磷酸铁锂电池储能系统典型消防案例

为解决磷酸铁锂电池热失控导致的储能系统火灾安全问题,分析几种常见灭火剂的灭火机制和性能特点,探索实践更为有效的灭火方法。首先,总结磷酸铁锂电池的热失控过程及燃烧特点;然后,分析七氟丙烷、气液复合灭火剂、全氟己酮、气溶胶和细水雾等灭火剂的灭火机制,以及对磷酸铁锂电池火灾事故的灭火和抑制复燃效果;最后,基于实际工作中的预制舱式磷酸铁锂电池储能系统典型消防系统案例,介绍其系统组成和控制逻辑。结果表明：磷酸铁锂电池火灾为A、B、C类综合性火灾;七氟丙烷、气液复合灭火剂、全氟己酮、气溶胶和细水雾等灭火剂在灭火效果、降温效果、抑制复燃以及技术成熟性方面各有优缺点,但任何一种灭火剂均无法同时起到扑灭明火和抑制电池复燃的作用;采用全氟己酮和水消防相结合的灭火方法更有效。     

锂电池火灾灭火技术研究综述*

为系统了解锂电池火灾灭火技术研究现状,综述国内外针对锂电池火灾的灭火实验研究,基于锂电池火灾的特点,从灭火效果、冷却效果和毒性危害等方面分析各类灭火剂对锂电池火灾的适用性,指出目前研究存在的问题以及今后的研究重点。研究结果表明:灭火剂的冷却能力是抑制锂电池内部链式分解反应,进而阻止锂电池复燃和热失控传播的关键因素。未来研究应更贴近实际工程应用,从灭火效率、冷却能力、毒性影响和有无不良抑制作用等角度综合评估灭火剂的有效性。     

气液灭火剂对磷酸铁锂电池模组灭火能效研究

为研究不同灭火剂对储能电池模组火灾有效性,搭建储能舱试验平台,选取8. 8 kWh磷酸铁锂储能电池模组,以0. 5 C倍率恒流过充诱发电池热失控至起火,灭火试验采用中压细水雾、Novec1230、七氟丙烷、六氟丙烷4种不同灭火剂,对比不同灭火剂的灭火效能。研究结果表明:六氟丙烷无法在短时间内扑灭明火; Novec1230和七氟丙烷2种气体灭火剂能快速扑灭明火,但降温效果不彻底,容易发生复燃,均不适合作为磷酸铁锂电池模组灭火剂;中压细水雾能迅速扑灭明火,持续喷射可防止复燃,是较为理想的灭火材料。     

低压下不同新型清洁气体灭火剂抑灭21700型锂离子电池火研究

为探究在航空运输低压环境下Novec1230（全氟己酮）和2-BTP（2-溴-3,3,3三氟丙烯）2种新型清洁气体灭火剂扑灭和抑制空运锂离子电池火的效果,基于动压变温实验舱,自主设计了适用于气体灭火剂的实验灭火装置;在40,60,80 kPa 3种环境压力梯度下开展灭火实验,分析了施加2种灭火剂前后锂电池表面温度变化和灭火过程中的实验现象。结果表明:低压下2-BTP和Novec1230均能有效降低锂离子电池火焰中自由基浓度,快速扑灭明火;2-BTP的降温和抑制温升效果明显优于Novec1230,能更好地抑制锂电池之间的连锁热失控。研究结果可为新一代机载灭火剂的选择提供参考。     

油类火灾灭火剂及其研究进展

为实现科学高效地扑灭油类火灾,本文基于油类火灾危险性高、发展迅速、扑救困难等特点,综述各类灭火剂如干粉、细水雾、泡沫和干水灭火剂的基本性能和灭火机理;阐述国内外各类灭火剂应用于油类火灾的研究现状.对各类灭火剂灭油类火灾的优势和不足进行分析:干粉灭火剂灭火效能较好,但是冷却效果差,易复燃;细水雾灭火性能优异,但是射程有限,造价也高;泡沫灭火剂是油类火灾的主要灭火剂,灭火效能高,但是也存在着环境污染、泡沫易被破坏等问题;干水灭火剂是一种新型灭火剂,目前应用效果仍不成熟,需要进一步研究.研发灭火效能高、环境友好、成本低廉、使用方便的油类火灾灭火剂是今后的重要研究工作.     

