【储能消防】工商业储能系统消防要求及方案说明

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一、工商业储能系统消防的重要性

随着工商业的不断发展，储能系统在其中的应用也愈发广泛。然而，其消防安全问题却日益凸显，成为了人们不得不重视的关键环节。

工商业储能系统一旦发生火灾，可能会对财产和人员安全造成严重威胁。储能站火灾的主要危害一般有很多，直接作用于影响人们的日常生活和办公。从内部来看，电池在制造过程中，电芯内部在生产制造上可能存在缺陷或隐患，或者电池在长期使用过程中造成的电池老化；从外部来看，电池的外部撞击和泡水等因素也可导致电池受损，进而导致短路。电化学材料储能系统电站的火灾危害可以大致分为两类：一类主要是由于电气火灾引发的发电火灾，如现在常规储能电站中有可能不会发生的电气变压器焊接火灾、电缆焊接火灾等；另一类主要是化学储能系统中由于电池火灾引发的发电火灾，危害大且一旦电池火灾引起就不完全可控。

爆炸也是储能系统火灾可能导致的严重后果。储能发电系统的离子蓄电池在快速充电或放电使用过程中长期连续运行，电解水液中会快速产生限定微量的氧化氢气，若室内局部通风不畅或室外排出氢气管道出现堵塞，氢气在室内或室外局部的完全封闭状态空间快速聚集时会达到限定数量浓度，外部环境遇水或明火发生撞击、雷电、或产生静电或充放电发生火花、短路发生过充或放电过放等各种意外灾害因素，可能造成爆炸事故。

此外，人员伤害也是不可忽视的问题。包括触电、中毒、窒息等。例如，电池燃烧会产生有毒气体和析出有毒晶体，人体吸入后会产生中毒反应。锂电池燃烧产生的有毒气体种类繁多，包括氯化氢、氟化氢等。这些有毒气体与人体接触后会剧烈刺激到呼吸道黏膜、眼睛，引发黏膜的炎症和溃疡等。全钒液流电池一旦发生溶析现象，就会析出五氧化二钒、三氧化二钒等有剧毒的晶体。这种析出会在室温控制不当的时候发生。人体接触到析出晶体会破坏呼吸系统和皮肤，严重会引发呼吸道炎症、皮肤过敏等。

综上所述，工商业储能系统的消防措施至关重要。它不仅关系到财产安全，更关系到人员的生命安全。只有重视储能系统的消防安全问题，采取有效的消防措施，才能确保工商业的稳定发展。

二、消防要求

（一）电能存储设备要求

1.储能电池简述：

储能电池单体、模块、簇的安全性能应严格符合相关规定，如符合 GB/T36276 的规定，并通过具有法定资质的检测机构检验合格，取得型式检验报告。当电池单体、电池模块使用塑料作为壳体材料、分隔材料时，燃烧性能等级不应低于 GB 8624 规定的 B1 级要求。控制线束和电缆等部件采用阻燃材料，电气接口宜采用防呆设计，裸露带电部位采取绝缘遮挡措施，以提高安全性。同时，电池模块外壳、储能柜体等能够形成可靠的等电位连接，并且储能电池模块内单体之间宜设置云母、气凝胶等隔热材料，有效防止热传递引发安全问题。

2.电池管理系统简述：

电池管理系统除应符合 GB/T 34131 的规定外，还具备电池过压、欠压、压差、过流、短路等电量保护功能，以及温度（过温、低温、温差或温升速率）、气体等非电量保护功能，能发出分级警告信号或跳闸指令。此外，具有与火灾探测报警系统的联动接口，接收气体预警及火灾报警信号，发出相应联动控制指令。该系统应具备电池一致性管理功能，每个电池模块的温度采集点数不应少于模块内电池单体数量的 25% 且不少于 4 个，在模块正负极附近应设有温度采集点，确保对电池状态的精准监测。

3.储能柜简述：

储能柜的柜体表面应具有防腐蚀镀层或涂层，防腐等级不低于 C3，特殊环境需定制处理。柜体应满足防水、防潮等要求，防护等级不应低于 GB/T 4208 中 IP54 的规定。其外壳结构、隔热保温材料、内外部装饰材料应为阻燃材料，柜体四周与顶部应有隔热设计，耐火极限应不小于 0.5 h。柜体设有通风散热设施，电池泄露的 H₂或 CO 等可燃、有害气体应能快速排出。柜体外壳上应有铭牌信息，包括但不限于额定功率、额定容量、投运日期等。消防配电线路应满足火灾时连续供电的需要，其电线电缆的敷设应符合 GB 50016 的规定，电力设备接地设计应符合 GB/T 50065 的规定。

