储能电站消防设计审查和验要点培训课件(33页).pdf
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2024-07-10
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1、储能电站消防设计审查和验收要点目录01 发展现状02 火灾特性03 法规依据04 审验要点0 1发展现状市场背景应用现状现存问题根据CNESA全球储能数据库的不完全统计,2022年中国新增投运电力储能项目装机规模达到16.5GW。其中新型储能新增规模创历史新高,达到7.3GW/15.9GWh,功率规模同比增长200能量规模同比增长280?型储能中,锂离子电池占据绝对主导地位,比重达976。抽水蓄能77.1%新型储能21.9%_熔融盐储热1.0%银度子电中国能源研究铝蓄电池中关村储能产3.1%_液流电池1.2%超级电容压缩空气0.1%1.5飞轮储能其它0.1%0.1%140001200010002、08 0 0 06 0 0 04 0 0 02 0 0 0013,076.8128.2%CNESA中国能源研究会储能专委5729.7中关村储能产业找术盟ABan20112012 2013 2014 201520162 0 1 7201820192020 20212022一装机规模(MW)-鲁-年增长率(%)200.0%160.0%120.0%80.0%40.0%0.0%高速发展同时,储能产业仍面临诸多安全隐忧。2022年,美国、韩国、中国等发生超过十起储能电站事故,澳大利亚、德国等还发生数起户用储能事故,引起社会广泛关注。2021.4.16北京国轩福威斯光储充技术有限公司储能电站因单体磷酸铁锂3、电池发生内短路,引发南楼火灾。2022.4.18美国亚利桑那州盐河变电站内超3200块锂离子电池发生火灾。2022.09.20美国加利福尼亚州蒙特雷县的Elkhorn电池储能项目中的特斯拉Megapack锂电储能系统发生火灾。2022.11?2022.1.12韩国SK能源蔚山储能电站因锂电池过充导致热失控引发大火。2022.06.03法国科西嘉岛Poggio-di-Nazza镇一个装有锂电的储能集装箱发生火灾。2022.10.15韩国SK C&C板桥数据中心因锂电池产生火花引发大规模火灾。01 发展现状2021 年 4 月 16 日,位于丰台区西马场甲 14号的北京福威斯油气技术有限公司(以下4、简称福威斯油气公司)光储充一体化项目发生火灾爆炸,事故造成 1 人遇难、2 名消防员牺牲、1 名消防员受伤,火灾直接财产损失1660.81 万元。四环北侧丰台区“416”较大火灾事故调查报告2021年4月16 B11时50分许,位于丰合区西马场平14号的北京福成斯油气技术有限公司(以下简称福成斯油气公)光健克一体化项目发生火灾爆炸,事放造成1人通难。2名消防幅牲.1名消陷员受售,大灾直接财产损失1660.1万尤.事做发生后,市要,市政府和应急营理部高度重视,相关导第一时间赶是事故观场,指著天大教慌和事故调查处理工作。依据中华人民共和国突发事件应对法中华人民共和国消法等有关法律法规,(生产安全事5、放告和调查理条例相关规定,审政府成立由市应急局,市公安局,市发展改革,市总工会,市人力资原社会保牌局,市消防救提总队和台蓝救府组成的大灾事故调查组,并通请纪委市监委同步参与,金首开展事故调查处理工作。调查涯委托应急管理部消防救援局大津大灾物证鉴定中心。清华大学车树与道载学院电地安全实检室,中国建筑料学研究脱建筑持火州究所,北享理工大学爆并科学与技术国家重点实验室,北京市理化分析则试中心对有关证开展检测分析;聘请火突调查。物证鉴定,爆作科学,电气革线、建筑防大,健电地安金,电化学储提等领域专家成立专案,对事故原因开展技术分析。