磷酸鐵鋰電池為主的電化學儲能電站消防安全是行業(yè)關注的重點,特別是電池熱失控火災事故機理復雜多變,在熱失控后會析出氫氣、一氧化碳等可燃氣體,同時易復燃,如何阻斷電池的燃燒鏈是行業(yè)的難點。
由于電池火災的復雜性,現(xiàn)有的各類電池滅火介質均存在一定的局限性,不能保證在各種工況下能完全有效抑制熱失控蔓延,行業(yè)對現(xiàn)有各類滅火介質的優(yōu)缺點和成效爭議也較大,國內外相關政策文件和標準規(guī)范也未明確采用何種滅火介質可有效抑制熱失控火災。
例如,7月1日起實施的國標《電化學儲能電站安全規(guī)程》提出“滅火介質應具有良好的絕緣性和降溫性能,自動滅火系統(tǒng)應滿足撲滅火災和持續(xù)抑制復燃的要求”;國家能源局印發(fā)的2023版“二十五項反措”提出“滅火系統(tǒng)應滿足撲滅電池明火且不復燃的要求”。
可以看出,由于磷酸鐵鋰電池熱失控機理復雜和目前技術的局限性,現(xiàn)有的政策文件和標準規(guī)范均只提出滅火“功能性”的要求,并未明確采用何種滅火介質,采取何種滅火介質也是當前行業(yè)的“模糊地帶”。
安全是底線,也是難點。隨著近兩年各地百兆瓦級乃至GWh級大型電化學儲能電站的逐步建成投運,特別是今年來,40余座大型電化學儲能電站并網(wǎng)投運,提升大型電化學儲能電站在全壽命周期內的安全運維能力迫在眉睫。
大型電化學儲能電站電池等設備數(shù)量多,占地面積大,技術路線多樣,火災滅火系統(tǒng)復雜,一般在電池艙(柜)普遍設置可燃氣體探測器、感溫感煙探測器等,同時配置七氟丙烷、全氟己酮、細水霧、氣溶膠等滅火介質,并配置水消防作為保底兜底的手段。
電化學儲能電站一般采取少人值守的模式,每班一般配置兩名運維人員,運維人員少,對運維人員的綜合素質要求較高。同時電化學儲能在大多地區(qū)是一個新興事物,運維人員普遍缺乏電化學儲能相關知識和電站的運維經(jīng)驗,特別是消防安全的機理以及事故反應過程,相對常規(guī)的變配電工程、新能源工程,磷酸鐵鋰電池儲能為主的電化學儲能火災撲滅難度加大,火災危險性更高,對運維人員的挑戰(zhàn)更大。
安全作為重中之重,運維人員應熟練掌握電化學儲能系統(tǒng)的運行機理和儲能電站的消防安全設施,在運行中避免發(fā)生安全事故,同時一旦偶發(fā)安全事故應及時采取有效措施,避免事故范圍擴大和人身傷亡事故。
為提升運維時磷酸鐵鋰電池為主的大型電化學電站消防安全水平,結合項目實際工程經(jīng)驗提出幾點建議。
首先,合理設置探測器動作闕值??扇細怏w探測器目前已成為“標配”,可燃氣體的動作闕值設置水平層次不齊,例如,部分項目為保證儲能系統(tǒng)的安全,可燃氣體探測器動作闕值設置很低,導致報警系統(tǒng)頻繁誤動,給運行帶來極大的困擾。因此,可燃氣體探測器、感溫感煙探測器等動作闕值應合理設置,既不能“拒動”也不能“誤動”。此外,BMS的溫度、電壓、電流報警和動作定值也需結合電池特性、運行方式等合理設置。
其次,定期維護消防設備。由于熱失控火災事故屬于偶發(fā)事故,消防安全設備基本處于“待命”狀態(tài),為保證消防安全設備性能可靠,需開展定期維護,特別是部分消防安全設備較為“嬌嫩”,例如,一段時間后部分消防安全設備的精度將發(fā)生偏差,氫氣等可燃氣體探測器壽命較短、壓力容器儲壓設備安全問題凸出。因此,應定期開展消防安全設備的維護保養(yǎng),每年至少進行一次全面檢測,同時開展日常、定期、專項的巡視,保證消防安全設備處于正常工作狀態(tài)。
最后,加強消防安全演練。國內外均發(fā)生過儲能電站熱失控后消防滅火過程中的人身傷亡的慘痛事故,重要原因之一是消防人員對電池熱失控機理的不熟悉,因此,開展消防應急演練并建立與當?shù)叵啦块T的聯(lián)動機制很有必要。國標《電化學儲能電站應急演練規(guī)程》(GB42317-2023)已于近期發(fā)布,標準規(guī)定了電化學儲能電站運維過程中的應急演練計劃編制、工作準備、過程實施、評估總結和持續(xù)改進的要求,具有很好的指導意義。需要說明的是,消防應急演練不能流于形式,應注重真實性。同時,建議與當?shù)叵啦块T建立聯(lián)動機制,一方面通過對運維人員和消防隊員進行電池熱失控機理的培訓,避免真實發(fā)生熱失控火災后的“誤判誤動”;另一方面,通過消防聯(lián)合應急演練加強互動,保證一旦發(fā)生火災后能夠快速果斷采取有效措施,避免熱失控的擴散,保證人身和財產(chǎn)安全。部分地區(qū)已開展聯(lián)合消防演練,例如蘇州昆山儲能電站、山東慶云儲能電站均通過與當?shù)叵啦块T的應急演練,提高事故處置能力,實現(xiàn)火災事故的快速反應和高效處置。
原標題:大型電化學儲能電站批量投運,運維階段如何提升消防安全措施