电化学储能电站灭火战术措施研究

电化学储能电站灭火战术措施研究

鲍芳记

浙江华神消防科技有限公司   311418

摘要：作为大规模应用可再生能源的重要保障，电化学储能电站的规模和数量不断增加，虽然一定程度上满足了“碳中和”和“碳达峰”发展战略要求，但也伴随着多种类型的电池火灾风险问题，如何避免产生严重的电化学储能电站灾害事故，本文通过分析总结2021年与2022年两年内的18起事故产生原因，结合讨论电化学储能电站灭火战术措施，针对性给予解决和应对电化学储能电站火灾事故问题的建议，确保第一时间阻止火势蔓延，减少经济性损失。

关键词：灭火战术；作战单元；电化学储能电站；作战编队；事故分析

引言

我国新能源产业在不断发展的过程中，提升太阳能与风能等可再生能源发电比例，离不开电化学储能电站的支撑，因此，电化学储能电站对我国能源应用领域来说具有明显的价值和意义，但在电化学储能电站运行过程中，伴随着多元化的危害性问题，例如，电站的爆炸以及燃烧，就是当前需要着重研究的安全消防内容。本文主要基于消防事业领域，结合分析电化学储能电站事故成因，并依托作战单元、作战编队这两个方面入手，提出具有较强可行性的电化学储能电站灭火战术，希望在充足的设备和人员支持下，可以在最短的时间内控制火灾蔓延趋势、解决潜在性的火灾影响因素，最大限度减少发生人员伤亡和经济损失。

1、电化学储能电站事故分析

随着单个储能项目规模的扩大，大规模储能项目数量的增多，电化学储能安全隐患类型和数量也随之增多 在电、热以及机械等多重因素的影响下，电化学储能电站容易出现内部温度急剧上升，逐渐超出其安全承受能力，甚至会出现电池发生热失控，最终导致电站爆炸会燃烧的问题。据不完全统计，全球在2021年与2022年两年内，共发生了18起储能项目事故，导致事故发生的主要原因，总结如下：其一，电池系统缺陷性问题。部分电池存在翻折、切断、活性物质涂层不良等缺陷，总体上没能达到电池质量设计标准。其二，储能管理系统缺陷性问题。结合分析企业面谈调查、试验论证以及事故调查等情况，发现部分系统在设计过程中没能有效结合电池与储能变流器，导致系统层面保护与管理的失效。其三，电池保护系统不良，针对外部电力冲击进行测试时，发现绝大多数电池保护装置元件受到了损伤，并且在交流过滤器上表现出了碳化痕迹，直流接触器发生了爆炸问题，由此可见，一旦电池表面被电冲击，相应会增加火灾发生概率。其四，生产安全管理不到位，绝大多数储能电站在进行安全管理工作过程中，存在粗放性管理的问题；在施工设计层面，也没能有效落实预警、消防、保护以及安全设计要求；在运维方面，存在巡检力度和坚持力度不足、应急管理措施不到位、维护针对性不够、危险源辨识分析不足等相关问题。其五，环境影响层面，如果储能系统安装在沿海地区或山区，受到灰尘以及冷凝水等一系列自然因素影响，容易降低电池的绝缘性能，导致电池发生内部短路的问题，最终会发生严重的火灾现象。

2、电化学储能电站灭火战术措施

近年来，消防救援局结合分析电化学储能电站灾害事故后，针对化工灾害事故作战应对措施提出了指导建议，不仅符合绝大多数救援队伍的实力基础，同时还可以合理划分作战力量。对此，本文将结合作战单元以及作战编队两方内容，讨论电化学储能电站灭火战术。

