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磷酸铁锂电池模组发生火灾如何扑救

日期:2023-11-21 来源:中消协话消防 浏览次数:

    问:磷酸铁锂电池模组发生火灾如何扑救?

    答:据CNESA不完全统计,近十年全球储能锂电池模组事故已超过60余起,仅2021年、2022年就发生了20余起,其中澳大利亚维多利亚特斯拉大电池储能项目持续燃烧了4天,美国亚利桑那Chandler电池储能项目事故持续喷淋12天才控制住。目前消防救援除了采用大量水控制之外,没有其他更有效的措施。已公开的造成人员伤亡的储能电站事故主要有两起:一是2019419日美国亚利桑那州公共服务公司(APS)发生大规模电池储能项目(三元锂电池)爆炸,造成8名消防队员受伤。再是2021416日北京国轩福威斯光储充技术有限公司储能电站(磷酸铁锂电池)事故,造成2名消防员牺牲,1名消防员受伤,1名员工失联。

    一、锂电池热失控的主要原因是过热、过充电、内短路等触发热失控或机械触发热失控。国内外理论研究及事实都证明,这种在封闭壳体内包含高能量的装置,目前的消防手段无法及时终止热失控的进程,热失控是不可逆的。(大量的电动汽车火灾案例,美国Chandler 电池储能事故持续喷淋 12 天、澳大利亚亚特斯拉电池储能项目持续燃烧了4天等都是例证)

    二、锂电模组火灾的应急救援处置,首先应考虑持续降温、控制,将反应热量带走,避免引起连锁反应造成事故扩大。如有条件可考虑隔离、移除事故电池包(簇)等,最大限度的减少次生灾害。实施侦查、灭火、排烟、抑爆等作业时,应做好防范措施,准确判定锂电池模组热失控的范围和发展蔓延程度,提高救援准确性,降低自身安全风险,确保救援人员安全。

新加坡储能电站火灾大范围断电处置引发了全社会的争议;而海南储能电站火灾由于储能舱分散布置,采取了保守处置,仅烧毁了发生热失控的电池舱,没有造成社会影响。

    三、电池模组一旦发生火灾,说明已经进入热失控状态。目前常用的CO2IG541IG55、干粉、超细干粉、气溶胶、七氟丙烷等灭火剂均起不到作用(无法施加到起火点上),外围只能采取持续冷却降温措施,但应防止误喷导致的电力设备事故。灭火方式可采用固定装置和移动装备,灭火剂可以大量水(缺水地区也可采用泡沫覆盖)和高压喷雾为主。

    四、锂电池火灾防控目前仍是世界性难题,只有应用了固态安全电池后才能完全解决。目前国内标准火灾探测要求应具备探测一氧化碳、氢气浓度及电池组表面温度的功能(均是针对锂电池发生热失控的特征报警),报警为时已晚,此时外部施加的消防手段已经无法终止热失控的进程。目前的锂电池模组消防系统方案五花八门,气体、气溶胶、水、泡沫等灭火介质一起上,均未经过全尺寸仿真模拟实验认证(标准称之为火灾抑制装置,而不是灭火装置)。正如专家所说,锂电储能电站消防系统聊胜于无,效果怎样无从考证。

    五、NFPA855-2023 修订版增加了对火灾探测和灭火、爆炸控制、排气通风、气体探测和热失控的要求,对火灾和爆炸试验要求进行了说明。引入了 UL 9540A 中评估电池储能系统热失控的测试方法,如超出 NFPA 855 规定容量限制或距离限制等情况,需要根据 UL 9540A 测试结果,由相关部门评估该储能系统的火灾风险。

    GB/T 42288-2022《电化学储能电站安全规程》,202371日已经实施,提出了锂电池模组消防系统要达到模块级消防的要求。因为电池热失控发生后,在设备外部施加灭火剂基本起不到作用。