固体微粒气溶胶灭火剂的改性研究

固体微粒气溶胶灭火剂作为一种新型灭火剂具有优越的抑制火灾的性能,但其应用和推广的关键在于降低灭火气溶胶形成时的温度.本文利用TG方法分析了灭火剂的热分解过程,并通过测定固体微粒气溶胶灭火剂的释放速度、释放区温度分布及灭火性能,研究了固体微粒气溶胶灭火剂的降温消焰技术.同时对气溶胶的成分和固体粒子粒度分布进行了分析.     

典型锂离子电池火灾灭火试验研究

为研究不同灭火剂扑救锂离子电池火灾的有效性,以18650型钴酸锂锂离子电池为研究对象,开展了干粉、二氧化碳、水成膜泡沫灭火剂等不同灭火剂及细水雾扑救锂离子电池火灾的实体灭火试验.结果表明:二氧化碳、ABC干粉、3％的水成膜泡沫灭火剂均能有效扑灭18650型钴酸锂锂离子电池火灾的明火,但灭火后均出现复燃现象,出现复燃的时间与灭火剂的冷却能力成正比;而细水雾在灭火系统喷雾强度为2.0 L/(min·m2)、喷头安装高度为2.4m的条件下,无法有效抑制或扑灭18650型钴酸锂锂离子电池火灾.     

电缆隧道火灾有效灭火技术试验研究

针对工业企业的电缆隧道的灭火技术进行试验研究,探讨电缆隧道火灾的有效灭火安全措施并对不同灭火措施的灭火效果进行分析。利用火灾动力学模拟程序软件对电缆隧道火灾进行模拟,研究火灾中喷淋系统启用前后各时间点测点温度以及各时段内的降温速率,并与试验结果作对比分析,论证了灭火实验结果有效性,确定了电缆隧道火灾中无机隔板和防火门的安全防火时效,以及4种常用灭火剂在各时段的灭火效果。     

专题文章

正《油类火灾灭火剂及其研究进展》油类火灾属于B类火灾,是各类火灾中危险性最大、扑救难度最高的火灾类型。油类火灾具有火焰温度高、热辐射强、易形成大面积火灾、容易引发爆炸、易发生复燃且油品蒸汽含有一定毒性的特点。油类一旦发生火灾,能在短时间内迅速蔓延扩散,且扑救困难,最终导致重大的人员伤亡和经济财产损失。为实现科学高效地扑灭油类火灾,文中基于油类火灾危险性高、发展迅速、扑救困难等特点,综述各类灭火剂如干粉、细水雾、泡沫和干水灭火剂的基本性能和灭火机理;阐述国内外各类灭火剂应用于油类火灾的研究现状。对各类灭火剂灭油类火灾的优势和不足进行分析,目前常用的油类灭火剂都存在不足。干水灭火剂作为一种新型灭火剂,目前应用效果仍不成熟,需要进行进一步研究。研发灭火效能高、环境友好、成本低廉、使用方便的油类火灾灭火剂是今后的重要研究工作。     

冷气溶胶灭火剂作用下狭长隧道火灾的扑救降温过程的数值模拟

为研究大型火灾的远程扑救问题,以一定尺寸的混凝土结构为隧道实型,研究了冷气溶胶灭火剂作用下狭长隧道火灾的扑救降温过程,并运用Gambit建模,ANSYS 15.0软件开展数值模拟研究,最后与公开文献中的试验结果进行对比分析。模拟结果表明:越靠近灭火剂喷口的测量点,其降温越快;最靠近喷口的测量点1在冷气溶胶灭火剂喷射过程中,其温度不断降低,最后降至36℃;其他测量点的温度均呈现先升高后降低的趋势,且越靠近喷口的测量点的升温时间越短、降温时间越长。与实验对比发现,4个测量点的初始温度、升温速率、升温时间、最高温度、降温时间、最低温度等参数的模拟值与实验测量值相比吻合度较好,因此,数值模拟可为冷气溶胶灭火剂的灭火性能研究提供参考。     

