时间:2025-02-07 作者:来源于微信公众号 55
安全无小事,今年以来储能火灾事故频发引发行业关注。
储能安全的防线基于两条:
第一条是储能系统的本质安全,比如系统中的电池部分、电气部分自身的质量要过关,保证使用寿命内的安全。
第二条是储能消防系统的可靠性,保证对火灾的提前预警和处置。
针对消防系统,储能产品长期面临标准缺失、设计过于简化等问题,问题的源头正在于各家对消防的理解都不一致,而消防设计的底线是现行国标GB-51048和GB/T 42288,这两条国标对储能消防系统的设计并没有给出细节性的规定,并且在火灾定性上被业内人士认为过于宽松。
正如沈阳消防研究所张颖琮的分析:
“储能电站最突出的的安全问题在于锂离子电池自身热失控危害或系统相关部件火灾危险性。
现有的电化学储能电站一般依据现行标准规范要求在电池室内安装普通民用建筑适用的点型感烟火灾探测器、感温火灾探测器,探测器发出报警后联动切断充电电源和通风系统。
但是锂离子电池一旦发生热失控,极易产生射流火和爆炸等连锁反应。安装在电池室内的火灾探测器无法起到早期探测报警的作用。”
因此,以上问题造成了一个现象:头部储能产品采用了较为先进的消防系统,但因为竞争激烈,标准底线过低,导致“劣币驱逐良币”,低配储能产品反而大行其道。
好在标准也在与时俱进,除了各地对储能消防监管收紧之外,国家层面的标准也在制定进程中。
由沈阳消防研究所起草的“新国标”《电化学储能电站火灾监测预警系统通用技术要求》正在征求意见中,2025年将报批,结合明年即将实施的GB-51048新修版(提高了储能火灾危险等级)。2025年无疑是储能跨入规范化发展的一年。
就新国标征求意见稿版本来看,储能安全网认为文件体现了规范的三大趋势:
1、消防联动控制逻辑规范化;
2、消防主机功能集成化;
3、明确探测器响应阈值。
一、消防联动控制逻辑规范化
根据新国标条款:
控制装置应能直接或间接地接收来自探测装置及其他火灾报警触发器件的火灾报警信号,发出火灾报警声、光信号,指示火灾发生部位,显示并记录火灾报警时间,并予以保持,直至手动复位。
控制装置需要接收来自同一探测装置两个或两个以上火灾报警和/或气体报警信号才能确定发出火灾报警信号时,还应满足下列要求:
a) 控制装置接收到第一个火灾报警和/或气体报警信号时,应发出火灾报警声信号,并指示相应的报警部位,但不能进入火灾报警状态;
b) 接收到第一个火灾报警信号和/或气体报警信号后,控制装置在60s内接收到要求的后续火灾报警和/或气体报警信号时,应发出火灾报警声、光信号,并进入火灾报警状态;
c) 接收到第一个火灾报警和/或气体报警信号后,控制装置在10min内仍未接收到要求的后续火灾报警和/或气体报警信号时,应对第一个火灾报警和/或气体报警信号自动复位。
控制装置需要接收到不同部位两只探测装置的火灾报警信号才能确定发出火灾报警信号时, 还应满足下列要求:
a) 控制装置接收到第一只探测装置的火灾报警信号时,应发出火灾报警声信号,并指示相应部 位,但不能进入火灾报警状态;
b) 控制装置接收到第一只探测装置的火灾报警信号后,在规定的时间间隔(不小于5min)内未接收到要求的后续火灾报警信号时,可对第一个火灾报警信号自动复位。
储能安全网注:目前市场上,储能消防联动控制逻辑都是基于火灾自动报警规范进行编写的,报警主机只有接受到两个报警信号才能进入火灾报警状态是设计惯例,但是信号间隔时间、自动复位时间的设定各家并不一致,这导致了报警复位过于简单或者进入火灾报警状态不合理。新国标确定参数让各个储能厂家有了设计标准。
二、消防主机功能集成化
根据新国标条款:区域控制装置应能向集中控制装置发送火灾报警、可燃气体报警、火灾报警控制、故障报警以及可能具有的监管报警、屏蔽、延时等各种完整信息,并应能接收、处理集中控制装置的相关指令。
集中控制装置应能接收和显示来自各区域控制装置的火灾报警、气体报警、火灾报警控制、 故障报警、自检以及可能具有的监管报警、屏蔽、延时等各种完整信息,进入相应状态,并应能向区域控制装置发出控制指令。
集中控制装置在与其连接的区域控制装置间连接线发生断路、短路和影响功能的接地时应能进入故障状态并显示区域控制装置的部位。
储能安全网注:区域控制和集中控制是消防设计中的重要概念,在大型储能电站中,数个集装箱就会被划分为一个防火分区,每个分区间会规定一定间距或者设置防火墙,以防止火灾蔓延。
新国标该条款就针对储能场景的特殊性,要求了消防主机需要具备对应的功能,比如在储能舱或者储能柜内的主机需具备火灾报警、可燃气体报警等功能,储能站级主机需具备火灾报警、气体报警等功能,根据储能多级防护的特性对主机提出集成化、小型化的要求。
三、明确探测器响应阈值
根据新国标条款:探测装置的可燃气体测量量程应符合以下规定: a) 一氧化碳的量程上限不应小于200×10-6(体积分数)且不应大于2000×10-6(体积分数); b) 氢气的量程上限不应小于250×10-6(体积分数)且不应大于1000×10-6(体积分数)。
风冷型探测装置的可燃气体报警设定值应符合以下规定: a) 一氧化碳低限报警设定值应为 100×10-6(体积分数),如具有高限报警设定值,应为 500×10-6(体积分数); b) 氢气低限报警设定值应为 110×10-6(体积分数),如具有高限报警设定值,应为 200×10-6 (体积分数)。
液冷型探测装置的可燃气体报警设定值应符合以下规定: a) 一氧化碳低限报警设定值应为190×10-6(体积分数),如具有高限报警设定值,应为1500×10-6(体积分数);b) 氢气低限报警设定值应为 200×10-6(体积分数),如具有高限报警设定值,应为 500×10-6 (体积分数)。
探测装置采用插拔结构气体传感器时,应具有结构性的防脱落措施。气体传感器发生脱落时,探测装置应能在30s内发出故障信号。
探测装置的一氧化碳报警动作值不应低于 50×10-6(体积分数)。探测装置的氢气报警动作值 不应低于80×10-6(体积分数)。
探测装置的一氧化碳报警动作值与报警设定值之差的绝对值不应大于 50×10-6(体积分数)。探测装置的氢气报警动作值与报警设定值之差的绝对值不应大于80×10-6(体积分数)。
储能安全网注:
探测装置的响应阈值是厂家间最难达成共识的部分。这一条款的最大亮点在于探测装置响应阈值根据风冷储能、液冷储能做了区分。热管理方案的不同会导致储能系统内部环境的不同,因此阈值也将做出对应改变。
在探测气体选择方面,据储能安全网了解,沈消所是根据宁德时代给予的电解液配方进行了分析,一氧化碳和氢气是电池热失控释放的主要气体,因此被纳入了重点监测范围。