CN114849104A - 一种多次喷射持续降温的灭火装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种多次喷射持续降温的灭火装置及控制方法，包括主输送管道和主控制器，主输送管道外接有高压灭火剂供给源，主输送管道末端连接有若干组喷淋管，每组喷淋管上设置有若干喷嘴，且每组喷淋管上均设置有阀门，主控制器的信号输出端连接阀门控制器和减压阀控制器。本发明的有益效果是：复燃风险极低，通过吸收热失控电池热量，减少了对周围电池的热辐射，从而阻止了电池模组内的热蔓延，防止爆炸。
Description
技术领域
本发明涉及一种多次喷射持续降温的灭火装置及控制方法。
背景技术
近年来，以锂离子电池作为代表的电化学储能因其储能密度和功率密度高、效率高、技术进步快、发展潜力大等优势发展十分迅速。国内外建立了多个锂离子电池储能电站。锂离子电池能量密度高也导致了潜在的火灾危险，一旦发生热失控极易引起热扩散，且扩散速度非常快。现有技术为了及时扑灭锂离子电池引起的火灾，一种方案是一次性喷入大剂量的降温灭火剂进行火灾抑制及灭火，然而，一旦大量的降温灭火剂快速喷入电池箱，电池箱内的压力又会迅速增高，引发电池箱的防爆阀自动打开进行泄压，进而使原本处于密闭状态的电池箱变为开放状态，外界氧气得以进入箱体内，使得电池箱内氧气含量增高，极有可能使箱内火灾蔓延到箱外，造成更大的损失。另一种方案是在系统中配置多个灭火装置实现药剂的多次喷放，此方案药剂喷放次数与灭火装置数量紧密相关，且造价高，不利于推广应用。两种方案中的灭火装置药剂均为单次喷放，喷放完毕后，灭火装置无法再继续使用。锂离子电池火灾被扑灭后在短时间内极易发生复燃，火灾复燃时由于降温灭火剂已全部喷放，此时的火灾防控装置无法对复燃火灾进行再次抑制。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种多次喷射持续降温的灭火装置及控制方法，灭火效果好，安全可靠。
本发明是通过以下措施实现的：
一种多次喷射持续降温的灭火装置，包括主输送管道和主控制器，所述主输送管道外接有高压灭火剂供给源，所述主输送管道末端连接有若干组喷淋管，每组喷淋管上设置有若干喷嘴，且每组喷淋管上均设置有阀门，所述阀门设置有可调节阀门开度的电动阀门执行器，所述电动阀门执行器信号连接有阀门控制器；所述主输送管道上设置有减压阀，所述减压阀设置有可调节减压阀开度的电动执行器，所述电动执行器信号连接有减压阀控制器；所述主控制器的信号输入端连接有烟雾探测器、温度传感器和有害气体探测器，主控制器的信号输出端连接阀门控制器和减压阀控制器。
上述主控制器信号连接有显示器、声光报警器，并且主控制器通过接口信号连接有多个副控制器。
上述主输送管道连接有高压灭火剂储罐，主输送管道上设置有预留接口，所述预留接口接有高压泵。
一种多次喷射持续降温的灭火装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1，在主控制器内设定烟雾浓度阈值、温度阈值和有害气体浓度阈值，并采用烟雾探测器、温度传感器和有害气体探测器分别实时检测现场的烟雾浓度参数、温度参数和有害气体浓度参数；
步骤2，主控制器实时接收现场检测到的烟雾浓度参数、温度参数和有害气体浓度参数，并分别与设定的烟雾浓度阈值、温度阈值和有害气体浓度阈值进行比对，判断检测到的至少一项参数是否大于对应的阈值，如果是，则进行步骤3，如果否，则主控制器不发送给减压阀控制器和阀门控制器控制信号，并返回步骤2；
步骤3，主控制器分别发送给减压阀控制器和阀门控制器控制信号，减压阀控制器和阀门控制器分别通过控制电动执行器、电动阀门执行器动作使减压阀和阀门在设定时间段T内打开，高压灭火剂储罐内的灭火剂经主输送管道、喷淋管从喷嘴喷出；