泡沫灭火剂对车用汽油油盘火的灭火性能研究

汽油易挥发且闪点低,火灾危险性极大,且理化性能与标准燃料存在较大差异,有必要评估当前市售泡沫灭火剂对汽油的灭火性能。通过4.52 m 2油盘火试验,对水成膜泡沫灭火剂、抗溶水成膜泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂及抗溶氟蛋白泡沫灭火剂的灭火性能进行评估研究,并与标准燃料油盘火进行对比,结果表明抗溶水成膜泡沫灭火剂对车用汽油火的灭火效能最佳,石化企业和消防救援队伍在处置汽油火灾时应优先考虑使用抗溶水成膜泡沫灭火剂。此外,车用汽油比标准燃料的灭火难度更大,石化企业可适当提高固定泡沫灭火系统的设防标准。     

带自动灭火装置的车用锂电池箱盖系统开发与验证

基于主、被动安全相结合的思路,针对目前车载锂电池包热失控主动监测与预防措施存在的不足,开发一种带自动灭火装置的锂电池箱盖系统。通过燃烧试验测出单块三元锂电池及其主要组件的燃烧特性,得到相应的温度及热释放速率曲线;以此为基础,确定箱盖系统总体设计方案,并对火灾探测模块及灭火模块进行选型和设计;最后,结合Semenov热失控原理、传热学理论及GB50084—2017的设计要求,验证箱盖系统应用在某电动车锂电池箱中的灭火效果。结果表明:该箱盖系统能有效监测并扑灭锂电池包早期局部火灾,并持续冷却降温,防止火灾复燃,具有较强的市场推广潜力。     

水凝胶灭火剂对磷酸铁锂电池组灭火效能研究

为探索针对磷酸铁锂电池组热失控行为的高效灭火剂，搭建锂电池燃烧-抑制试验平台，选取27 Ah磷酸铁锂电池组，以300 W外部热源过热诱发电池热失控至起火。在水阻断磷酸铁锂电池热失控行为试验基础上，开展水凝胶灭火剂对磷酸铁锂电池组热失控行为阻断效果试验研究，对比分析锂离子电池组热失控爆发时间、温度变化速率等参数。结果表明：水对锂电池组冷却深度不足且利用率不高，无法有效阻断电池组间热失控传播。水凝胶灭火剂可快速扑灭明火，结束喷放后电池表面温度始终低于热失控临界温度，可有效阻断电池组热失控行为。灭火剂喷放速率越大，阻止电池组热失控传播越明显，大流量的水凝胶灭火剂可完全阻止热失控在电池组单体间传播。     

水系灭火剂的灭火性能对比分析研究

水是扑救A类火灾最常用的灭火剂,但水也存在流动易损失等不足,通过改变水的物理及化学性能可以提高水的灭火效率.试验表明强化水灭火效果和抗燃效果均优于水,但优势有限且价格较高;润湿水灭火及抗燃趋势均不明显,但良好的润湿渗透作用使其在扑救塑料类等火灾中发挥出明显的优势;粘性水因提高了水的粘度,增加了固水和封堵作用使其在抗燃方面具有显著的优势,其中的无机硅凝胶对堆垛或自燃类火灾的防、灭火效果最好,但高分子水胶体会因添加量小、无腐蚀性等优点替代无机硅凝胶用于煤矿井下火灾的预防和控制.     

热气溶胶灭火剂扑灭固体木垛火的实验研究

文章系统分析了热气溶胶灭火剂抑制A类火能力的影响因素,并用SQ灭火剂在全淹没条件下进行实验,研究了灭火剂用量、灭火室大小、木垛的预燃程度和木垛结构大小对灭火效果的影响规律,结果表明SQ热气溶胶灭火剂抑制A类火比B类火困难得多,此外灭火效果与木垛预燃程度、木垛的结构尺寸有关,与灭火实验所用的灭火室大小关系不大。并指出在评价热气溶胶灭火剂扑灭A类木垛火能力时,应详细给出灭火实验所采用的条件,特别是火灾模型的情况。     