调壹组校照四不放址”和“科学严蓬、依法依规,实事求定,伤真模控.7事故6、性质和责任,议,什对事放基露出况极告加下:上地使用权人及房屋2004率4月取得房p09年3月取得国有型为超,土地用(以下简称集关服公司抛续租用经营集关家居大ha102.55平方米,发击建筑,事发建就两栋转愿结构建筑。0平方米,一基分别层公司自用的35.二服为集关家居有1备东西向主电01 发展现状管沟南楼北楼事故的直接原因为:南楼起火直接原因系西电池间内的磷酸铁锂电池发生内短路故障,引发电池热失控起火。北楼爆炸直接原因为南楼电池间内的单体磷酸铁锂电池发生内短路故障,引发电池及电池模组热失控扩散起火,事故产生的易燃易爆组分通过电缆沟进入北楼储能室并扩散,与空气混合形成爆炸性气体,遇电气火花发生爆炸7、01 发展现状事故推演2021年9月24日国家能源局关于印发新型储能项目管理规范(试行)的通知(国能发科技规)202147号2021年11月30日国务院安委会印发电化学储能电站安全风险隐患专项整治重点工作方案(安委办20219号)2021年12月20日国家电网公司安委办转发国务院安委会办公室关于印发电化学储能电站安全风险隐重专项整治工作 方案的通知(SG安委办202152号)2022年4月26日国家能源局发布关于加强电化学储能电站安全管理的通知(国能综通安全(2022)37号)2022年6月27日国家能源局发布电力建设工程质量督管理暂行规定(征求意见稿)2023年3月9日国家能源局印发防止电力8、生产事故的二十五项重点要求(2023年版)规范行业!0 2火灾特性工作机理热失控原理风险及特点02 火灾特性当锂离子电池处在高温、短路及过充过放等滥用条件时,锂离子电池内部的化学反应会因外加作用而加快,从而提高热量产生的速度。这种不断地自加速反应导致了锂离子电池热失控的发生。放热速率热滥用热失控粘结剂反应大规模内短路1sSEI膜分解与膜崩溃放热速率1 0 02 0 0300 500 1000反应温度过放内短路电过充电过热短路机械变彤枝品生长高温隔服部分破裂校品穿破隔股隔酸大规模期渍内短路电池高温热失控发生爆炸火焰电解清热其他可热失控诱因的共性环节-内短路02 火灾特性实验方案参考电力储能用锂离9、子电池GB36276电动汽车用动力蓄电池安全要求GB380311 121 0356温度测点布置1.实验装置CT5002A型蓝电电池测试系统;ZX5560B型电池测试仪ADKS泵吸式气体检测 仪;德国testo烟气分析仪;K型铠装热电偶;Sartorius 天平(精 度0.1g);电池针刺试验机等。2.TR触发方式以0.5C倍率过充 至TR;以700W功率加热至TR;用耐高温硅胶软铜线使电池外短路;用针刺试验机刺穿电池引发TR。3.关注参数电压;电流;温度;电池质量;泄压阀状态;热失控发生时间;视频数据等。4.监测气体甲烷;一氧化碳;氢气;乙烷;乙烯;氟化氢;VOC。益回阳聊耷必*与5提适醚砰中10、黏(S)回日(S)回80009000S 000t000E0007000100009000S000t000E000700010000 E0 0 E浓度(m g/c m 3)0 9I E L0 0 90 69 20 0 63 0 A0 z I0?秒一印N图审第研¥辑2 2-审等群¥驿国-等由印IM田联00ZI第补蹲0 S I益明回F日聊率北签吾望4申北益回下日聊田申唑耳置4申(S)回P日(8)回日0002009Z0002009i00010 0 90000900010ac 00070z0 0 1质量变化率0 0 7温度()电压0 0 E39(g/s)0 0 t勤D-f市¥解草f蛋器8S1-10 0 11、S8-L本那)希再-1t tJ o I7-L0 0 945凿毕+161研重玉详具孙转本X Z002 火灾特性过充实验实验设计实验现象结果分析02 火灾特性针刺实验实验设计结果分析02 火灾特性IGNITIONm b引火源正负极的反应热,电极与电解液的反应热,电解液分解的反应热,系统过流产生的热量助燃剂锂离子电池热失控后正极材料分解产生氧分子OXIDIZEROryoen in ArFUELCobuttle Du可燃物锂离子电池的自身构造和材料特性提供了可燃物,包括释放可燃气体,氢气及其他碳氯化合物系统中的非金属材料也提供了可燃物和助燃物电池内部热量会持续积累,即使明火熄灭,无氧条件下也能产生反应12、和复燃!