本書在大量試驗的基礎(chǔ)上,提出了磷酸鐵鋰電池儲能電站防火和滅火技術(shù)方案并進行了工程應用。全書共8章,分別是電化學儲能發(fā)展概述、鋰離子儲能電池、電池管理系統(tǒng)、電池預制艙、儲能電站防火設(shè)計、消防系統(tǒng)施工與驗收、運維檢修與應急處置,以及工程應用實踐案例。
電化學儲能電站中儲能電池存在熱失控以致引發(fā)火災的風險。近年來,國內(nèi)外電化學儲能電站火災事故頻出。韓國從2017年8月至2020年5月,共發(fā)生29起儲能電站起火事件;2019年1月,韓國行政安全部對345個安裝在公共機構(gòu)的儲能電站下達了立即停止運行的命令。2019年4月,美國亞利桑那州電池公用事業(yè)公司APS在亞利桑那州皮奧里亞部署的電池儲能電站發(fā)生火災,4名消防員在救援過程中受重傷。2017年12月,山西某電廠9MW調(diào)頻項目儲能集裝箱柜發(fā)生火災并伴有爆炸次生災害。一系列電化學儲能電站火災事故引發(fā)全球能源領(lǐng)域?qū)δ馨踩珕栴}的擔憂,鋰離子電池本身的安全性問題不可忽視。
2018年9月至2020年6月,國網(wǎng)江蘇省電力有限公司聯(lián)合中國科技大學、鄭州大學、東南大學、南京消防器材股份有限公司、南瑞集團有限公司和國家消防工程技術(shù)研究中心開展了磷酸鐵鋰電池儲能電站防火與滅火技術(shù)研究工作,通過系列模組級磷酸鐵鋰電池燃燒特性試驗和滅火試驗,發(fā)現(xiàn)了可用于表征儲能電池熱失控的氣體、壓力、溫度等多種參量,比較分析了市場上常見滅火劑對儲能電池模組的滅火和降溫效果,提出了可用于大規(guī)模磷酸鐵鋰電池儲能電站的防火和滅火解決方案,發(fā)布了T/CEC373-2020《預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術(shù)規(guī)范》。國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院(國網(wǎng)江蘇電力設(shè)計咨詢有限公司)作為江蘇電網(wǎng)側(cè)儲能設(shè)計的依托單位,積極開展電網(wǎng)側(cè)電化學儲能試點示范應用建設(shè),積累了大量先進的工程經(jīng)驗。為了系統(tǒng)性總結(jié)磷酸鐵鋰電池儲能電站火災預警、滅火技術(shù)等研究成果和工程實施、運行工作經(jīng)驗,國網(wǎng)江蘇省電力有限公司儲能消防課題組編寫了《磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術(shù)與工程應用》-書。
本書共8章,分別是電化學儲能發(fā)展概述、鋰離子儲能電池、電池管理系統(tǒng)、電池預制艙、儲能電站防火設(shè)計、消防系統(tǒng)施工與驗收、運維檢修與應急處置,以及工程應用實踐案例。
前言
第1章 電化學儲能發(fā)展概述
1.1 儲能技術(shù)與發(fā)展
1.2 電化學儲能電站介紹
1.3 電化學儲能相關(guān)技術(shù)標準
第2章 鋰離子儲能電池
2.1 鋰離子電池構(gòu)造與原理
2.2 鋰離子電池熱失控過程分析
2.3 鋰離子電池燃燒特性
2.4 現(xiàn)有技術(shù)標準中關(guān)于鋰離子電池安全性要求
第3章 電池管理系統(tǒng)
3.1 電池管理系統(tǒng)的定義
3.2 電池管理系統(tǒng)的功能
3.3 電池管理系統(tǒng)的架構(gòu)
3.4 鋰離子電池管理系統(tǒng)安全性要求
3.5 電池管理系統(tǒng)的安全性提升
第4章 電池預制艙
4.1 電池預制艙的基本布局
4.2 電池預制艙艙體設(shè)計
4.3 電池預制艙防火設(shè)計
第5章 儲能電站防火設(shè)計
5.1 一般要求
5.2 站址選擇
5.3 耐火等級
5.4 平面布置
5.5 防火間距
5.6 消防給水與消火栓系統(tǒng)
5.7 滅火設(shè)施
5.8 火災自動報警系統(tǒng)
5.9 消防供電與防雷接地
5.10 消防器材
5.11 滅火救援
5.12 防火封堵
第6章 消防系統(tǒng)施工與驗收
6.1 施工要求
6.2 安裝調(diào)試
6.3 電池運輸、存儲與安裝安全
6.4 消防驗收
第7章 運維檢修與應急處置
7.1 運維檢修
7.2 應急處置
第8章 工程應用實踐案例
8.1 項目概述
8.2 電池預制艙消防方案
附錄 預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防建設(shè)設(shè)施驗收表