细水雾特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响

为了研究不同特性参数细水雾抑制锂电池组火灾的效果,利用计算流体动力学模型和火灾动力学模拟程序对不同特性参数细水雾灭火效果进行了分析.采用锥形量热仪在50 kW/m2辐射热条件下和100％荷电状态下对锂离子电池进行燃烧试验,获取其热释放速率曲线,热释放速率峰值为9.23 kW.在试验获得参数的基础上以6个18650型锂电池建立火灾模型,利用火灾场模拟软件FDS对不同雾滴直径、雾动量和喷雾强度的细水雾的灭火过程进行数值模拟.定量分析熄灭锂离子电池火的细水雾相对适宜的条件范围,研究细水雾的特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响.结果表明:在细水雾雾滴动能不变的情况下,随细水雾雾滴粒径增大,灭火时间先波动后增大,在细水雾粒径为50～100μm的工况下系统抑制锂离子电池火效果最佳,灭火时间最短,耗水量最少;水雾动量变化在一定区间内增加对锂电池灭火有增强效果,当雾滴速度足以穿越火焰时,增加水雾动量对灭火效果影响不大;在规定范围内喷雾强度越大,细水雾能够气化的数量越多,吸收的热量也越多,越有利于灭锂离子电池火灾.     

压缩空气泡沫抑制水溶性液体火的有效性研究

水溶性液体火灾具有较大的火灾危险性,使用抗溶泡沫灭火剂通过吸气式泡沫产生方式形成灭火泡沫是目前常用的灭火方式,而压缩空气泡沫抑制水溶性液体火的性能则有待评估.通过标准压缩空气泡沫系统的油盘火试验,对抗溶水成膜泡沫灭火剂和合成抗溶泡沫灭火剂的灭火性能进行评估.试验结果表明,抗溶泡沫灭火剂在压缩空气泡沫系统中使用时具有抑制水溶液性液体火的性能,当发泡倍数在20倍以上时,灭火时间和抗烧时间等灭火性能指标有一定提升,而泡沫稳定性的提升则是压缩空气泡沫产生方式具有优异灭火性能的重要原因.     

感温自启动灭火管系统应用于密闭空间的试验研究

为了对比Novec 1230（全氟己酮）感温自启动灭火管系统与R236fa（六氟丙烷）感温自启动灭火管系统的灭火效率,采用火灾实体试验的方法,分析了不充压,0.88,1.81 MPa下2系统的灭火时间、破裂动作温度及降温冷却效果。研究结果表明:2种灭火管系统都成功灭火,且 R236fa灭火管系统灭火时间更短;2种灭火管系统的破裂动作温度均在80 ℃以上;不充压和0.88 MPa时,2种灭火管系统降温冷却效果相差不大,但充压1.81 MPa时Novec 1230灭火管系统对环境温度的降温冷却作用更强。     

水成膜泡沫灭火剂在柴油池火中的灭火效能试验

为提高水成膜泡沫灭火剂(AFFF)扑灭柴油池火的灭火性能,利用自组泡沫灭火系统装置对不同气液体积流量比(气液比)、系统压力和泡沫混合液体积流量下水成膜泡沫灭火剂在柴油池火中的灭火效能进行了研究。结果表明:当气液比为16时,AFFF灭火时间最短为42 s、灭火剂用量最少为210 g,表现出最佳的灭火效能;随系统压力增加,灭火时间和灭火剂用量逐渐减少,其中系统压力0. 5 MPa时AFFF的灭火时间和灭火剂用量相较于0. 3 MPa时分别下降了40. 7%和21. 1%;此外,泡沫灭火剂的灭火效能还随泡沫混合液体积流量增大而提高,其中泡沫体积流量60 L/h时灭火时间和灭火剂用量相比于20 L/h时分别下降了35. 7%和5. 4%。红外热成像分析表明,AFFF在灭火过程中主要通过其优异的冷却和覆盖隔离作用使火焰无法维持正常燃烧而熄灭,达到较好的降温和灭火效果。     

受限空间中化学活性超细粉体的全淹没灭火性能

在容积为1.5m3的受限空间中开展超细ABC粉体全淹没灭火性能研究,测量施加超细粉体后火焰温度变化及火灾抑制、熄灭全过程,探究灭火剂充装压力、灭火剂用量等参数对灭火效果的影响。研究表明,充装压力从0.8MPa增加到1.2MPa时,灭火时间从5s减少到3s,因而提高充装压力可改善喷射效果,改善灭火性能。通过驱动氮气、超细粉体的耦合作用及单纯驱动气体灭火相比较,证明驱动氮气对火灾抑制、熄灭的作用忽略不计,但驱动气体对提高超细ABC粉体与火焰相互作用的进程起到至关重要的作用。两组工况下的火焰未能全部熄灭,但其中一组工况喷射灭火剂,其火焰燃烧强度得到显著抑制。