4.位置选择简述：

储能系统位置选择应符合相关规定，不应贴邻或设置在生产、储存、经营易燃易爆危险品的场所，不应设置在具有可燃性气体或粉尘、腐蚀性气体的场所，也不应设置在重要架空电力线路保护区内。同时，储能系统不应设置在人员密集场所，不应设置在地下或半地下空间，建筑物耐火等级不应低于二级。

（二）消防设施要求

1.火灾探测器简述：

储能柜内应设置火灾探测器，包括但不限于气体、温度、烟雾、压力等其中的一种或多种参量复合探测，且应符合 GB 16838 的规定。储能柜内每个电池模块可单独配置火灾探测器，包括但不限于内置式或插拔式探测器。国家标准《电化学储能电站安全规程》（GB/T 42288 - 2022）于 2023 年 7 月 1 日正式实施，明确提出电池室 / 舱应配置自动灭火系统，与电池管理系统、火灾探测器或可燃气体探测装置、空调、排风系统联动，具备远程被动指令启动和应急机械启动功能。自动灭火系统的最小保护单元应为电池模块，每个电池模块宜单独配置探测器和灭火介质喷头，即采用 “PACK 级探测 + 灭火”。《安全规程》提出灭火介质应具有良好的绝缘性和降温性能，能扑灭电池火灾和电气设备火灾，且防止复燃。主要条款中多次提到应使用温感探测器、烟感探测器等探测报警装置来保障储能系统安全。

三、消防方案

（一）PACK 级防护方案

简述：以单个 PACK 为防护单元，通过复合探测器探测电池温度、烟雾等，实现火灾预警，联动火灾抑制装置，将灭火剂喷射至 PACK 包内抑制火灾。

在工商业储能系统中，PACK 级防护方案至关重要。通过复合探测器对电池温度、烟雾、CO 和 VOC 气体等进行精准探测，能够迅速判断火灾信号，实现高效的火灾预警。当探测到异常情况时，报警控制装置会立即联动火灾抑制装置。此时，抑制装置将灭火剂通过喷头精准喷射至 PACK 包内，从而实现对电池内部火灾的有效抑制。这种 PACK 级防护方案具有高防护等级和高集成密度的特点，结合电池管理系统能够及时识别电池的早期热失控状态，在单体电池热失控后迅速采取灭火措施，阻止火灾的蔓延。

（二）柜级防护方案

1.方案一简述：当储能柜内出现电池热失控等情况，复合探测器探测到可燃气体发出报警信号，联动声光报警器及气溶胶灭火装置，全淹没防护柜体火灾。

当储能柜内发生电池热失控、电解液泄漏或电气设备出现明火等情况时，会释放大量可燃气体。此时，复合探测器能够第一时间探测到可燃气体并发出报警信号。报警信号会联动声光报警器，发出强烈的声光警示，提醒现场人员及时撤离。同时，联动气溶胶灭火装置，气溶胶灭火装置启动后，能够对柜体进行全淹没防护，有效抑制柜体火灾。这种方案能够在火灾发生的初期迅速响应，最大限度地降低火灾对储能柜及周边设备的损害。

2.方案二简述：当储能柜内发生火灾，探火管在温度最高处爆破，启动容器阀门，灭火剂从探火管爆破处喷出抑制火灾。

在储能柜内出现火灾时，内部具有一定压力的探火管会在温度最高处被软化和爆破。利用探火管中的压力下降，启动容器阀门，使灭火剂从探火管爆破处喷出，直接作用于火灾部位，抑制火灾的蔓延。这种方案具有响应迅速、灭火精准的特点，能够在火灾发生的关键时刻发挥重要作用。

综上所述，工商业储能系统的消防方案应根据实际情况进行合理选择和设计，以确保在火灾发生时能够迅速响应、有效灭火，保障人员和设备的安全。

四、灭火装置选择要点

工商业储能消防系统在选择灭火装置时，需要综合考虑多个重要因素，以确保灭火装置在火灾发生时能够发挥最大效用。

首先是灭火剂种类。目前常见的灭火剂有气体灭火剂（如氮气、七氟丙烷、全氟己酮等）、细水雾、气溶胶等。气体灭火系统具有灭火速度快、效率高的优点，其中氮气灭火系统清洁、无毒，适用于大型集中式储能设施，能避免对电池组件造成二次损害；七氟丙烷是国内主流灭火剂，灭火机理主要是化学抑制，灭火速度快，有良好的清洁性、绝缘性；全氟己酮作为新型环保型灭火剂，具有零臭氧消耗潜能值、低全球变暖潜能值、高电绝缘性、无毒、无腐蚀等优点，特别适用于电气火灾的扑救。细水雾灭火系统环保且高效，能迅速降低火场温度，有效隔绝氧气，防止复燃，尤其适用于储能电池火灾。气溶胶灭火系统安装简便、占地小，能迅速控制火势，适用于储能舱内局部空间的火灾防控。

