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青岛某磷酸铁锂储能电站火灾事故调查与分析

百科 2024-11-18 19:32 山东

近期国家级刊物《中国设备工程》发表的《一起磷酸铁锂储能电站火灾事故调查与分析》同样具有典型性，该篇论文作者为青岛市消防救援支队辛志彬，清华大学合肥公共安全研究院王占、李长征、罗振军，储能安全网摘编如下：

2022年4月10日17时40分许，在青岛市经济技术开发区青龙河路南侧国家电网青岛中德生态园多能互补综合能源示范站，一储能设备集装箱磷酸铁锂电池模组发生火灾，造成数台电池模组不同程度受损，过火面积超1平方米，未造成人员伤亡，直接财产损失近万元。

火灾现场情况极为复杂，青岛市消防救援支队火调技术处第一时间到达并封锁现场，随后展开火灾调查。

1、电站基本情况：

该预制舱式磷酸铁锂电池储能电站，共设有3排上下6个储能设备集装箱，其中2个为配电柜系统，4个为磷酸铁锂电池储能系统，储存总容量共1500KW。

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站于2021年11月底到货并安装，暂未进行设备验收及交接。发生火灾时，磷酸铁锂电池储能设备未通电，未投入运行。

青岛某预制舱式磷酸铁锂电池储能电站

起火的储能设备集装箱内共有3个电池簇，每个电池簇内有16个模组，每个模组内有尺寸约20cm×20cm×10cm的电池芯14小块，电芯为3.2V。

储能设备集装箱内每个模组内设有气溶胶灭火系统，箱内设有七氟丙烷灭火系统、高压细水雾灭火系统、可燃气体探测器、感烟探测器等。

2、火灾处置情况经过：

4月10日17时35分许，山东山大电力技术股份有限公司工作人员李某、浙江朗松智能电力设备有限公司李某、艾克森特（南京）安全科技有限公司谢某在对储能设备集装箱内的设备进行调试时，发现一组磷酸铁锂电池模组冒烟。

山东山大电力李某拨打119报警并前往接引消防车，谢某和浙江朗松智能李某尝试拖拽起火设备，因浓烟高温未能成功。

17时41分，经济技术开发区消防救援大队接到报警。接警后，大队指挥中心立即调派海河路消防救援站出动1部城市主战车、1部12吨泡沫车，2车14人赶赴现场。

出警途中，经与报警单位人员联系得知，起火部位为该单位储能锂电池，并有爆炸的危险，指挥员随即调集2部18吨重型泡沫车和4名消防救援人员赶赴现场。同时，途中联系辖区力神新能源公司的技术人员针对此类火灾的处置进行咨询和火灾研判。

17时59分，消防救援力量到场。经侦察，为单位东北侧储能设备集装箱南侧电池簇左上方第一个模组起火，火势处于稳定燃烧，未发生爆炸和喷射式燃烧。

指挥员命令一方面采用车载手提式干粉灭火器对着火部位进行火势压制，另一方面采用单干线一支枪，对着火点进行点水喷射。考虑到可能发生爆炸，实施进行远距离射水保护。

同时，二车作战力量利用消火栓出水架设移动水炮对起火部位东侧进行冷却灭火，并用热成像仪监护火场态势。

18时46分，明火扑灭，继续对起火部位出水冷却，同时利用测温仪对起火部位不间断测温，温度基本维持在10～13℃。

20时25分，起火电池簇北侧相邻两簇相继发生短路起火，消防救援人员将水炮阵地转移进行冷却灭火。20时27分明火扑灭，持续冷却至20时45分停水观察。22时06分，再次发生复燃，继续出水冷却，于22时16分停水观察。

4月11日2时35分，厂家技术人员到场，对现场南侧电池簇（最先起火设备）进行拆卸。凌晨3时34分，拆卸过程中出现短路电弧，消防救援人员再次进行冷却灭火，持续冷却10分钟后，于3时44分停水观察。

11日6时30分，厂家技术人员已将全部连接线缆拆除，排除险情，消防救援人员归队执勤。

3、火灾事故成因分析：

综合分析认定，青岛中德生态园多能互补综合能源示范站“4·10”火灾事故起火时间为2022年4月10日17点37分许。

起火部位位于青岛中德生态园多能互补综合能源示范站东北侧储能设备集装箱内南侧电池簇；起火点位于东北侧储能设备集装箱内南侧电池簇西南角顶层电池组。

主要依据如下：

（1）根据山东山大电力技术股份有限公司工作人员李某和浙江朗松智能电力设备有限公司李某证言证实并现场指认，证实最先冒烟的位置位于东北侧储能设备集装箱内南侧电池簇西南角顶层电池组位置。

（2）根据事发时现场手机拍摄视频，证实最先冒烟的位置位于东北侧储能设备集装箱内南侧电池簇西南角顶层电池组位置出现短路情况，其他部位无明显异常。

（3）根据现场勘验，西南角顶层电池组金属外壳烧损变色痕迹，局部有电作用击穿形成的空洞；该电池组后部对应的细水雾喷头及管网有明显火烧痕迹。

现场勘验起火电池组

综合分析，起火原因为浙江郎松智能电力设备有限公司员工施工调试设备时误操作致使消防水泵动作，引发高压细水雾灭火系统喷水，造成电池组内磷酸铁锂电池遇水短路故障引发。

主要依据如下：

（1）根据手机拍摄视频证实，火灾初期顶层电池组出现短路打火现象；

（2）经现场勘验后，发现顶层电池组内电池正负极接线柱有明显短路作用形成的击穿痕迹；

（3）根据浙江朗松智能电力设备有限公司李某证言，证实起火前曾在储能设备集装箱位置进行消防水泵阀箱线路调试，不慎引发水泵动作致使高压细水雾误喷，造成电池组内电池表面存有一定积水。

4、储能安全网解读：

该起事故发生时间虽然为2022年，事故报告中的消防配置为单包气溶胶+舱级七氟丙烷+高压细水雾系统，整体消防配置在当年为较高消防配置，即使放到现在也相对完善。

高压细水雾到目前为止仍然是储能消防高配置的标志，一套20尺标准集装箱的高压细水雾系统造价比对应的全套火灾自动报警+气体灭火系统还要高出25%，可见高压细水雾的昂贵。

事故发生的首要原因当然是项目调试人员的不专业。根据火调结果，现场人员在预制舱安装电池模块前，提前将细水雾灭火系统安装调试合格。被误开启的高压细水雾系统直接喷洒到了电池模组上，造成电池模组遇水短路起火。

调试人员在后续也没有启动灭火系统进行灭火，也未采取其他灭火设施进行初期处置，造成短路故障持续发生并引发火灾。

其次是储能作为新生事物，即便是专职消防员对锂电池的认知也还在逐步摸索中。

因为在这场事故中，消防队采用了车载手提式干粉灭火器进行灭火，近年来经过大量宣传，干粉无法灭掉锂电池火灾已经深入人心。况且在救援途中，消防队已事先咨询了力神电池的技术人员，但显然电池厂家也没有给出专业意见。

所以，消防不只需要单个专业部门的努力，更需要储能产业链上下的共同探索和互通有无。例如最新的储能规范征求意见稿中，就明确不允许储能集装箱叠放布置。

预制舱式储能包级消防探测+灭火系统

最后仍需总结的是该储能项目的建设时间较早，因此各项流程不完善。未来健全储能项目规范，推进包级探测与包级喷洒的消防系统普及，使得在热失控发生时能对起火点进行精准降温抑制，将是保障储能安全的重要一环。

（来源：储能安全网）

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