電化學儲能解決方案

Electrochemical Energy Storage Solutions

電化學儲能的消防安全堡壘

綜合解決方案，為電化學儲能系統(tǒng)保駕護航

劍安在電化學儲能消防安全領(lǐng)域提供了全面的解決方案。作為行業(yè)內(nèi)較早進入儲能消防技術(shù)研發(fā)和市場應(yīng)用的專業(yè)機構(gòu)，劍安已經(jīng)實現(xiàn)了從前端探測到后端滅火的全方位覆蓋的消防安全解決方案。以“早發(fā)現(xiàn)、早處置”為原則，通過高度集成的火災(zāi)探測裝置，能夠?qū)δ芘搩?nèi)鋰電池熱失控的初級階段進行超前探測預(yù)警。

通過智能集成裝置能夠監(jiān)測氫氣、一氧化碳、VOC氣體、感煙、溫度等多種參數(shù)，對儲能電池熱失控的特征量進行全方位監(jiān)測與分析。此外，劍安科技的解決方案還包括與艙內(nèi)探測器聯(lián)動的報警信號采集、啟動滅火裝置、聯(lián)動報警以及與BMS（電池管理系統(tǒng)）的聯(lián)動通信等功能，以精準多次點噴的方式抑制和處理艙內(nèi)火災(zāi)。

中國儲能市場規(guī)模介紹

2020年全球儲能市場新增裝機達5.3GW/10.7GWh,中國儲能新增部署規(guī)模約1.2GW/2.3GWh，居全球之首。
“十四五”期間，中國儲能市場預(yù)計將增長10倍以上。BNEF預(yù)測，到2025年儲能裝機量將達到10.3GW/23.8GWh(保守估計)或 13.9GW/32.8GWh(樂觀估計)。
儲能系統(tǒng)主要應(yīng)用于獨立式移峰，可再生能源配儲，電網(wǎng)輸配側(cè)應(yīng)用，工商業(yè)應(yīng)用，調(diào)頻應(yīng)用

儲能事故頻繁

2017年8月到2019年5月，韓國發(fā)生了23起儲能電站起火事件，頻繁的事故迫使其儲能項目停運整頓，所有23起儲能系統(tǒng)火災(zāi)事故中有14起在充電后發(fā)生，6起發(fā)生在充放電過程中，3件是在安裝和施工途中發(fā)生火災(zāi)。
2017年9月24日上午11點29分左右，韓國江原平昌郚美炭面平安里(音譯)風力發(fā)電站的儲能系統(tǒng)發(fā)生未知原因的火災(zāi)，時隔2小時30分鐘后熄滅。
2019年4月19日，位于亞利桑那州Surpise市， APS公司下屬McMicken變電站的2MW/2.47MWh鋰電儲能系統(tǒng)發(fā)生著火爆炸事故，并造成多名消防人員受傷，引起了多方關(guān)注。
2021年5月17日，北京集美家居大紅門儲能電站發(fā)生爆炸，該起事故很可能因儲能電池安全質(zhì)量、電池管理系統(tǒng)和氣象環(huán)境等因素導致。
據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界范圍內(nèi)鋰電池儲能火災(zāi)安全事故在過去的一年內(nèi)發(fā)生超過30起，造成了重大的財產(chǎn)損失。因此，在鋰離子電池成本降低到商業(yè)化的拐點后，儲能系統(tǒng)的消防安全問題就成為制約鋰離子電池電力儲能大規(guī)模推廣的關(guān)鍵瓶頸。

儲能法律法規(guī)、標準

國家標準
GB 51048-2014《電化學儲能電站設(shè)計規(guī)范》—上半年剛發(fā)布了新的征求意見稿
團體標準
T/CEC 373-2020預(yù)制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術(shù)規(guī)范
T/CECS 10171-2022《預(yù)制式全氟已酮滅火裝置》
《鋰離子電池儲能系統(tǒng)防火技術(shù)規(guī)程》《鋰離子儲能電站火災(zāi)預(yù)警防控系統(tǒng)要求》-中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準
地方標準
DB11T1893-2021《北京市儲能電站建設(shè)及運行規(guī)范》
江蘇省電網(wǎng)《關(guān)于印發(fā)預(yù)制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術(shù)措施(試行)》多省編制儲能電站消防驗收標準
DB37/T 3642-2019《全氟已酮滅火系統(tǒng)設(shè)計、施工及驗收規(guī)范》
部門標準
國家能源局《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)》
國網(wǎng)設(shè)備部-電化學儲能電站消防提升措施

儲能消防系統(tǒng)思考

適用于電化學儲能系統(tǒng)的消防系統(tǒng)
主動防火設(shè)計主要有兩方面考慮:

一是通過電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)電池日常運維的參數(shù)測量實現(xiàn)異常電氣參數(shù)識別:-熱失控征兆；
二是通過熱失控早期預(yù)警和滅火裝備實現(xiàn)對火災(zāi)的防控。其中適用于鋰離子儲能電站的消防系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)鋰電池的火災(zāi)特性進行開發(fā)設(shè)計，另外與電池管理系統(tǒng)進行有效的聯(lián)動控制。

1、多級預(yù)警多級預(yù)警是指根據(jù)電池熱失控、電解液泄漏、電氣火災(zāi)初期、電池熱蔓延等不同嚴重程度進行分級控制，方便運維操作。諸能電站的消防系統(tǒng)需要實行分級預(yù)警機制，采用多級消防處理控制，降低儲能系統(tǒng)大范圍的起火風險，可有效保障儲能系統(tǒng)的安全。

