CN110665148A - 一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储能电站用消防控制技术，特别是一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法，其要点在于，首先结合了通风系统和消防系统的联动控制，在启动消防措施时，关闭通风系统；其次采用气体消防和水消防双重消防措施针对不同的火灾情况级进式灭火控制：温度监测仪监测温度高于T1后先报警，进一步烟雾报警器监测到烟雾后采用气体消防，若温度监测仪监测到温度仍进一步上升至T2则启动水消防；最后以电池柜为单位，模块式独立控制，并根据各个监测器以逻辑“或”控制风机。本发明优点在于：确保不影响通风管路、不影响非故障电池柜、大大降低了损失、减小对储能电站运行的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种储能电站用消防控制技术，特别是一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法。
背景技术
储能电站中，根据运行安全的规范和要求，需要设置通风系统和消防系统，其中消防系统或者采用单独气体消防、或者采用单独水消防。通风系统采用下进上出的方式布置通风管道及风口，因此在储能电站的上部和下部需留出布置通风系统的空间，而消防系统所需的管道和进口一般布置在上部的通风管道下方，消防系统的出口和管道则分布在下部通风管道的上方。由此消防系统和通风系统各自独立安装，且各自独立控制。
上述储能电站的安全设置存在如下问题：
1）通风系统和消防系统虽然各自独立安装，但均为面向电池柜柜内空间，呈连通状态，由于消防系统大多采用水消防，因此启动消防系统时，通风系统往往没有处于关闭状态，从而导致消防水流入通风系统中，干扰通风系统的运行，甚至引发通风系统风机短路，扩大火灾影响，另外电池柜内的电化学物质可能随着消防水流入通风管道，污染并堵塞通风系统。而且，由于通风系统在各个电池柜都是连通状态，因此消防水可能经通风管道流入旁柜，引发相邻电池柜短路，甚至引起旁柜火灾。
2）消防系统单独采用气体消防时，虽然电池柜的消防优选气体消防，但是气体消防造价高，难以实现全面装设，现有的储能电站中气体消防仅采用隔绝燃烧介质，这样一来，很容易导致无法对已经起燃的电池进行充分降温，还可能造成电池内部释放助燃剂（如氧气）而形成化学自燃，因此难以广泛应用，使得水消防成为储能电站的主要消防方案。
3）储能电站的消防方案以水消防为主流，然而水消防为破坏式方案，启动后，整柜电池将因为进水而整体报废，且容易渗漏至旁柜甚至整个电池室。如果仅因较小的温升或者小部分电池故障升温而启动水消防，则容易因小失大，不仅造成了经济损失，还对储能电站的持续运行造成了影响；而整柜电池的更换繁琐，将直接影响到储能站运行。
4）由于通风系统和消防系统的通道及管道各自占用储能电站的一部分空间，因此空间利用率低。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种确保不影响通风管路、不影响非故障电池柜、降低损失、减小运行影响的储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法。
本发明所述目的是通过以下途径来实现的：
一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法，其要点在于，包括如下步骤：
1）提供通风系统，包括有进风通道、进风口阀门、出风通道和出风口阀门，出风通道的出风口处安装有风机；进风通道和出风通道分别位于储能站上部和下部，储能站中的每个电池柜顶部和底部分别安装有进风口阀门和出风口阀门；进风口阀门连通电池柜内空间和进风通道，而出风口阀门则连通电池柜内空间和出风通道；
2）提供气体消防系统，包括气体消防管道、气体进口阀和气体喷头，气体消防管道布设在储能站上部，其进口连接消防气瓶，储能站中每个电池柜中的每个电箱顶部均安装有一套气体进口阀和气体喷头，所有气体进口阀均连通电箱和气体消防管道；