步骤4，在步骤3中打开减压阀和阀门的时间段T以后，主控制器分别发送给减压阀控制器和阀门控制器控制信号，减压阀控制器和阀门控制器分别通过控制电动执行器、电动阀门执行器动作使减压阀和阀门关闭，并返回步骤2。
在步骤2中，主控制器向声光报警器发送控制信号，声光报警器发出声光报警信号。
灭火剂采用全氟己酮，有害气体探测器探测一氧化碳、氢气、挥发性有机物的浓度参数。
本发明的有益效果是： 1.复燃风险极低：采用全氟己酮多次点喷技术可极大的提高全氟己酮灭火剂单位重量热量吸收率，从而吸收更多电池产生的热量，降低复燃风险。2.通过吸收热失控电池热量，减少了对周围电池的热辐射，从而阻止了电池模组内的热蔓延。3.充分汽化后的全氟己酮，稀释锂电池热失控时产生的易燃易爆气体在舱内的浓度，防止爆炸。
附图说明
图1 为本发明的结构框图。
其中：1高压灭火剂储罐，2主控制器，3烟雾探测器，4温度传感器，5有害气体探测器，6减压阀控制器，7减压阀，8阀门控制器，9阀门，10预留接口，11主输送管道，12喷淋管，13喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：
如图1所示，本发明提供了一种多次喷射持续降温的灭火装置及控制方法，包括主输送管道11和主控制器2，主输送管道11外接有高压灭火剂供给源，主输送管道11末端连接有若干组喷淋管12，每组喷淋管12上设置有若干喷嘴13，且每组喷淋管12上均设置有阀门9，阀门9设置有可调节阀门9开度的电动阀门9执行器，电动阀门9执行器信号连接有阀门控制器8；主输送管道11上设置有减压阀7，减压阀7设置有可调节减压阀7开度的电动执行器，电动执行器信号连接有减压阀控制器6；主控制器2的信号输入端连接有烟雾探测器3、温度传感器4和有害气体探测器5，主控制器2的信号输出端连接阀门控制器8和减压阀控制器6。主控制器2信号连接有显示器、声光报警器，并且主控制器2通过接口信号连接有多个副控制器。主输送管道11连接有高压灭火剂储罐1，主输送管道11上设置有预留接口10，预留接口10接有高压泵。
一种多次喷射持续降温的灭火装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1，在主控制器2内设定烟雾浓度阈值、温度阈值和有害气体浓度阈值，并采用烟雾探测器3、温度传感器4和有害气体探测器5分别实时检测现场的烟雾浓度参数、温度参数和有害气体浓度参数；
步骤2，主控制器2实时接收现场检测到的烟雾浓度参数、温度参数和有害气体浓度参数，并分别与设定的烟雾浓度阈值、温度阈值和有害气体浓度阈值进行比对，判断检测到的至少一项参数是否大于对应的阈值，如果是，则进行步骤3，如果否，则主控制器2不发送给减压阀控制器6和阀门控制器8控制信号，并返回步骤2；
步骤3，主控制器2分别发送给减压阀控制器6和阀门控制器8控制信号，减压阀控制器6和阀门控制器8分别通过控制电动执行器、电动阀门9执行器动作使减压阀7和阀门9在设定时间段T内打开，高压灭火剂储罐1内的灭火剂经主输送管道11、喷淋管12从喷嘴13喷出；
步骤4，在步骤3中打开减压阀7和阀门9的时间段T以后，主控制器2分别发送给减压阀控制器6和阀门控制器8控制信号，减压阀控制器6和阀门控制器8分别通过控制电动执行器、电动阀门9执行器动作使减压阀7和阀门9关闭，并返回步骤2。
在步骤2中，主控制器2向声光报警器发送控制信号，声光报警器发出声光报警信号。灭火剂采用全氟己酮，有害气体探测器5探测一氧化碳、氢气、挥发性有机物的浓度参数。