反应隐蔽反应源在电池内部,反应较隐蔽,热失控前期无明火等明显现象。燃烧速度快火焰形状为喷射状,燃烧速度快,温度高,喷射距离远,同时伴有熔融物飞出。气体成分复杂逸出的气体成分复杂且有易燃易爆和有毒物质。容易复燃电池内部热量会持续积累,即使明火熄灭,无氧条件下也能产生反应和复燃。0 3消防设计审验法规依据法律规定部门规章技术标准消防法律变迁 各级公安机关 实施消防监督消防安全检查 统一指挥和组织火场扑救消防监督条例1957年中华人民共和国消防条例1984 消防监督机构(公安部)实施消防监督管理消防监督员实行监督检查监督检查建设项目在设计和施工防火规范执行情况,参加竣工验收 统一组织和指挥火13、灾的扑救工作 公安机关消防机构 实施消防监督管理 消防设计审核、消防验收和消防安全检查 公众聚集场所开业前消防安全检查 统一组织和指挥火灾现场扑救中华人民共和国消防法1998年/2008年修订中华人民共和国消防法2019年修订/2021年修改 消防救援机构(应急部)实施消防监督管理 监督检查 公众聚集场所开业前消防安全许可/核查/检查 统一组织和指挥火灾现场扑救 住房和城乡建设主管部门 进行消防设计审查、消防验收、备案抽查2018年3月21日,中央印发深化党和国家机构改革方案,建设工程消防设计审验职能划归住建主管部门。2019年4月,修订的中华人民共和国消防法明确国务院应急管理部门对全国的消防14、工作实施监督管理。中华人民共和国消防法第十条 对按照国家工程建设消防技术标准需要进行消防设计的建设工程,实行建设工程消防设计审查验收制度。第十一条 国务院住房和城乡建设主管部门规定的特殊建设工程,建设单位应当将消防设计文件报送住房和城乡建设主管部门审查,住房和城乡建设主管部门依法对审查的结果负责。前款规定以外的其他建设工程,建设单位申请领取施工许可证或者申请批准开工报告时应当提供满足施工需要的消防设计图纸及技术资料。第十二条 特殊建设工程未经消防设计审查或者审查不合格的,建设单位、施工单位不得施工;其他建设工程,建设单位未提供满足施工需要的消防设计图纸及技术资料的,有关部门不得发放施工许可证或15、者批准开工报告。第十三条 国务院住房和城乡建设主管部门规定应当申请消防验收的建设工程竣工,建设单位应当向住房和城乡建设主管部门申请消防验收。前款规定以外的其他建设工程,建设单位在验收后应当报住房和城乡建设主管部门备案,住房和城乡建设主管部门应当进行抽查。依法应当进行消防验收的建设工程,未经消防验收或者消防验收不合格的,禁止投入使用;其他建设工程经依法抽查不合格的,应当停止使用。消防设计审验法规依据消防设计审查验建设工程消防设计审查验收管理暂行规定【2020年6月1日起施行】:第二十三条 对符合下列条件的,消防设计审查验收主管部门应当出具消防设计审查合格意见:(一)申请材料齐全、符合法定形式;(16、二)设计单位具有相应资质;(三)消防设计文件符合国家工程建设消防技术标准(具有本规定第十七条情形之一的特殊建设工程,特殊消防设计技术资料通过专家评审)。对不符合前款规定条件的,消防设计审查验收主管部门应当出具消防设计审查不合格意见,并说明理由。第三十条 消防设计审查验收主管部门应当自受理消防验收申请之日起十五日内出具消防验收意见。对符合下列条件的,应当出具消防验收合格,见:(一)申请材料齐全、符合法定形式;(二)工程竣工验收报告内容完备;(三)涉及消防的建设工程竣工图纸与经审查合格的消防设计文件相符;(四)现场评定结论合格。