3种被动安全防护法，应对储能电站热失控！

2023-06-07 18:03

锂电储能电站被动安全，指储能电站发生火灾、爆炸事故后，尽早启动消防系统以减少电站经济损失、保障运营人员人身安全的手段，是储能电站最后的安全防线。

储能锂离子电池热失控引发的火灾属于电气火灾，具有火灾蔓延速度快、扑灭难度大、危险性高等特点。

根据锂电池热失控起火燃料的不同，储能锂电池火灾主要分为以下五类：其一是，以锂电池负极材料为燃料的固体火灾；其二是，以锂电池电解液为燃料的液体火灾；其三是，以锂电池热失控电化学反应产生的大量可燃性气体为燃料的气体火灾；其四是，以电池内部嵌锂与其他金属材料为燃料的金属火灾；其五是，以整个锂电储能电站整体系统（含各种设备、电池模组簇等）为燃料的电气火灾。

目前，锂离子电池火灾扑灭方式，主要依靠水基灭火剂，气体灭火剂、固体灭火剂限制较多、作用较小。

水基灭火剂常见种类有水、AF-31、AF-32、A-B-D灭火剂，灭火原理是水蒸发带走大量热量，形成水膜隔绝氧气，降温并抑制燃烧。

根据已发生的储能电站火灾事故报告，参与扑灭火灾的消防大队一般采用大量水进行灭火。水基灭火剂的优点是成本低、灭火降温效果更明显；缺点是有造成电站电路短路或电气设备故障，无法维持后续储能电站正常运行的风险。基于水基灭火剂的储能电站消防系统需进一步确定其适用范围与边界条件。

有研究人员发现，细水雾能有效扑灭集装箱式磷酸铁锂电池火灾，在扑灭明火和快速降低电池模组温度方面有较大优势。其中，最关键的影响因素是细水雾的压强，压强增大，灭火效率、降温效率均显著提高，不过成本也会快速提升。

常见气体灭火剂依据灭火原理有三种：其一是卤代烷1301、哈龙1211，灭火原理是分解火灾燃烧时产生的游离基，并作用合成低活性游离基，不过降温效果不明显，无法有效扑灭电气火灾,，且破坏臭氧层，已在我国全面禁用；其二是CO2、 IG-541、IG-100，灭火原理是稀释空气含氧量，抑制燃烧，从而扑灭明火，不过灭火效能差，且要求环境密闭，易破坏电气设备；其三是七氟丙烷、六氟丙烷等洁净气体，灭火原理是通过分子汽化快速降温，并稀释空气抑制燃烧，不过此法扑灭火灾初期会产生大量氟化氢等毒性气体。

目前，储能电站中储能舱内消防灭火措施大多依据日本电池储能相关标准措施，采用以七氟丙烷为主的气体灭火剂。优点是无气体残留、环境友好和不影响设备后续运行；缺点是降温效果有限、电池模组冷却时间长，难以及时扑灭火灾。

传统固体灭火剂，如干粉灭火剂基本无法达到扑灭储能电站火灾的效果，因为电气火灾燃烧速度快、温度高，而干粉灭火剂不具备降温效果。