3）提供水消防系统，包括进水消防管道、水进口阀门、水喷头、水出口阀门和出水消防管道；进水消防管道和出水消防管道分别位于储能站上部和下部，储能站中的每个电池柜顶部和底部分别安装有水进口阀门和水出口阀门；水进口阀门连通电池柜内空间和进水消防管道，而水出口阀门则连通电池柜内空间和出水消防管道；
4）提供联动控制系统，包括有布设在每个电箱中的温度监测仪、布设在每个电池柜顶部的烟雾探测器以及联动控制装置，联动控制装置的信息监控端分别连接各个温度监测仪和烟雾探测器，输出控制端分别连接风机、进风口阀门、出风口阀门、气体进口阀、水进口阀门和水出口阀门；联动控制系统以电池柜为单位，进行联动控制，每个电池柜中的温度监测仪和烟雾探测器均通过联动控制系统控制本柜的通风系统及消防系统阀门；
5）正常运行时，通风系统中的进风口阀门、出风口阀门均打开，气体进口阀、水进口阀门和水出口阀门均关闭；联动控制系统实时接收各个温度监测仪和烟雾探测器的监测数据，并设置有两个基准温度值T1和T2，其中T1<T2；
6）当温度监测仪监测到的温度高于T1温度值，但低于T2温度值时，联动控制系统发出报警信号；
7）当温度监测仪监测到的温度高于T1温度值，低于T2温度值时，且烟雾探测器监测到烟雾信号，联动控制系统关闭风机和进风口阀门，启动气体消防系统，打开气体进口阀，对事故电箱进行降温灭火；
8）在步骤7）的基础上，当温度监测仪监测到的温度进一步上升并高于T2温度值时，或者烟雾探测器器监测到烟雾信号且温度监测仪监测到的温度直接高于T2温度值时，联动控制系统关闭风机、进风口阀门和出风口阀门，启动水消防系统，打开水进口阀门和水出口阀门；对事故电池柜进行灭火；
9）所有温度监测仪和烟雾探测器通过联动控制系统的逻辑“或”门控制连接到通风系统的风机上，所有温度监测仪未有监测到升温状态且所有烟雾探测器未能感应到烟雾的情况下，逻辑“或”门控制触发风机处于可启动状态。
首先，本发明结合了通风系统和消防系统的联动控制，在启动消防措施时，关闭通风系统：启动气体消防时，关闭进风口阀门和出风口风机，保持出风口阀门打开，确保气体消防在进行降温时，能够减少电池柜内的通风，而不影响电池柜内其他电箱的运行；启动水消防时，关闭整个通风系统，既避免了消防水通过通风通道进入到其他电池柜中，还可减少经济损失，减小对储能电站持续运行的影响。
其次，本发明结合气体消防和水消防，双重消防措施针对不同的火灾情况，气体消防面向电箱电池的局部升温和起燃情况，采用安装于电箱上的气体喷头局部集中性对起燃电池进行降温灭火，这样便可局部灭火而不会波及电池柜的其他电箱，大大降低了对储能电站的影响，且能有效控制火灾的进一步扩大化，尽可能的确保储能电站的正常运行。而面对较大的火灾时，便可在控制通风系统完全关闭后，采用安装于电池柜上水消防系统喷头进行降温灭火，以更有效控制火情，减小经济损失。
最后，采用分布式分级监测方式，联动控制系统以电池柜为单位，进行联动控制，也就是说每个电池柜中的各个温度监测仪和烟雾探测器均通过联动控制系统仅控制本柜的通风系统和消防系统的各个阀门，而不参与其他电池柜的消防控制。而最后检测时，需要所有电池柜中的温度监测仪和烟雾探测器均为正常状态，才可启动风机，从而能够确保火情的控制，降低对储能电站的运行影响。
本发明还可以进一步具体为：
所述气体消防管道和进水消防管道均架设安装在进风通道的内腔空间中，气体消防管道的进气口以及进水消防管道的进水口均与进风通道的进风口处于储能电站的不同位置上，而出水消防管道则架设安装在出风通道的内腔空间中，同样，出水消防管道的出水口和出风通道的出风口各处于储能电站相对位置的两边。
通风通道的内腔空间较大，而消防管道则占用空间少，因此本发明将消防管道设置在通风通道中，既可以节省储能电站的空间，同时也使得双消防系统的方案能够得以实现。
综上所述，本发明提供了一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法，采用通风系统与消防系统联动、双消防系统联动，以及电池柜单元式独立控制和消防监测与风机联合控制的技术方案，实现了分级分段消防灭火，确保不影响通风管路、不影响非故障电池柜、大大降低了损失、减小对储能电站运行的影响。