对不符合前款规定条件的,消防设计审查验收主管部门应当出具消防验收不合格17、意见,并说明理由。消防设计审验法规依据国家工程建设消防技术标建设工程消防设计审查验收工作细则:第十三条 消防设计技术审查符合下列条件的,结论为合格;不符合下列任意一项的,结论为不合格:(一)消防设计文件编制符合相应建设工程设计文件编制深度规定的要求;(二)消防设计文件内容符合国家工程建设消防技术标准强制性条文规定;(三)消防设计文件内容符合国家工程建设消防技术标准中带有“严禁”“必须”“应”“不应”“不得”要求的非强制性条文规定;(四)具有暂行规定第十七条情形之一的特殊建设工程,特殊消防设计技术资料通过专家评审。第二十条 消防验收现场评定符合下列条件的,结论为合格;不符合下列任意一项的,结论为18、不合格。(一)现场评定内容符合经消防设计审查合格的消防设计文件;(二)现场评定内容符合国家工程建设消防技术标准强制性条文规定的要求;(三)有距离、高度、宽度、长度、面程、厚度等要求的内容,其与设计图纸标示的数值误差满足国家工程建设消防技术标准的要求;国家工程建设消防技术标准没有数值误差要求的,误差不超过5且不影响正常使用功能和消防安全;(四)现场评定内容为消防设施性能的,满足设计文件要求并能正常实现;(五)现场评定内容为系统功能的,系统主要功能满足设计文件要求并能正常实现。消防设计审验法规依据建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)项目全部条文数量4 2 2术语条文2 3A类19、(强制性条文)1 6 5B类(“应”与“不应”)1 1 3C类(“宜”与“不宜”)1 2 1含“严禁”(10条)1 1含“必须”含“不得”58消防设计审验法规依据住建部关于储能电站消防设计审查验收有关事项的函:电化学储能电站符合暂行规定(51号令)第十四条规定的特殊建设工程情形的,其申请消防设计审查验收且要件齐全,应依法受理电化学储能电站符合暂行规定(51号令)第十七条规定的两款情形之一的,省级消防设计审查主管部门应组织召开专家评审会,对建设单位提交的特殊消防设计技术资料进行评审。储能电站需通过消防设计审查、验收中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅建办料画(2021)403号住房和城乡建设部办20、公厅关于储能电站消防设计审查验收有关事项的函广本省住房和城办建设厅:关于朝确绪能电培消防设计审击验收有关事项的请示(1建质(2021139号)收悉。经研究,现画复如下:一.中争人民共和国消防法第十备现定,对按照国家工程建设调营技术标准进行消防设计的建设工程,实行建设工程消防设计审查验收制度。建设工程应严格按照工程建设审批制度要求办理相关手续。电化学储电站措合建设工程消设计审查检收营理督行规定(住房和城多建设部令第51号,以下简称暂行规定)第十四规定的特库建设工程情形的,其申请消设计审查验收且基外齐全,益油受理。其中,电化学也电苷合暂行规定第十七务服定的两款情形之一的,审查主营部门应组织得开专家21、评审会,对建设单位提交的特珠消替设计技术贵料进行评审。二.电化学储电场设计规范(CB 51048-2014)第1.0.2规定,此规范道用于新建、扩建或改建的功率为500W且容量为500kWh及以上的电化学储能电船的设计,不道用于林动式电化学些电结的设计。联系人民电证:李 010-5893815,010-58933437(传其)在(此件依申请公开)远:(为)和城为建用,直作房初城().划(),然和度片,建设两和城多设局。22022年5月,国家能源局发布关于加强电化学储能电站安全管理的通知对储能电站的规划、设计、产品选用(零部件)、施工、验收阶段做了明确规定。