1、方案概述
30尺液冷电池储能消防系统设计方案以电化学储能舱灭火系统为主，以“早发现、早处置”为原则，提倡对储能舱内锂电池热失控初级阶段及时预警和精准抑制处理，在抑制火灾的情况下，将电化学储能舱火灾造成的损失尽可能减小。
电化学储能舱灭火系统主要由两个方面组成分别为：火灾探测和灭火（火灾抑制）。
1）在火灾探测方面，分为包级探测和舱级探测两部分。
①包级探测：采用温感、CO二合一复合火灾探测器安装于每个电池包内，超前探测电池包内的温度和一氧化碳指标参数，也以CAN总线通讯方式连接至舱内的火灾报警控制器。
②舱级探测：电池舱顶部均匀布置4个五合一复合火灾探测器（五合一：氢气、一氧化碳、VOC气体、感烟、温度），检测整个电池舱空间内温度、一氧化碳、氢气、电池液泄露气体、烟雾等指标，并且通过综合算法进行判断，以CAN总线通讯方式连接至舱内的火灾报警控制器。
2）在电池舱灭火方面，采用储压式全氟己酮灭火装置，装置采用全氟己酮灭火介质，当发生电池包热失控时将灭火剂输送至电池包内部，并进行多次点喷。另外整舱设置水消防系统，采用外部消防水源，必要时手动接入，对整舱进行持续降温抑制，严防热失控蔓延和扩散。
2、方案布置效果图
3、方案构成
30尺液冷电池储能消防系统设计方案以电化学储能舱火灾抑制系统为主，主要从电池热失控探测和火灾抑制两个方面进行防护。电化学储能舱火灾抑制系统主要由三部分构成：热失控探测报警系统、全氟己酮火灾抑制系统和水喷淋灭火系统。
3.1热失控探测报警系统
（1）热失控探测报警系统概述：
整个储能舱独立设置一套区域热失控探测报警系统。其中，每个电池包内部安装1个温度、CO二合一复合火灾探测器（共144个），能够实现电池包内的早期探测报警。在电池室顶部布置3个储能电站用氢气、一氧化碳和感烟感温复合火灾探测装置（五合一：氢气、一氧化碳、VOC气体、感烟、温度），用来探测整个电池室的火灾信号，另外在两端的设备舱室各布置1个感烟探测器和感温探测器，用来探测设备舱室的火灾信号。
（2）热失控探测报警系统组成
报警系统主要包括：储能电站用火灾报警控制装置（以下简称：火灾报警控制器）、温度和CO复合火灾探测器（以下简称：二合一复合火灾探测器）、储能电站用氢气、一氧化碳和感烟感温复合火灾探测装置（以下简称：五合一复合火灾探测器）、逻辑拓展模块、紧急启停按钮、放气勿入指示灯、声光报警器、通信线缆等组成。
（3）热失控探测报警系统主要设备简介
1）二合一复合火灾探测器（温度、CO）
功能：采用高灵敏度传感器，可以在火灾发生前探测到液冷电池包内的一氧化碳、温度信号。
安装位置：每个电池包内安装1个（共112个），以CAN总线通讯方式连接至舱内的火灾报警控制器。需要提前在电池包预留安装孔位。
2）五合一复合火灾探测器
功能：采用高灵敏度传感器，可以在火灾发生前探测到储能舱内的氢气、一氧化碳、光电烟雾、温度、VOC气体信号。
安装位置：储能舱顶部均匀安装4个五合一复合火灾探测器，以CAN总线通讯方式连接至舱内的火灾报警控制器。
3）储能电站火灾报警控制装置（火灾报警控制器）
功能：是电化学储能舱灭火系统的数据处理中心和通信中心，具有探测器信号处理、控制灭火装置启动、联动报警、BMS 联动通信等功能。
安装位置：在储能舱内部墙上合适位置壁挂安装。
5）紧急启停按钮
功能：具有现场紧急启动或紧急停止功能，同时也能实现火灾报警控制器的手动/自动模式切换。
安装位置：储能舱外部舱门处便于操作的位置。，距离地面1.3-1.5m。
6）放气指示灯
安装在储能舱外部疏散通道处（舱门上方），当全氟己酮灭火剂释放后，火灾报警控制器将启动放气指示灯发出灯光指示，提醒人员注意并采取相应措施。
7）声光报警器
安装在储能舱外部疏散通道处（舱门上方），当火灾报警控制器接收到探测器传递的火灾信号时，联动打开声光报警器。
8）逻辑拓展模块
功能：以CAN总线通信的方式对外拓展火灾报警控制器的输入与输出，可执行报警控制器的命令对外输入/输出信号。
