本發(fā)明涉及一種用于液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙的聯(lián)合滅火方法及系統(tǒng)，屬于電池艙滅火。

背景技術(shù)：

1、磷酸鐵鋰儲能電站的火災(zāi)是一種非常復(fù)雜的火災(zāi)類型，主要是由于磷酸鐵鋰電池內(nèi)外溫度超出正常范圍，從而觸發(fā)鏈式燃燒反應(yīng)。所采用的滅火劑必須以熄滅火焰和降溫為目的，滅火劑能夠應(yīng)對a、b、c類火源，并具備強大的冷卻降溫功能，以防止持續(xù)發(fā)生鋰電池?zé)崾Э睾蛷?fù)燃。雖然滅火劑種類繁多，但具有上述功能的滅火劑種類較少，目前用于磷酸鐵鋰電池較為常用的滅火劑有水基型滅火劑和潔凈氣體滅火劑。潔凈氣體滅火劑具有快速滅火的優(yōu)點，但受制于其自身性能特點，無冷卻功能，或因劑量限制持續(xù)降溫時間不足。而滅火劑的冷卻功效是阻止電池內(nèi)反應(yīng)鏈以及阻止電池因溫度失控而導(dǎo)致的火勢蔓延和復(fù)燃的關(guān)鍵，在各類滅火劑中，水基的冷卻效果突出，并具有持續(xù)性、環(huán)保性，水基滅火系統(tǒng)也是撲滅該類火災(zāi)的終極手段。

2、為保障大規(guī)模儲能電站更加安全穩(wěn)定運行，對儲能電站的安全防護提出了更高的要求。大量應(yīng)用研究表明七氟丙烷和全氟己酮是目前比較適用于鋰電池儲能電站火災(zāi)的氣體滅火劑，但是氣體滅火的缺點也常被詬病。水有著優(yōu)異的滅火性能和環(huán)保特性，但因擔心誤噴等引起的水漬危害，相關(guān)業(yè)者接納程度較低。當前應(yīng)用于儲能電池艙內(nèi)的固定滅火設(shè)施主要有氣體滅火系統(tǒng)和水基滅火系統(tǒng)，氣體滅火系統(tǒng)主要指全氟己酮與七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。由于全氟己酮具有相變吸熱能力，一般優(yōu)先選擇全氟己酮滅火系統(tǒng)，水基滅火系統(tǒng)主要指細細水霧滅火系統(tǒng)。

3、氣體滅火系統(tǒng)可以快速滅火，但其后續(xù)冷卻措施存在欠缺。氣體滅火系統(tǒng)基本上是基于火災(zāi)初期同一時間起火單元為1只單體電池（芯）為設(shè)計原則，受制于其滅火劑量有限，難以持續(xù)降低鋰離子電池溫度，故強調(diào)氣體滅火系統(tǒng)需要精準探測和在極早期快速滅火，一旦錯過最佳滅火節(jié)點，則需要外部消防水持續(xù)冷卻方可抑制其熱失控。從實例看，通過外部消防水來冷卻控火，其實際用水量遠大于設(shè)計值，如海南省某市70?mw儲能電站磷酸鐵鋰電池預(yù)制艙發(fā)生火災(zāi)，現(xiàn)場處置實際耗水約2000m3，但消防水池的設(shè)計水量僅為216m3。設(shè)計上會在每個儲能電池艙設(shè)置半固定開式水噴淋系統(tǒng)（注水方案）作為應(yīng)急方案，而這套應(yīng)急系統(tǒng)的問題在于：系統(tǒng)基于步入式風(fēng)冷電池儲能艙開發(fā)，噴淋或注入的消防水可與單體電池直接接觸；當該系統(tǒng)移植到液冷電池儲能艙時，因為電池模組箱體密閉，消防水無法同風(fēng)冷電池艙那樣與單體電池快速的直接接觸，滅火效率較低，其滅火性能至今沒有得到驗證。

4、細水霧滅火系統(tǒng)的滅火、控火效果好，但細水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計在電池預(yù)制艙內(nèi)的每一個電池電池模組箱內(nèi)均安裝一只細水霧噴頭，細水霧和電池模組箱內(nèi)的單體電池可以直接接觸，可以快速滅火、降溫，并具有持續(xù)性。但細水霧系統(tǒng)站區(qū)設(shè)施（水箱、泵站、站區(qū)管道等）較多，施工周期較長，高寒地區(qū)防凍壓力較大。該系統(tǒng)誤動作則有次生災(zāi)害的風(fēng)險。

5、綜上所述，如何提高滅火劑在火災(zāi)抑制和冷卻效率方面的能力，消除單一滅火劑的缺點，同時降低水基滅火系統(tǒng)誤動作以及漏水風(fēng)險是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙的聯(lián)合滅火方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的火災(zāi)抑制能力差和冷卻效率低的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種用于液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙的聯(lián)合滅火方法，包括：