2、安全聯(lián)動

一是如何快速有效的檢測出電池的熱事故隱患和熱失控狀態(tài)，采取不同的預(yù)警信息(聲光信息)；
二是出現(xiàn)熱失控的狀態(tài)下如何快速啟動消防設(shè)施，實現(xiàn)有效滅火;
三是儲能集裝箱內(nèi)部信號，報警、故障、動作信號聯(lián)動，動作信號是在系統(tǒng)存在火災(zāi)確認信號或滅火裝置處于異常狀態(tài)時(延時、啟動或放氣)聯(lián)動消防動作繼電器，斷路器動作，停止充放電，同EMS等管控系統(tǒng)聯(lián)動。

解決現(xiàn)有和運營系統(tǒng)中熱失控級聯(lián)，通風和抑制的聯(lián)動控制;
采用通風，滅火或冷卻系統(tǒng)，以管理將來儲能設(shè)施的熱失控:
采用可減慢，或停止熱失控期間電池單元和模塊間的級聯(lián)或傳播的電池及電池儲能系統(tǒng)設(shè)計:

解決方案邏輯圖

劍安科技儲能消防整體解決方案

劍安科技儲能消防布局圖

儲能智慧消防產(chǎn)品與配置

劍安科技儲能電池族防護方案

電池簇:每個電池簇中放置一個探測控制器，簇體上方設(shè)有滅火藥劑及消防水接口;簇體下方設(shè)有排水口;并在其中一個簇中設(shè)置一個滅火藥劑罐體。

管路:運輸滅火藥劑及消防水，布置方式如圖所示。

探測控制器:實時探測簇內(nèi)的環(huán)境，當發(fā)生熱失控時候打開對應(yīng)簇的電磁閥。

數(shù)據(jù)集中器:接收探測控制器的報文，實現(xiàn)控制滅火裝置啟動，及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

電池簇
電池簇采用半封閉結(jié)構(gòu)，滅火裝置安裝在電池簇的頂部電池箱之間設(shè)置疏水蓋板，底部設(shè)置排水口。

消防管路
電池簇側(cè)壁設(shè)置消防管路，管路連接頂部的滅火裝置管路上設(shè)置噴口，每個電池簇分別設(shè)立電磁閥進行單獨控制;

探測控制器
探測控制器設(shè)置在電池簇頂部，探測器內(nèi)集成煙霧、溫度、C0、VOC多種傳感器，對簇內(nèi)環(huán)境進行探測，并設(shè)置一條感溫線，感溫線從每個電池箱內(nèi)部穿過，簇電磁閥的開啟由所在箱的探測控制器來實現(xiàn)。

劍安科技儲能電池族防護方案

一、儲能設(shè)施（儲能電站、充電樁、機箱/柜、鋰電池等）發(fā)生火災(zāi)因素

1、電池系統(tǒng)缺陷：如電池存在極力和切斷不良、活性物質(zhì)涂層不良等制造缺陷極可能發(fā)生火災(zāi)；
2. 電擊保護系統(tǒng)不良：如電池保護裝置內(nèi)部件受損將導致直流接觸器絕緣性能下降發(fā)生起火；
3、經(jīng)營環(huán)境管理不足：如水分、粉疹、鹽水等環(huán)境水分侵入電池系統(tǒng)導致熔融痕跡而出現(xiàn)絕緣性能下降并引起火災(zāi)；
4、儲能系統(tǒng)內(nèi)部能量失控產(chǎn)生高溫引發(fā)火災(zāi)。

二、儲能系統(tǒng)易發(fā)生火災(zāi)部位

變壓器及高壓開關(guān)柜：變壓器裝置若為帶油設(shè)備,變壓器裝置內(nèi)部故障時會引起電弧加溫，有燃燒及爆炸的可能；
低壓開關(guān)及控制柜：充放電和電能輸出過程中的不穩(wěn)定性可能存在火災(zāi)隱患；
電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：系統(tǒng)轉(zhuǎn)換過程中可能存在過充、溫度過高等隱患；
電池矩陣（電堆）：蓄電池在充放電過程中長期運行電解水會產(chǎn)生微量的氫氣，若室內(nèi)通風不暢或排出管道堵塞，氫氣在室內(nèi)或局部的封閉空間聚集達到一定濃度，外部遇明火撞擊、雷電、或靜電放電火花、短路過充或過放等各種意外因素，可能形成火災(zāi)甚至爆炸隱患；
儲能電站廠房內(nèi)電子設(shè)備：環(huán)境濕度不符合國家標準規(guī)范要求致使電子設(shè)備因空氣濕變過大發(fā)生故障引發(fā)火災(zāi)事故。

三、我們的解決方案

風電專用懸掛非貯壓超細干粉滅火裝置

車載超細干粉

落地式氣溶膠

管網(wǎng)式七氟丙烷

熱氣溶膠滅火裝置

滅火管

完善的質(zhì)量認證體系

江西劍安消防科技股份有限公司致力于追求高質(zhì)量標準和技術(shù)創(chuàng)新，擁有多項國內(nèi)外質(zhì)量認證，包括ISO9001中英雙認證、ISO14001環(huán)境管理體系認證、ISO45001職業(yè)健康安全管理體系認證，以及中國船級社和歐盟CE國際認證，確保了產(chǎn)品的國際競爭力。同時，公司的產(chǎn)品通過了應(yīng)急管理部消防產(chǎn)品合格評定中心的認證，強化了性能和質(zhì)量。作為國家認定的高新技術(shù)企業(yè)，劍安消防還獲得了江西省“專精特新”中小企業(yè)認證，被評為行業(yè)“十大自動滅火企業(yè)”之一，并榮獲江西省著名商標，凸顯了其在自動滅火領(lǐng)域的領(lǐng)導地位和品牌影響力。這些認證和榮譽是劍安消防對卓越品質(zhì)不懈追求的明證。