安装位置：靠近控制/反馈设备附近安装。
9）手动火灾报警按钮
安装在电气舱外部舱门旁便于操作的位置，距离地面1.3-1.5m，当现场人员发现火灾时，可手动按下透明按板，发出报警信号。
3.2全氟己酮火灾抑制系统
（1）全氟己酮火灾抑制系统概述
以每个电池簇作为一个防护区，当某个电池簇的任意一个电池包内部的探测器上传热失控报警信号时，灭火装置执行灭火动作，对热失控电池簇内的所有电池包进行3次精准喷射灭火，达到持续降温、抑制火灾的作用。另外也可根据事先制订的逻辑通过打开舱级管路电磁阀对整个储能舱进行全淹没喷射防护，严防热失控蔓延和扩散。
（2）全氟己酮循环点喷火灾抑制系统组成
系统由全氟己酮灭火装置（储压式）、舱级电磁阀、舱级喷头、簇级电磁阀、包级全氟己酮喷头、管网等组成。
（5）喷放策略
舱级喷放策略：在发生热失控后，1次喷放完全部灭火药剂，喷放大约需要15S。
PACK级喷放策略：首次喷放10kg，喷放时间大约12s；间隔5min后开始第二次喷射，第2、3次分别喷射10kg，喷射时间12s，每次间隔5min。
3.3泄压窗的设置
在电池舱净高2/3以上的舱体上设置泄压窗，当防护区因灭火剂喷放压力升高到一定值时，通过泄压窗将部分空气和灭火剂及时向防护区外释放，以保证防护区围护结构的安全。
3.4水喷淋灭火系统
水喷淋灭火系统的水源来自附近的消防管网，舱体预留1个水消防接口，必要时可以人工接入外部消防水源，进行水漫灌。
3.5通风系统
根据T∕CEC 373-2020《预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范》4.4.3条规定，在电池舱舱体上设置2套防爆型排烟风机和2套电动百叶窗，配套相应的风机电控柜。风机电控柜在收到报警控制器的二级预警信号时打开排烟风机和电动百叶窗进行事故通风，等电池舱内各参数值降到安全值以下并经过人工确认后，可手动在火灾报警控制器上进行复位，通风系统即停止工作。若储能舱内各参数值持续升高，等风机电控柜收到报警控制器的三级报警信号时即关停排烟风机和电动百叶窗，为处置单元执行全舱淹没喷射做准备。
本项目电池舱容积约为50m³，以通风装置每小时换气60次计算，即本项目通风装置的排风量应大于3000m³/h，故确定通风风机型号为BDWEX-250E4，2台（风量1500m³/h，电机功率0.12KW）。
4、方案控制逻辑
储能舱消防系统联动主要分为手动和自动两种形式。
手动控制：当有人员进入电池舱维护时，将储能舱消防系统切换为手动控制状态，此时系统不会自动启动，只有按下紧急启动按钮才可以启动消防系统。
自动控制：当系统处于自动控制模式时，火灾报警控制器对来自探测器的数据进行分析处理并分级联动。
5、方案优势
火灾探测方面：
①能够在极早期探测到电池模块的热失控特征信息，及时处置并通知相关人员，将火灾扑灭在萌芽阶段。而传统消防只能探测到火灾已经发生的阶段（固体颗粒烟雾、温度），相对迟缓，如果此时处置，为时已晚。
②采用复合探测算法，多重冗余报警设置。
③复合探测器的使用寿命长，可达5年。而传统消防部分探测器需要2-3年更换。
④温度补偿：精准定位至每个电池pack内，通过传感的温度补偿，使得传感器在不同环境温度下，具备接近线性的响应。
⑤烟温气多控：充分整合PACK内温度和CO浓度参数、舱内CO、氢气、烟雾、温度及VOC气体等参数，进行综合分析判断，融入控制逻辑，参与灭火动作控制。
火灾抑制方面：
①装置在系统探测到火情时迅速响应，对电池包进行精准灭火，直接作用于失控电芯，有效避免热失控蔓延。比传统灭火方式更加高效，并且使用全氟己酮不会对电池及其他电气设备造成损伤。
②自研储压式多次喷放灭火装置，实现多次循环点喷，能够让热失控得到有效抑制。
③全氟己酮加水喷淋双药剂灭火，达到前期无损精准灭火的同时保留最后安全底线。
④全氟己酮具有优良的绝缘性，介电强度高达110Kv，灭火后无残留，对电路没有腐蚀性，是适合锂电池热失控的灭火介质。