4、響應(yīng)于檢測到任意電池簇電池模組中的一氧化碳濃度、溫度、溫升和有機揮發(fā)物濃度中的任意兩個達到對應(yīng)預(yù)設(shè)的火警條件閾值，此時該電池簇處于火警狀態(tài)，開啟該電池簇中分別連接氣體滅火單元和細水霧滅火單元的噴頭，啟動氣體滅火單元對該電池簇進行氣體滅火，直至氣體滅火介質(zhì)全部噴放；

5、在氣體滅火結(jié)束后，若電池簇中的溫度持續(xù)升高，啟動細水霧滅火單元對該電池簇進行細水霧滅火、降溫，直至該電池簇中的溫度降至安全溫度以下；

6、響應(yīng)于檢測到處于火警狀態(tài)的電池簇的數(shù)量持續(xù)增加，啟動細水霧滅火單元對處于火警狀態(tài)的電池簇進行細水霧滅火和降溫，直至所有噴頭都在噴放細水霧或所有電池簇中的溫度降至安全溫度以下。

7、進一步的，在電池簇處于火警狀態(tài)時，還執(zhí)行以下操作：

8、關(guān)閉和儲能電池艙連通的所有進風(fēng)機和排風(fēng)機；

9、將二級火警干接點信號輸出給用于控制儲能電池艙的電池管理系統(tǒng)；

10、開啟聲光報警。

11、進一步的，在啟動氣體滅火單元后，還執(zhí)行以下操作：

12、輸出噴灑反饋信號給用于控制儲能電池艙的電池管理系統(tǒng)；

13、開啟放氣勿入指示。

14、進一步的，在所述氣體滅火的過程中，氣體滅火介質(zhì)按照以下規(guī)則進行噴放：

15、在第一次噴放氣體滅火介質(zhì)時噴放至全浸沒式浸漬；

16、在第一次噴放氣體滅火介質(zhì)之后，采用多次點噴的方式進行噴放。

17、第二方面，本發(fā)明提供了一種用于液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙的聯(lián)合滅火系統(tǒng)，包括：火災(zāi)探測報警單元、氣體滅火單元、細水霧滅火單元、滅火管道、噴頭和控制器；

18、所述控制器用于執(zhí)行第一方面中任一項所述的用于液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙的聯(lián)合滅火方法；

19、所述火災(zāi)探測報警單元用于檢測電池簇電池模組中的一氧化碳濃度、溫度、溫升和有機揮發(fā)物濃度并發(fā)送給控制器；

20、噴頭設(shè)有多個，分別設(shè)置在液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙中各個電池簇的頂部，以及電池簇中各個電池模組中的頂部，所述氣體滅火單元和所述細水霧滅火單元均通過所述滅火管道連接各個噴頭。

21、進一步的，還包括多個細水霧超越管，所述細水霧滅火單元還通過各個細水霧超越管連接各個噴頭。

22、進一步的，滅火管道和細水霧超越管之間還設(shè)置有止回閥。

23、進一步的，還包括設(shè)置在細水霧滅火單元上的電動閥和應(yīng)急用手動閥，所述控制器通過控制所述電動閥的開啟和關(guān)閉，從而控制細水霧滅火單元上細水霧滅火介質(zhì)出口的開啟和關(guān)閉，所述應(yīng)急用手動閥用于在電動閥失效時控制細水霧滅火單元上細水霧滅火介質(zhì)出口的開啟和關(guān)閉；

24、電動閥和應(yīng)急用手動閥位于電池艙外，可遠操的電動閥和應(yīng)急用手動閥均設(shè)置為雙閥形式，雙閥之間還設(shè)置有低壓泄水閥。

25、進一步的，所述遠操電動閥設(shè)有多個，分別設(shè)置于細水霧滅火單元上與各個噴頭連接的細水霧滅火介質(zhì)出口處；

26、當控制器判別某個電池簇處于火警狀態(tài)時，開啟與該電池簇內(nèi)的噴頭連接的電動閥，并開啟細水霧滅火單元，從而對該電池簇進行細水霧滅火和降溫。

27、進一步的，連接各個噴頭的滅火管道之間采用彎頭連接。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：

29、本發(fā)明提供的一種用于液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙的聯(lián)合滅火方法及系統(tǒng)，針對液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙的特點，以及磷酸鐵鋰電池火災(zāi)對于滅火劑的功能需求，通過將氣體滅火和細水霧滅火進行結(jié)合，充分利用兩種滅火介質(zhì)的優(yōu)點快速有效撲滅液冷型磷酸鐵鋰電池儲能電池艙中的明火，并抑制電池?zé)崾Э?，對火?zāi)的抑制能力高，且冷卻效率也高。