加强风险评估在电化学储能电站项目规划过22、程中,加强安全风险评估与论证加强施工管理定期组织开展施工现场消防安全检查虫设计甲道应当委托具备相应资质的设计单位开展设计工作,并组织开展设计审查广格设备北大选用的设备及系统应当符合有关法律法规、国家(行业)标准要求,并通过具备储能专业检测检验资质的机构检验合格严格施工验收应当按照国家相关规定办理工程质量监督手续,通过电站消防验收加强运行管理从业人员确保熟悉电站电池热失控、火灾特性,掌握消防设施及器材操作规程和应急处置流程。定期进行防火检查、防火巡查和消防设备维护保养。0 4储能电站消防审验要点审验依据标准规范审验要点储能电站消防设计相关标准序号1标准名称建筑设计防火规范GB50016-201423、(2018年版)主编单位应急管理部天津消防研究所标准级别国家标准2电化学储能电站设计规范GB51048-2014中国电力企业联合会国家标准3电化学储能电站安全规程GB/T 42288-2022中国电力企业联合会国家标准4电力储能系统建设运行规范中关村储能产业技术联盟中国建筑科学研究院有限公司北京地标5预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范T/CEC373-2020中国电力企业联合会团体标准6山东省建设工程消防设计审查验收技术指南(电化学储能电站)山东省住房和城乡建设厅地方规定7小型电化学储能电站消防安全技术要求T/CSAE 88-2018中国汽车工程学会和中国消防协会团体标准8电池储能电站设24、计技术规程Q/GDW11265-2014国家电网公司企业标准9电化学储能电站安全规程中国电力企业联合会国家标准1 0集装箱式锂离子储能电站防火规范山西省消防救援总队山西地标1 1电网侧电化学储能站设计规程电力规划设计总院行业标准1 2(蓄)电池储能站设计规范电力规划设计总院行业标准一、总布置电化学储能电站设计标准GB51048,锂离子电池厂房不应设置于地下或半地下。电力储能系统建设运行规范DB11/T 1893,火灾危险性为甲、乙类的储能系统应独立设置,不应设置在人员密集场所、高层建筑、地下建筑和易燃易爆场所。防止电力生产事故的二十五项重点要求(2023版),站址不应贴邻或设置在生产、储存、经25、营易燃易爆危险品的场所,不应设置在具有粉尘、腐蚀性气体的场所,不应设置在重要架空电力线路保护区内,储能电站锂离子电池设备间不得设置在人员密集场所。不应设置在地下、人员密集场所、易燃易爆场所。二、火灾危险性分类电化学储能电站设计标准GB51048,本标准根据对于与锂离子电池火灾危险性相关的其他数据参考乙类,结合相关试验数据及工程实践进行具体规定。对于应用新类型电池或同类型电池但电解液溶剂组成与目前通用的溶剂组成差别较大时,应在实际工程中对电池火灾危险性类别进行专题论证。电力储能系统建设运行规范DB11/T 1893,锂离子/钠离子电池储能系统火灾危险性分类:甲、乙。不同类型电池,差别大,火灾危险26、性可专题论证三、防火间距电化学储能电站设计标准GB51048:建、构筑物名称丙、丁、戊类生产建筑铅酸(铅炭电地厂房、液流电地厂房锂离子电地厂房屋外电池预制舱(柜)星外配电装置变压器事故民用建筑单、多层高层单、多层高层单,多层二级三级二级二级二级一,二级铅酸(错炭)电池、液流电池锂离子电地每组断路器油量(t)单台设备油量(t)油池单、多层高层11酒下人草之言人易A 草二级三级一类二类码酸(铅单、多一、二级1 01 31 01 31 21 02 01 01 051 0炭电地1 21 21 51 3层厂房、液流电池厂高层一、二级1 31 51 31 31 31 31 02 01 01 051 31 27、51 51 3房程离子电单,多一、二级1 21 41 31 21 31 22 52 51 02 51 02 56 