安装在箱体上的喷头，喷洒到电池箱内部，直接作用到热失控电池。快速有效的扑灭灭火和降温，并在箱体内形成惰化环境，持续抑制。电化学储能电站火灾防控设计策略（PACK级）预制舱锂电池箱消防布置示意图储能电池箱设计策略：预制舱锂电池箱消防布置示意图在系统设计和建设时消防设计应该充分考虑锂电池火灾特性，从单束、单个电池箱开始进行全面设计消防保护，确保锂电池火灾即使产生也能立即扑灭，并持续喷射气体灭火剂，防止火灾复燃。火剂主管路 灭火器主机

化学储能电池箱局部布置图通过喷头，灭火剂进入电池箱内部灭火通过喷头，灭火剂进入电池箱内部灭火灭火剂主分支管路 电化学储能电站火灾防控设计策略级）电化学储能电站火灾防控设计策略级）化学储能电池火灾特性国安达防控对策化学储能电池火灾特性国安达防控对策火灾性质复杂研发专用灭火剂，针对电池火灾高效灭火易复燃灭火剂具有降温效果、持续喷射控制复燃火灾突发性设备故障自检功能，保证长期处于正常工作状态起火速度快快速响应，5秒到达起火位置

国安达化学储能池箱火灾防控装置，针对单元电池模组，精确灭火

锂离子专用探测器化学储能预制舱内火灾防控设计方案（空间级防控）化学储能预制舱内火灾防控设计方案（空间级防控）当电池箱外部附属电气部分发生火灾，采用全淹没式气体火灾防控设计，将在预制舱内火灾扑灭。灭火气体在灭火的同时快速充斥在预制舱内部，降低可燃气体浓度，从而降低爆炸概率。当电池箱外部附属电气部分发生火灾，采用全淹没式气体火灾防控设计，将在预制舱内火灾扑灭。灭火气体在灭火的同时快速充斥在预制舱内部，降低可燃气体浓度，从而降低爆炸概率。化学储能预制舱内火灾防控布置图化学储能预制舱内火灾防控布置图可燃气体探测器感温感烟探测器气体灭火报警主机储能场站（整体防控）储能场站（整体防控）储能电站——火灾扑救预置式压缩空气泡沫产生装置预置式压缩空气泡沫产生装置可通过管路连接至消防机器人，消防机器人遥控移动到火灾危险场所进行灭火扑救。

移动式消防举高机器人移动式消防机器人电化学储能预制舱试验验证平台电化学储能预制舱试验验证平台储能柜火灾、爆炸防控技术方案储能柜火灾、爆炸防控技术方案锂电池储能柜热失控火灾防控试验平台化学储能电站消防安装实例 PART03国安达储能消防发展历程国安达股份有限公司简介（A股上市企业股票代码：300902）国安达股份有限公司简介（A股上市企业股票代码：300902）国安达股份有限公司是国内交通运输、电力电网行业自动灭火系统的主要供应商，专注于客车发动机舱、客车乘客舱、新能源汽车锂电池箱、变电站设备及设施、新能源发电站、城市电力电缆和城市地下综合管廊等特殊领域自动灭火系统的研发与生产。专注消防安全十余年，公司具有丰富的技术储备，已掌握“超细干粉”、“混合气体”、“水基型灭火剂”、“压缩空气泡沫”等多项核心灭火技术，不断满足不同领域对消防安全的需求。以多年的行业沉淀为基础，公司建立了持续创新的研发机制，与国内众多专业机构合作，率先建设了国内规模最大的工业火灾防控技术实体真火研究试验基地，试验场配置有大型变压器、客车模型、储能集装箱、电缆隧道等全尺寸实体火灾模型，对内对外开展多类火灾早期探测报警和灭火关键技术研究，以及行业创新产品技术攻关和工程应用技术研究。国安达技术储备介绍国安达技术储备介绍106项专利（其中19项发明专利）17项重大科研项目106项专利（其中19项发明专利）17项重大科研项目参与2项国家标准制定参与17项行业标准制定部分参与制定标准名称部分参与制定标准名称《GB34655-2017客车灭火装备要求》《GB4066-2017干粉灭火剂》《T/CIAPS-2022消防测试技术规范》《T/CES预制舱式储能电站消防集中控制系统技术规范》国安达储能消防技术发展历史为适应新能源汽车产业发展，公安部与国安达联合成立锂电池火灾预警和防控课题2013

开始着力于新能源储能电站火灾防控技术研