一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法与流程

    专利查询2025-05-23  66


    本申请涉及消防系统的安全,具体涉及一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法。


    背景技术:

    1、近年来,随着我国储能产业的发展速度越来越快,不仅在大电网的发电侧、输配电侧和负荷侧起着削峰填谷、改善电能质量等重要作用,而且在用户侧微电网的分布式能源中的应用也越来越广泛,电网储能日益成为我国能源消费的重要环节,储能市场需求巨大,而我国目前新兴的锂离子电池储能方式主要是将大量锂离子电池以储能柜的形式集中放置。

    2、由于锂离子电池本身就是含能物质(磷酸铁和三元锂离子电池),热失控后温度骤然升高,极易发生火灾,且由于其内部持续短路,在能量完全释放前,会出现持续高温的情况,导致火灾极易复燃,故锂离子电池储能柜火灾具有易发生、发生速度快、蔓延速度快、易爆炸、易复燃等特点。而且锂离子电池在储能柜中集中放置后,能量密度大、能量高,火灾或爆炸释放的能量高。面临如此严峻的火灾隐患,目前仍缺乏有效的火灾防控方案或技术,缺乏高效可靠的火灾防控装置,也尚无消防灭火装置工程化应用理论与实践经验。一旦发生火灾,将对社会安全及生命财产安全都极易造成巨大的损失。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请提供了一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,解决了现有技术中由于锂离子电池本身就是含能物质,热失控后温度骤然升高,极易发生火灾,且由于其内部持续短路,在能量完全释放前,会出现持续高温的情况,导致火灾极易复燃的技术问题。

    2、本申请提供了一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,该方法采用二氧化碳的不同相态作为灭火剂,利用二氧化碳的相态变化对储能柜中的电池箱进行降温抑爆;降温抑爆分为两个阶段,第一阶段时间不超过60s,该阶段后目标区域内无明火;第二阶段降温抑爆阶段,该阶段后,热失控电池表面温度降温幅度超过200℃,其余电池表面温度不超过100℃。

    3、在一种可能的实现方式中,所述二氧化碳的相态包括:低温液化二氧化碳、超临界二氧化碳、高压二氧化碳、干冰颗粒。

    4、在一种可能的实现方式中,所述低温液化二氧化碳的贮存温度小于-18℃,贮存压力小于2.5mpa。

    5、在一种可能的实现方式中,所述超临界二氧化碳贮存温度大于31.3℃,贮存压力大于7.3mpa,输送距离大于100m。

    6、在一种可能的实现方式中,所述高压二氧化碳20℃贮存压力大于5mpa,输送距离不低于100m。

    7、在一种可能的实现方式中,所述干冰颗粒无压保温贮存。

    8、在一种可能的实现方式中,所述储能柜构成的储能系统的灭火系统管路为组合分配式管路,通过选择阀控制对应于每一储能柜的支路的开闭。

    9、在一种可能的实现方式中,储能系统内喷嘴的布置采用:全淹没灭火方式、局部应用灭火方式或电池箱组合分配式灭火方式。

    10、在一种可能的实现方式中,所述灭火剂喷放方式为连续喷放或分阶段/间歇喷放。

    11、在一种可能的实现方式中,所述连续喷放为:扑灭明火为1s~60s;扑灭明火后,持续喷放低温气相或气液两相二氧化碳或干冰,通过相变或压变,实现快速降温要求,抑制复燃和爆炸,该阶段喷放时间不低于1s;

    12、所述分阶段/间歇喷放为:第一阶段喷放时间为1s~60s;第一阶段喷放结束1min~5min后,下一阶段喷放时间不低于1s,可多阶段间歇喷放,完成后期的降温抑爆。

    13、本申请提供的一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,采用二氧化碳的不同相态作为灭火剂对储能柜中的电池箱进行两阶段灭火抑爆,第一阶段时间不超过60s,该阶段后目标区域内无明火;第二阶段降温抑爆阶段,该阶段后,热失控电池表面温度降温幅度超过200℃,其余电池表面温度不超过100℃。本申请利用了二氧化碳灭火抑爆高效的特点,实现对锂离子电池储能系统的快速灭火、持续降温、高效抑爆的有效火灾防控,且成本经济、环保,又可以贮存二氧化碳,为低碳环保做贡献,同时还可以通过相态变化,实现高效降温,解决了现有火灾防控技术无法针对锂离子电池储能柜的快速灭火、快速降温、高效抑爆、超远距离传输、成本经济性好等火灾防控难题。



    技术特征:

    1.一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,采用二氧化碳的不同相态作为灭火剂,利用二氧化碳的相态变化对储能柜中的电池箱进行降温抑爆;降温抑爆分为两个阶段,第一阶段时间不超过60s,该阶段后目标区域内无明火;第二阶段降温抑爆阶段,该阶段后,热失控电池表面温度降温幅度超过200℃,其余电池表面温度不超过100℃。

    2.根据权利要求1所述的一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,所述二氧化碳的相态包括:低温液化二氧化碳、超临界二氧化碳、高压二氧化碳、干冰颗粒。

    3.根据权利要求2所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,所述低温液化二氧化碳的贮存温度小于-18℃,贮存压力小于2.5mpa。

    4.根据权利要求2所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,所述超临界二氧化碳贮存温度大于31.3℃,贮存压力大于7.3mpa,输送距离大于100m。

    5.根据权利要求2所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,所述高压二氧化碳20℃贮存压力大于5mpa,输送距离不低于100m。

    6.根据权利要求2所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,所述干冰颗粒无压保温贮存。

    7.根据权利要求1任意一项所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,所述储能柜构成的储能系统的灭火系统管路为组合分配式管路,通过选择阀控制对应于每一储能柜的支路的开闭。

    8.根据权利要求7所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,储能系统内喷嘴的布置采用:全淹没灭火方式、局部应用灭火方式或电池箱组合分配式灭火方式。

    9.根据权利要求8所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,所述灭火剂喷放方式为连续喷放或分阶段/间歇喷放。

    10.根据权利要求9所述的用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,其特征在于,


    技术总结
    本申请提供了一种用于储能的多相态二氧化碳环保灭火方法,涉及消防系统的安全技术领域,该方法通过采用二氧化碳的不同相态(低温液化、超临界、高压、干冰颗粒)作为灭火剂,利用二氧化碳的相态变化对储能柜中的电池箱进行降温抑爆;一方面可以在灭火装置中贮存二氧化碳,为低碳环保做贡献;另一方面利用了二氧化碳优异的灭火和抑爆特性,以及不同相态的输送特性,实现从近距离到超远距离不同输送场景的应用;另外通过利用二氧化碳的相态变化让灭火剂额外具备了降温特性,本发明能够克服现有技术的不足,实现对储能系统快速灭火、持续降温、高效抑爆的有效火灾防控。

    技术研发人员:羡学磊,张少禹,董海斌,盛彦锋,王皓轩,张德华,朱耐思
    受保护的技术使用者:应急管理部天津消防研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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