附图说明
图1为本发明所述储能电站用通风和水、气体消防联动控制系统的分布结构示意图。
图2为本发明所述储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法的流程示意图。此附图中各个状态下面的执行动作非顺序性。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
具体实施方式
最佳实施例：
参照附图1，一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法，包括如下步骤：
1）提供通风系统，包括有进风通道11、进风口阀门12、出风通道13和出风口阀门14，出风通道13的出风口处安装有风机15；进风通道11和出风通道13分别位于储能站上部和下部，储能站中的每个电池柜4顶部和底部分别安装有进风口阀门12和出风口阀门14；进风口阀门12连通电池柜4内空间和进风通道11，而出风口阀门14则连通电池柜4内空间和出风通道13。
2）提供气体消防系统，包括气体消防管道21、气体进口阀22和气体喷头23，气体消防管道21布设在储能站上部，其进口连接消防气瓶5，储能站中每个电池柜4中的每个电箱6顶部均安装有一套气体进口阀22和气体喷头23，所有气体进口阀22均连通电箱6和气体消防管道21。
3）提供水消防系统，包括进水消防管道31、水进口阀门32、水喷头33、水出口阀门34和出水消防管道35；进水消防管道31和出水消防管道35分别位于储能站上部和下部，储能站中的每个电池柜4顶部和底部分别安装有水进口阀门32和水出口阀门34；水进口阀门32连通电池柜内空间和进水消防管道31，而水出口阀门34则连通电池柜内空间和出水消防管道35。
所述气体消防管道21和进水消防管道31均架设安装在进风通道11的内腔空间中，气体消防管道21的进气口以及进水消防管道31的进水口均与进风通道11的进风口处于储能电站的不同位置上（如图为左右两侧），而出水消防管道35则架设安装在出风通道13的内腔空间中，同样，出水消防管道35的出水口和出风通道13的出风口各处于储能电站相对位置的两边（如图所示为左右两侧）。
4）提供联动控制系统，包括有布设在每个电箱中的温度监测仪7、布设在每个电池柜顶部的烟雾探测器8以及联动控制装置，联动控制装置的信息监控端分别连接各个温度监测仪7和烟雾探测器8，输出控制端分别连接风机15、进风口阀门12、出风口阀门14、气体进口阀22、水进口阀门32和水出口阀门34；联动控制系统以电池柜为单位，进行联动控制，每个电池柜中的温度监测仪和烟雾探测器均通过联动控制系统控制本柜的通风系统及消防系统阀门。
以下参照附图2：
5）正常状态下运行时，通风系统中的所有进风口阀门12、出风口阀门14均打开，气体进口阀22、水进口阀门32和水出口阀门34均关闭；联动控制系统实时接收各个温度监测仪7和烟雾探测器8的监测数据，并设置有两个基准温度值T1和T2，其中T1<T2。
6）某一电池柜中，当温度监测仪7监测到的温度高于T1温度值，但低于T2温度值时，联动控制系统发出报警信号。
7）当温度监测仪7监测到的温度高于T1温度值，低于T2温度值时，且烟雾探测器8监测到烟雾信号，联动控制系统关闭风机15和进风口阀门12，启动气体消防系统，打开气体进口阀22，通过气体喷头23对事故电箱进行降温灭火；
8）在步骤7）的基础上，当温度监测仪监测到的温度进一步上升并高于T2温度值时，或者烟雾探测器器监测到烟雾信号且温度监测仪监测到的温度直接高于T2温度值时，联动控制系统关闭风机、进风口阀门和出风口阀门，启动水消防系统，打开水进口阀门和水出口阀门；对事故电池柜进行灭火；
9）所有温度监测仪和烟雾探测器通过联动控制系统的逻辑“或”门控制连接到通风系统的风机上，所有温度监测仪未有监测到升温状态且所有烟雾探测器未能感应到烟雾的情况下，逻辑“或”门控制触发风机处于可启动状态。
本发明的要点在于：