全氟己酮由于其具有绝缘性能绝佳，介电强度110Kv，喷发后无任何残留，在应用于锂电池消防中，具有绝缘、无残留、无腐蚀的优势，另外全氟己酮在常温下是液体，标准大气压下的沸点为49.2℃，蒸发热仅仅为水的1/25，所以在喷射后可以瞬间汽化并吸收大量热量，同时可以阻断燃烧的链式反应，吸收大量火焰自由基，达到灭火降温抑制复燃作用。
对于磷酸铁锂电池火灾，若不采取灭火措施，电池热失控持续较长时间，并且温度可达到700℃以上。若采用全氟己酮灭火剂在热失控已经形成，电池泄压阀已经打开后进行喷射，对磷酸铁锂电池火灾具有较高的抑制作用。
经过试验，采用380V供电（主备电源自切换设计），固定转速1450rpm，全氟己酮容量120L，泵组出口压力2Mpa的装置作为高压泵，当储能舱内火灾探测器发现火情后，联动启动高压泵，首次喷射全氟己酮以局部全淹没浓度为设计浓度，保证明火的快速扑灭。火灾探测器对防护空间内的热失控特征量进行高频率、持续性的探测，一旦探测到电池热失控再次加剧，则会联动启动泵组进行二次启动，泵组以约50%占空比进行程控式启停，直至火灾探测器热失控报警信息自动解除。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种多次喷射持续降温的灭火装置，其特征在于：包括主输送管道和主控制器，所述主输送管道外接有高压灭火剂供给源，所述主输送管道末端连接有若干组喷淋管，每组喷淋管上设置有若干喷嘴，且每组喷淋管上均设置有阀门，所述阀门设置有可调节阀门开度的电动阀门执行器，所述电动阀门执行器信号连接有阀门控制器；所述主输送管道上设置有减压阀，所述减压阀设置有可调节减压阀开度的电动执行器，所述电动执行器信号连接有减压阀控制器；所述主控制器的信号输入端连接有烟雾探测器、温度传感器和有害气体探测器，主控制器的信号输出端连接阀门控制器和减压阀控制器。
2.根据权利要求1所述多次喷射持续降温的灭火装置，其特征在于：所述主控制器信号连接有显示器、声光报警器，并且主控制器通过接口信号连接有多个副控制器。
3.根据权利要求1所述多次喷射持续降温的灭火装置，其特征在于：所述主输送管道连接有高压灭火剂储罐，主输送管道上设置有预留接口，所述预留接口接有高压泵。
4.一种多次喷射持续降温的灭火装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在主控制器内设定烟雾浓度阈值、温度阈值和有害气体浓度阈值，并采用烟雾探测器、温度传感器和有害气体探测器分别实时检测现场的烟雾浓度参数、温度参数和有害气体浓度参数；
步骤2，主控制器实时接收现场检测到的烟雾浓度参数、温度参数和有害气体浓度参数，并分别与设定的烟雾浓度阈值、温度阈值和有害气体浓度阈值进行比对，判断检测到的至少一项参数是否大于对应的阈值，如果是，则进行步骤3，如果否，则主控制器不发送给减压阀控制器和阀门控制器控制信号，并返回步骤2；
步骤3，主控制器分别发送给减压阀控制器和阀门控制器控制信号，减压阀控制器和阀门控制器分别通过控制电动执行器、电动阀门执行器动作使减压阀和阀门在设定时间段T内打开，高压灭火剂储罐内的灭火剂经主输送管道、喷淋管从喷嘴喷出；
步骤4，在步骤3中打开减压阀和阀门的时间段T以后，主控制器分别发送给减压阀控制器和阀门控制器控制信号，减压阀控制器和阀门控制器分别通过控制电动执行器、电动阀门执行器动作使减压阀和阀门关闭，并返回步骤2。
5.根据权利要求4所述多次喷射持续降温的灭火装置的控制方法，其特征在于：在步骤2中，主控制器向声光报警器发送控制信号，声光报警器发出声光报警信号。
6.根据权利要求4所述多次喷射持续降温的灭火装置的控制方法，其特征在于：灭火剂采用全氟己酮，有害气体探测器探测一氧化碳、氢气、挥发性有机物的浓度参数。
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