0池厂房层铅酸电地铅炭电池)、液流电池1 01 01 02 51 551 051 52 02 0屋外电地预制舱(柜)锂离子电地2 02 52 02 02 02 51 5同一分区内根损工艺布置确定,不同分区间摘足12.2.5要求1 02 552 53 03 0电力储能系统建设运行规范DB11/T 1893:火灾危险性为甲、乙类的储能系统应独立设置,与高层民用建筑、重要公共建筑的防火间距不应小于50 m,与明火或散发火花地点的防火间距不应小于30 m,与单、多层民用建筑的防火间距不应小28、于25m。三、防火间距电力储能系统建设运行规范DB11/T 1893 火灾危险性为甲、乙类的储能系统占地面积不超过1500m2时,可采取成组布置方式,并应符合下列要求:a)组与组或组与相邻建筑的防火间距按GB 50016有关厂房的防火间距规定确定;b)每组内电池集装箱之间的防火间距不应小于4 m,且应采用防火墙进行分隔。防火间距从严防火墙1 2 mn四、火灾探测预警/报警电化学储能电站设计标准GB51048:电池室应配置可燃气体报警设备,可燃气体探测器应根据正常及事故工况下产生的气体类型选择,应采用防爆型设备。储能电站宜具备火灾早期预警功能,可通过计算机监控系统、电池管理系统、可燃气体探测设备29、火灾报警系统等设备,实现电站的火灾监控预警。电力储能系统建设运行规范DB11/T 1893:储能系统应设置满足GB 50116要求的火灾自动报警系统。火灾危险性为甲、乙类的储能系统应具备火灾预警功能。有可燃气体产生风险的储能系统应设置可燃气体探测报警装置。四、火灾探测预警/报警电化学储能电站安全规程GB/T 42288-2022:5.6.4电池室/舱内应设置可燃气体探测器、温感探测器、烟感探测器等火灾探测器,每个电池模块可单独配置探测器。5.6.5电池室/舱外及值班室应配置气体浓度显示和提示报警装置,电池室/舱外应设置手动火灾报警按钮、紧急启停按钮。防止电力生产事故的二十五项重点要求(20230、3版):2.12.5磷酸铁理电池设备问内应设置可燃气体探测装置,当H2或 CO 浓度大于设定的阙值时,应联动断开设备间级和簇级直流开断设备,联动启动事故通风系统和报警装置。自动报警系统需要预警、报警系统,宜配置到模块级五、灭火系统电化学储能电站设计标准GB51048:锂离子电池室应设置自动灭火系统,自动灭火系统喷射强度、喷头布置间距、安装高度、工作压力等设计参数宜经实体火灾模拟实验确定。电力储能系统建设运行规范DB11/T 1893:火灾危险性为甲、乙类的储能系统电池布置区域应设置满足灭火、持续降温且抑制复燃要求的固定自动灭火系统,其他储能系统应设置可靠有效的灭火装置。火灾危险性为甲、乙类的集31、装箱式储能系统,其电池布置区域应设置消防水泵接合器和浸没式水冷却装置,确保淹没储能单元或电池单元的时间不超过10 min。单个额定能量不超过500 kWh的分散式储能装置宜采用浸没式水冷却装置。五、灭火系统电化学储能电站安全规程GB/T 42288-2022:电池室/舱应设置自动灭火系统,锂离子电池室/舱自动灭火系统的最小保护单元宜为电池模块,每个电池模块可单独配置灭火介质喷头或探火管。自动灭火系统应具备远程自动启动和应急手动启动功能,自动灭火系统喷射强度、喷头布置间距等设计参数应符合GB 51048 的相关规定。灭火介质应其有良好的绝缘性和降温性能,自动灭火系统应满足扑灭火灾和持续抑制复燃的要求。防止电力生产事故的二十五项重点要求(2023版)储能电站电气设备间应设置火灾自动报警系统。新(改、扩)建中大型鲤离子电池储能电站电池设备问内应设置固定自动灭火系统;灭火系统应满足扑灭电池明火且不复燃的要求,系统类型、流量、压力、喷头布置方式等技术参数应经具有相应资质的机构实施模块级电池实体火灾模拟试验验证。灭火系统:应经实体火灾模拟实验确定,宜配置到模块级