2.1作战单元

独立的作战体系，是目前电化学储能电站灭火工作过程中的基本作战力量，在多重不确定因素的影响下，为保证灭火战术落实与执行效率，需要根据消防站车辆以及人员数量，编制合理化的作战单元，并结合考虑不同类型火灾事故发生特点，编制相应的作战能力要求以及单元组成要素。具体来说，需要结合考虑以下几点内容：第一，通信指挥单元，建议配置越野通信车和卫星通信指挥车各一辆，负责处理现场通信、研判会商、调度指挥等多项任务；需要配置人员12人，结合事故规模酌情增加。如果处在信号弱、人烟少的区域，还需要结合应用双光无人机实现事故发生状况的侦查工作。第二，防化侦查单元，该单元负责前期侦查，是为了针对性了解储能电池热失控状态下，发生的泄漏情况，为了避免出现爆燃或爆炸的不利影响，建议预先设立人员、车辆以及装备阵地，同时配置水罐消防车、防化洗消车各一辆，配置人员12人，保证处理作业能够有效落地。第三，举高喷射单元，通常情况下，需要配置大功率水罐车两辆、高喷消防车一辆，人员10人。第四，灭火冷却单元，该单元需要配置水罐车两辆，大功率水罐车一辆，人员14人。考虑到国内当前水罐车属于中低功率，为了满足消防泵流量匹配需要，应实施一拖二作战单元构成方式，确保不间断供液，确保形成最大作战能力。第五，沙土灭火单元，该单元主要应用金属类火灾，需要配置装载机、混凝土搅拌车、抛沙灭火车、混凝土喷浆机各一辆，沙土装载车两辆，人员15人，结合砂石土、凝土构建封锁墙和围堰的形式，阻碍火势发展。第六，破拆单元，该单元由多功能抢险救援车、抢险救援车各一辆，人员8人组成，针对化学储能电站火灾以及金属火灾情况下的机组箱外壳及厂房，通过实施切割、破碎、起吊、切割、破障等作业形式，实现灭火救援。第七，远程供水单元，该单元由供液泵车、泵浦车各一辆、水带铺设车两辆，人员18人组成，在具体作业期间，需要结合实际需求提供泡沫液或水。第八，拖车炮单元，该单元对于高温热辐射火灾扑救具有明显优势，除了需要配置拖车炮一门、大功率水罐泡沫车两辆，人员12人外，由于流量需求较大，还需要配置大功率消防车、远程供水系统以及供液泵车协同作战。第九，干粉注氮单元，是由一辆制氮干粉联用消防车，搭配人员6人组成，比较适用于可燃气体、带电设备以及活泼金属的火灾事故扑救工作。

2.2作战编队

首先，假定发生特大灾害事故，并同时发生多起灾害事故背景。其次，结合灾害事故实际情况，建设多种力量共同组成的作战编队。展开来讲，需要从以下四个层面入手：第一，储能电站灭火救援编成，需要由通信指挥单元、干粉注氮单元、远程供水单元、破拆辅助单元、举高喷射单元、拖车炮单元、防化侦检单元等单元组成，总计需要车辆34辆，人员134人。第二，发电装置灭火救援编成，与储能电站灭火救援编成配置基本相近，总计需要车辆33辆，人员126人。第三，储能电站灭火救援编成，需要通信指挥单元、沙土灭火单元、战勤保障单元、冷却灭火单元共同组成，总计需要车辆35辆，人员90人。第四，新能源汽车灭火救援编成，需要沙土灭火单元、通信指挥单元以及冷却灭火单元组成，总计需要车辆11辆，人员41人。

结语

综上所述，电化学储能技术是我国新能源技术的又一项创新，结合当前国内外成功经验来看，在该技术不断应用与发展的过程中，电化学储能电站灾害事故发生概率的上升趋势是无法避免的，为了进一步满足现实需要，创新传统灭火救援战术战法是很有必要的。本文认为除了要做好装备配置、人员配置等基础性工作外，还需要新研究适用性强、针对性强的作战方案，确保将分队作战效能全方位激发出来，同时需要不断进行装备结构的优化，以便于应对各类灾害事故。

参考文献

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