4月16日下午,北京市豐臺(tái)區(qū)南四環(huán)一儲(chǔ)能電站起火爆炸,事故導(dǎo)致2名消防員犧牲和1名員工失聯(lián),另有1名消防員受傷。47輛消防車235名指戰(zhàn)員耗費(fèi)12個(gè)小時(shí)才撲滅明火。
據(jù)統(tǒng)計(jì),在過去的一年中全世界此類儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)超過30起。2017年8月-2019年6月,韓國(guó)發(fā)生了23起鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目的火災(zāi),就在今年4月6日下午,韓國(guó)又一光伏電站的儲(chǔ)能系統(tǒng)起火,共造成約4.4億韓元損失。我國(guó)的江蘇、北京等地都發(fā)生過類似的儲(chǔ)能電站火災(zāi)。
電化學(xué)儲(chǔ)能電站是利用可充電的電池儲(chǔ)存電能,目前主要是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩種形式。北京儲(chǔ)能電站使用的是磷酸鐵鋰電池。當(dāng)磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э貢r(shí),電解液中會(huì)析出多種易燃易爆的氣體,比如一氧化碳、氫氣、乙烯、甲烷、乙烷、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等,這些氣體與空氣混合形成了爆炸性混合物,遇火源即會(huì)發(fā)生劇烈爆炸。
我國(guó)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB51048-2014)偏重于站內(nèi)建(構(gòu))筑物的火災(zāi)防范,未要求鋰電池等儲(chǔ)能元件設(shè)置自動(dòng)消防設(shè)施進(jìn)行保護(hù)。另外,《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》(GB 38031-2020),僅提出“單個(gè)電池?zé)崾Э匾馃釘U(kuò)散,進(jìn)而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險(xiǎn)之前5min,應(yīng)提供一個(gè)熱事件報(bào)警,提醒成員疏散”;也未明確要求設(shè)置鋰電池自動(dòng)滅火裝置。目前,國(guó)內(nèi)涉及鋰電池火災(zāi)防控的標(biāo)準(zhǔn),只有應(yīng)急管理部消防產(chǎn)品合格評(píng)定中心發(fā)布的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)客車鋰離子動(dòng)力電池箱火災(zāi)防控裝置通用技術(shù)要求》(CCCF/XFJJ-01),現(xiàn)有多家企業(yè)取得了火災(zāi)抑制裝置的技術(shù)鑒定證書(非三元體系鋰電池),但這類產(chǎn)品只能應(yīng)用于體量較小的車用鋰電池箱,無法適用大容量的電儲(chǔ)能裝置。隨著儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故頻發(fā),國(guó)內(nèi)外逐步意識(shí)到消防安全的重要性,部分電站開始增設(shè)自動(dòng)消防設(shè)施。如:美國(guó)亞利桑那州電池儲(chǔ)能項(xiàng)目設(shè)置了Novec1230(全氟己酮)滅火系統(tǒng);江蘇昆山儲(chǔ)能電站在鋰電池預(yù)制艙應(yīng)用了七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。
據(jù)悉,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)在同一試驗(yàn)工況下,電池自由燃燒時(shí)分別噴射二氧化碳、七氟丙烷、細(xì)水霧、全氟己酮進(jìn)行滅火,對(duì)比各類滅火劑對(duì)鋰離子電池火災(zāi)的滅火抑制效果。二氧化碳使用后仍存有火焰;七氟丙烷使用后仍發(fā)生少量的燃燒;細(xì)水霧使用后沒有發(fā)生燃燒,但要達(dá)到比較好的效果,噴射時(shí)間必須足夠長(zhǎng)。全氟己酮使用后,電池未出現(xiàn)明火,且未復(fù)燃。研究表明,幾種滅火劑基本都可以撲滅火焰,但是降溫效果不一樣,并且有的會(huì)出現(xiàn)復(fù)燃。因此,儲(chǔ)能站鋰離子電池火災(zāi)的難點(diǎn)不在于滅掉明火,而是如何降低事故電池?zé)崾Э氐膭×页潭?,?shí)施有效的降溫、抑制。
全氟己酮在常溫下是液態(tài),接觸高溫電池后,通過相變帶走大量熱量;還可以切斷火焰燃燒的自由基,起到化學(xué)抑制作用。后期試驗(yàn)可增大劑量,優(yōu)化全氟己酮滅火的降溫效果,通過對(duì)多個(gè)表面溫度共同擬合尋找較優(yōu)的用量。目前各類滅火劑中針對(duì)鋰離子電池火災(zāi)全氟己酮還是最有效的,既能夠快速撲滅明火,又有較好的吸熱降溫作用。今后也可利用全氟己酮和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)協(xié)同處置鋰離子電池火災(zāi),使電池的峰值溫度更低,降溫速度更快,進(jìn)一步提升儲(chǔ)能電站的安全性。
山東天康達(dá)安防科技有限公司一直致力于全氟己酮火災(zāi)防控技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)編制工作。目前自主研制出包括鋰電池火災(zāi)抑制裝置在內(nèi)的十大系列全氟己酮滅火產(chǎn)品及專用噴頭,獲得國(guó)家專利15項(xiàng);先后承擔(dān)了新能源電動(dòng)汽車消防安全、電力系統(tǒng)火災(zāi)防控、軌道交通火災(zāi)防控等多項(xiàng)全氟己酮應(yīng)用技術(shù)研究課題;主編了國(guó)內(nèi)第一部全氟己酮應(yīng)用性團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和省地方標(biāo)準(zhǔn);自主研發(fā)了國(guó)內(nèi)第一條也是唯一被認(rèn)可的全氟己酮應(yīng)用灌裝線。
近年來,山東天康達(dá)公司已為國(guó)內(nèi)多家儲(chǔ)能電站編制了全氟己酮火災(zāi)防控設(shè)計(jì)方案。方案中消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩級(jí)響應(yīng)、分別動(dòng)作,以達(dá)到早期監(jiān)測(cè)、及時(shí)報(bào)警、迅速滅火、整體降溫、長(zhǎng)效抑制的效果。下一步公司將繼續(xù)深入與儲(chǔ)能電站安全相關(guān)的科研院所和專家開展合作,充分發(fā)揮全氟己酮高效滅火、快速降溫、絕緣無毒、潔凈環(huán)保的優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)研發(fā)適用于儲(chǔ)能電站火災(zāi)防控產(chǎn)品,并推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂,加強(qiáng)儲(chǔ)能電站的消防安全。
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