其次是部署方式。不同的灭火系统有不同的部署方式，如气体灭火系统可分为有管网系统和无管网灭火装置；细水雾灭火系统需要高压设备进行部署；全氟己酮灭火系统有柜式、预制式、非贮压式、泵组式等多种部署方式；气溶胶灭火系统则利用固体微粒等组成的灭火剂进行快速灭火。在选择部署方式时，需要根据储能系统的类型、规模、布局和环境条件等因素进行综合考虑。

环境适应性也是重要的考虑因素。储能设施可能处于不同的环境中，如大型集中式储能电站、分布式模块化储能设施、工商业储能柜等。对于不同的环境，需要选择适应的灭火系统。例如，氮气灭火系统适用于大型集中式储能设施；细水雾灭火系统常被用于分布式、模块化的储能设施；气溶胶灭火系统适用于储能舱内局部空间。

最后是维护成本。储能灭火系统的维护费用包括定期检查、设备更换、系统升级和突发故障处理等几部分。定期检查通常包括系统的硬件检测、软件更新、灭火剂的更换以及管道和喷头的清洁等，大约占据了维护费用的 30% 左右。设备更换费用取决于组件的品牌、型号和技术要求，大约占到了维护费用的 40%。系统升级包括软件更新和硬件升级两方面，约占维护费用的 15%。突发故障处理费用一般占维护总费用的 15%。通过制定合理的维护计划、选择高质量的设备和配件，以及与专业的维保公司合作，可以有效控制储能灭火系统的维护费用。

综上所述，工商业储能消防系统在选择灭火装置时，应综合考虑灭火剂种类、部署方式、环境适应性和维护成本等因素，科学选用并合理部署灭火装置，以确保储能电站的安全稳定运行。

五、消防措施综合建议

（一）监测预警

在工商业储能系统中，监测预警至关重要。应设置先进的监测设备，对电池的温度、电压、电流等关键参数进行实时监测。这些监测设备能够持续不断地收集电池运行状态的数据，通过精密的传感器和智能分析系统，准确把握电池的工作情况。一旦监测到电池参数出现异常，如温度过高、电压不稳定或电流异常波动，监测系统会立即自动预警。同时，预警系统会迅速启动应急措施，包括向相关人员发送警报信息、自动切断可能存在风险的电路等，以防止潜在的火灾风险进一步扩大。

（二）自动灭火

自动灭火装置是工商业储能系统消防的重要组成部分。该装置能够在感应到火源后自动启动灭火程序。当储能系统发生火灾时，自动灭火装置会迅速响应，通过先进的探测技术，如温度传感器、烟雾探测器等，准确锁定火源位置。一旦确认火源，灭火装置会立即释放灭火剂，灭火剂可以迅速扑灭火焰，阻止火势蔓延。自动灭火装置的响应速度和灭火效果对于保护储能系统的安全至关重要，能够在火灾初期及时控制火势，减少火灾造成的损失。

（三）机械排烟

机械排烟装置在工商业储能系统中起着关键作用。储能系统发生火灾时，会产生大量的烟雾和有毒气体。如果这些烟雾和有毒气体不能及时排出，将会对人员的生命安全造成严重威胁，同时也会影响灭火工作的进行。机械排烟装置能够自动启动，迅速将火灾产生的烟雾和有毒气体排出室外。通过强大的排风系统，将有害气体排出，保持室内空气的清新，为人员疏散和灭火救援创造有利条件。机械排烟装置的高效运行能够有效降低火灾造成的危害，保障人员和设备的安全。

（四）灭火器装置

采用柜式全氟己酮灭火装置是工商业储能系统消防的有效措施之一。该装置适用于电池模组、电池机柜和储能集装箱消防等多个场景。全氟己酮作为灭火剂，具有良好的灭火性能和环保特性。在电池模组消防中，能够针对电池内部的火灾进行有效抑制，将灭火剂精准喷射至电池模组内，阻止热失控的扩散。在电池机柜消防中，全氟己酮灭火装置能够在机柜内发生火灾时迅速启动，有效扑灭火灾，防止火势蔓延到其他设备。对于储能集装箱消防，全氟己酮灭火装置能够为整个集装箱提供全面的防护，确保在发生火灾时能够迅速控制火势，保护储能系统的安全。

六、消防演练与培训

定期进行消防演练和培训是工商业储能系统消防安全的重要保障措施。通过消防演练和培训，可以提高员工的安全意识和应对火灾的能力，确保在火灾发生时能够迅速、有效地采取措施，减少损失。

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