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北京大火,储能电站是怎么爆炸的?

blog1232021-04-18 20:16:32云南资讯275

4月16日,北京南四环一个储能电站发生爆炸,2名正在灭火的消防员牺牲,1名消防员受伤,另有1名单位员工失联。这事儿在消防圈、储能圈引起了广泛的讨论,那么,储能电站为什么会爆炸呢?

1、为什么在家居市场里面有个(电化学)储能电站?
(1)电很重要。电的重要性大家都清楚,没电,几乎啥也干不成。但是长期以来,单位用的电,都是通过电线来的,如果电线那头的发电厂出了问题、或者电线出了问题、或者电力供应紧张的时候(举个例子:最近,美国得州由于一股冷空气正穿过该州,风力和太阳能发电受到了限制,同时发电机组正停机进行定期维修工作,电力供应料出现紧张现象。结果呢,现货电价一度飙涨逾3300%,在该州的某些地区,电力批发价格上涨了10000%),那单位就没电用了,事也办不成了。
(2)电怎么能够储存起来。把电存起来,关键时候就能用得上,或者,能省钱。那怎么储存电呢?其实有很多办法,比如我以前工作过的地方有个抽水蓄能电站,就是在山上建个水库,在山下再建个水库,晚上用电少的时候,电费便宜,这时候就用电网的电把山下的水抽到山上来,白天的时候,用电的单位多了,电不够用了,电费也贵了,就把山上的水排到山下去,这中间有个水力发电机,排的过程就发电了。这个过程,就相当于把电(变成水)储存起来了。
(3)电化学储能电站。用抽水来蓄能,这个办法有很多制约,不是每个地方都能有山建水库的。这就有了电化学储能电站,也就是用可充电的电池储存电能,这当然是基于这些年来锂电池技术的快速发展。现在这事在全世界火得很,各国都在拼命研究,最近几年上马了很多项目。中国自然不甘落后,各个部门出台了很多文件大力扶持,从2016年到2017年6月底,我国新增在建和投运的电化学储能装机规模达到1.35GW,是2000年至2015年累计装机规模的9.6倍,这两年的发展速度更快。
(4)北京南四环这个,就是在这种背景下出来的。这个电化学储能电站,2019年3月投入运营,项目一期日售电能力超过4万度,相当于在城市中心建设了一个小型电厂。“该项目在全球范围内创造了四个应用技术第一:用户侧最大规模储能电站、城市中心最大规模充电站、第一个直流光储充一体化项目、第一个区域直流增量配网项目。”据“北京福威斯”微信公众号介绍,该电站整个供电范围主要包括集团办公区、大红门商场、宝燕商城、华纳影城、卫人医院、汉庭酒店、消防博物馆、中石油加油站、比亚迪汽车4S店、北汽出租车换电站、钰田缘餐饮酒店等,还供了很多电动汽车充电桩。 
2、电化学储能电站为啥会爆炸呢?
(1)先看一下储能电站的基本构成和原理 
(2)主要的问题是电池。北京的这个电化学储能电站建设有25MWh的磷酸铁锂电池储能。锂离子电池现在有两种主流形式,三元锂电池和磷酸铁锂电池,北京储能电站使用的是磷酸铁锂电,安全性虽然相对更高,但依然会存在热失控的现象(产品因素、环境因素、安装因素,也有些电池本身是二手的,也就是动力电池退役后再次使用的)。当磷酸铁锂电池热失控时,电解液中会析出很多易燃易燃爆的气体,比如一氧化碳、氢气、乙烯、甲烷、乙烷、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等,这些气体与空气混合形成了爆炸性混合物,遇火源即会发生剧烈爆炸。
(3)电化学储能项目爆炸已经有很多次了。据统计,在过去的一年中全世界此类储能电站发生火灾超过30起。2017年8月-2019年6月,韩国发生了23起锂电池储能项目的火灾,就在今年4月6日下午,韩国又一光伏电站的储能系统起火,共造成约4.4亿韩元损失。其他各国包括我国的江苏、北京都发生过储能电站火灾。

(今年4月6日,韩国)
2019年4月19日,美国亚利桑那州发生电池储能项目爆炸,导致4名消防员受伤,其中2名重伤,发生事故的时间节点如下: 

爆炸的原因分析:按照设计,当灭火系统启动时,空调会被关闭,从而使喷出的灭火气体得以集中。当集装箱门被打开时,可燃混合物接触到热源(很可能是15号电池簇中余热的电池),引起爆炸。 
3、消防员要注意些啥?
(1)要认识到电化学储能电站火灾或故障时,随时可能会爆炸。这个确实没办法,目前受技术制约,还没有好的办法不让电池室发生爆炸(快速释放的易燃气体,空气,火源都具备)。这个爆炸主要是混合气体爆炸,所以,没看到火,只看到烟(其实里面有很多就是混合爆炸气体),也许会更加危险,这时候就差个火源,或就差些空气了。
(2)处置时要注意做好防爆准备。在前往现场处置时,与电池室保持足够的安全距离,防止爆炸伤亡。没有十分把握的情况下,不得进入电池室,不得打开有关的门或窗户,防止给现场生成爆炸性气体环境,或给现场提供点火源。同时,还要与储能单位建立密切联系,请他们切断充电(从电网给电池的),从而确定是否能射水,避免盲目射水导致短路打火或其他意外事故。
(3)应进一步研究事故处置流程。如何进入现场,如何排除现场的烟气和易燃易爆气体(有无排风机),如何防止点火源的产生,如何抑制电池的热失控(向哪儿射水,一般来说是某块电池或电池组先热失控,如何能做到靶向射水,因为射水到其他地方都没有啥用),以上这些均需要组织专业人员认真研究。 
4、电化学储能电站的消防安全应引起更多的关注
(1)这种电站正在快速增多。近年来,储能已在电网调峰调频、分布式发电及微电网领域展现出广阔的应用前景。目前,我国已是全球最大电化学储能的应用市场,不少业内人士表示,未来10年的下一个确定性蓝海行业就是储能市场。这也就是说,尽管有问题,但好处远远大于坏处,电化学储能电站的发展势不可挡。
(2)储能电站的消防措施要进一步加强。电池室的防火设计(自动报警系统、防火间距,耐火等级,防爆设计,排风排烟,防火墙等)要充分考虑火灾、爆炸情形,最大限度地控制成灾;灭火设施(气体灭火、水灭火)要充分考虑灭火和抑爆,特别是当前没有很合用的灭火剂,既能灭火,又能控制复燃(热失控),射水的话需要很大的水量和时间。
(3)消防理念应贯穿于储能电站的全领域。电化学储能电站的应用领域在迅速扩大,包括发电侧、用电侧的储能场景越来越丰富,有火灾爆炸风险的区域涉及到电池室、变电室(逆变器室)等多个部位,消防应与专业领域人员结合,共同研究解决有可能存在的消防安全问题。
本次火灾和爆炸的原因仍然有待于官方调查,爆炸也有可能是电站内其他设备(如变压器)引起,但电池室的可能最大。本文仅作为旁观者进行了分析,不当之处请指正。


1:火灾视频资料及下载方法
2:值班员不会加压,拘留物业负责人
3:业主家起火,物业经理和消防值班员被抓了
4:5年,34起重大特大火灾爆炸事故调查报告
5:三合一场所火灾警示片
6:收藏,100多个火灾案例
7:特别典型的电动车火灾(合集)
8:消防科普、培训资料118篇
9:火灾来了,要跑吗,能跑吗,怎么跑?
10:深圳医院火灾,好几个人被抓了

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