1）采用通风、消防系统联动控制，进行隔离，保障不同状态下各自开启状态不同，可减少经济损失，减小对储能电站持续运行的影响。
2）同时采用气体消防及水消防，分火情状况进行级进式灭火控制。险情小的情况下若气体消防可以奏效，则仅采用气体消防，事后处理或替换目标电箱即可，大大减少工作量，而若气体消防造成化学自燃，则可进一步采用水消防，由于隔离了通风系统，因此事后对目标电池柜进行处理即可。
3）每个电池柜内探测器仅控制本电池柜内通风、消防阀门工作状态。
4）多个电池柜内探测器采用逻辑“或”门判断控制一台风机工作状态。既所有探测器均判定为正常状态是风机才可启动，任一探测器判定为失火状态是风机均关闭。
5）消防管道利用通风管道内部空间架设，空间利用率高，同时更加美观、简洁。
6）本发明适合用于重要负荷（如兼做数据中心的UPS等不宜长时间停电或减容的情况）的储能电站。
本发明未述部分与现有技术相同。
Claims (2)
1.一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）提供通风系统，包括有进风通道、进风口阀门、出风通道和出风口阀门，出风通道的出风口处安装有风机；进风通道和出风通道分别位于储能站上部和下部，储能站中的每个电池柜顶部和底部分别安装有进风口阀门和出风口阀门；进风口阀门连通电池柜内空间和进风通道，而出风口阀门则连通电池柜内空间和出风通道；
2）提供气体消防系统，包括气体消防管道、气体进口阀和气体喷头，气体消防管道布设在储能站上部，其进口连接消防气瓶，储能站中每个电池柜中的每个电箱顶部均安装有一套气体进口阀和气体喷头，所有气体进口阀均连通电箱和气体消防管道；
3）提供水消防系统，包括进水消防管道、水进口阀门、水喷头、水出口阀门和出水消防管道；进水消防管道和出水消防管道分别位于储能站上部和下部，储能站中的每个电池柜顶部和底部分别安装有水进口阀门和水出口阀门；水进口阀门连通电池柜内空间和进水消防管道，而水出口阀门则连通电池柜内空间和出水消防管道；
4）提供联动控制系统，包括有布设在每个电箱中的温度监测仪、布设在每个电池柜顶部的烟雾探测器以及联动控制装置，联动控制装置的信息监控端分别连接各个温度监测仪和烟雾探测器，输出控制端分别连接风机、进风口阀门、出风口阀门、气体进口阀、水进口阀门和水出口阀门；联动控制系统以电池柜为单位，进行联动控制，每个电池柜中的温度监测仪和烟雾探测器均通过联动控制系统控制本柜的通风系统及消防系统阀门；
5）正常运行时，通风系统中的进风口阀门、出风口阀门均打开，气体进口阀、水进口阀门和水出口阀门均关闭；联动控制系统实时接收各个温度监测仪和烟雾探测器的监测数据，并设置有两个基准温度值T1和T2，其中T1<T2；
6）当温度监测仪监测到的温度高于T1温度值，但低于T2温度值时，联动控制系统发出报警信号；
7）当温度监测仪监测到的温度高于T1温度值，低于T2温度值时，且烟雾探测器监测到烟雾信号，联动控制系统关闭风机和进风口阀门，启动气体消防系统，打开气体进口阀，对事故电箱进行降温灭火；
8）在步骤7）的基础上，当温度监测仪监测到的温度进一步上升并高于T2温度值时，或者烟雾探测器器监测到烟雾信号且温度监测仪监测到的温度直接高于T2温度值时，联动控制系统关闭风机、进风口阀门和出风口阀门，启动水消防系统，打开水进口阀门和水出口阀门；对事故电池柜进行灭火；
9）所有温度监测仪和烟雾探测器通过联动控制系统的逻辑“或”门控制连接到通风系统的风机上，所有温度监测仪未有监测到升温状态且所有烟雾探测器未能感应到烟雾的情况下，逻辑“或”门控制触发风机处于可启动状态。
2.根据权利要求1所述的一种储能电站用通风和水、气体消防联动控制方法，其特征在于，所述气体消防管道和进水消防管道均架设安装在进风通道的内腔空间中，气体消防管道的进气口以及进水消防管道的进水口均与进风通道的进风口处于储能电站的不同位置上，而出水消防管道则架设安装在出风通道的内腔空间中，同样，出水消防管道的出水口和出风通道的出风口各处于储能电站相对位置的两边。
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