CN209679352U - 一种适用于储能电站的消防系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于储能电站的消防系统，包括中央控制器，中央控制器分别连接有电池火灾探测器和灭火装置；所述的电池火灾探测器包括多个传感器；所述的灭火装置包括水平放置的药剂瓶，药剂瓶依次连接有电控阀门和输送管路，且电控阀门与中央控制器相连接；所述的药剂瓶内设有与电控阀门连接的导流管，导流管的端部转动连接有汲料管。本实用新型具有功能简单，专业化程度匹配，检测要素丰富，报警及时和提高空间利用率的特点。此外，本实用新型的硬件结构相对简单，生产成本低，灭火效果好并且处理方式灵活。

Description

一种适用于储能电站的消防系统

技术领域

本实用新型涉及一种消防系统，特别是一种适用于储能电站的消防系统。

背景技术

随着电池储能技术的发展，电池储能已广泛应用在大规模储能技术中，而磷酸铁锂电池、三元电池等锂离子电池由于体积小、质量轻、比能量高、移动方便等特点，已成为储能电站非连续能源存储的必备部件之一。

由于锂离子电池存在着过压、欠压、过流、短路风险，可导致锂电池热失控甚至引发火灾。因此，集装箱储能站必须配备火灾报警系统。目前集装箱储能站火灾报警系统的检测部分普遍使用的是参照建筑消防标准GB50016-2014《建筑设计防火规范》传统的烟感加温感传感器，其存在功能复杂，专业化程度不对足，通讯制式单一等问题。更重要的是，烟雾传感器易受环境干扰，导致检测异常，而温度传感器探测的是环境温度，在集装箱储能站的空间内存在探测半径不足、反应迟缓、探测滞后等问题，导致误报、漏报等问题。并且，不管是烟感还是温感，其探测的属性都属于火灾的中后期表现，因此等这些传感器报警，火势往往已经从源头蔓延开来，对于堆积密集的储能站来说，其损失随着着火时间是成倍增加的。

在另一方面，现有的集装箱储能站火灾报警系统的灭火剂瓶大多是设置在电池柜的侧壁上，这样会导致电池柜的占用面积增大，相同面积下可摆放的柜子数量减少，利用率会降低。

因此，现有的储能电站的消防系统存在功能复杂，专业化程度不对足，检测要素相对单一，报警滞后和降低空间利用率的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种适用于储能电站的消防系统。本实用新型具有功能简单，专业化程度匹配，检测要素丰富，报警及时和提高空间利用率的特点。此外，本实用新型的硬件结构相对简单，生产成本低，灭火效果好并且处理方式灵活。

本实用新型的技术方案：一种适用于储能电站的消防系统，包括中央控制器，中央控制器分别连接有电池火灾探测器和灭火装置；所述的电池火灾探测器包括特征气体传感器、温度传感器、火焰传感器和烟雾传感器；所述的灭火装置包括水平放置的药剂瓶，药剂瓶依次连接有电控阀门和输送管路，且电控阀门与中央控制器相连接；所述的药剂瓶内设有与电控阀门连接的导流管，导流管的端部转动连接有汲料管，汲料管为刚性弯管，且汲料管公转的端部设有一对缺口，缺口的连线与药剂瓶侧壁母线垂直。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述导流管的外壁上设有环槽，所述汲料管的内壁上设有与环槽配合的环钩。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述的汲料管在公转的端部上还设有配重块。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述的输送管路上设有多个喷口，且喷口为均压布置。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述电控阀门还连接有火探管。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述的电池火灾探测器内设有将气流吹向传感器的风扇。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述的中央控制器还连接有声光报警器。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述的中央控制器还连接有放气指示灯。

前述的一种适用于储能电站的消防系统中，所述的中央控制器还连接有紧急启停按钮。

与现有技术相比，本实用新型根据电池在热失控早起阶段电解液剧烈反应，会产生大量一氧化碳、烷烃类等可燃但不可见气体这一现象，首先通过特征气体传感器对这些可燃特征气体探测，即可较早探测到储能电站内的电池异常情况，然后通过温度传感器、火焰传感器和烟雾传感器对起火阶段的进行检测，通过多重针对消防要素的检测，实现快速反应报警，并且降低误报警情况，对于检测人员来说反应的信息更准确，不需要进行多种误报警排除，功能更简单。

不仅如此，本实用新型的药剂瓶是水平放置的，由此可以放在电池柜的顶端，降低了电池柜的占用面积，提高了空间利用率。本实用新型通过弯曲的汲料管和其上的缺口结构，实现即时在瓶体水平的情况下也能高效利用灭火药剂，残余量少。汲料管是刚性的，保证灭火药剂的路径流通，保证灭火效果。

更进一步地，导流管和汲料管通过环槽环钩结构转动连接，由此在导流管水平的情况下，汲料管能够受自重转动，使端部朝下，充分导出瓶内的灭火药剂。在汲料管的端部设置配重块可进一步保证汲料管自行转至朝下。这种结构简单，稳定性好，并且生产成本低。

更进一步地，本实用新型输送管路上的喷口均压布置，由此各喷口的药剂释放量均等，灭火效果更好。

更进一步地，本实用新型通过探火管实现双启动并行灭火。在火灾早期没有明火的阶段，通过探测器检测火灾启动中央控制器控制电控阀门释放灭火剂；在火灾中后期有明火的阶段，即使探测器、中央控制器失灵，通过火探管的工作原理也能自行释放灭火剂。由此实现双启动，双保险，最大限度降低损失。

更进一步地，探测器内的风扇可以实现主动监测气体，以及早发现火灾并报警。

更进一步地，本实用新型通过声光报警器、放气只是定和紧急启停按钮实现警示、防误操作功能，保证人身和财产安全。本实用新型在使用过程中发现，由于火灾探测器里传感器灵敏度较高，如电池漏液等情况会触发报警，但是这种情况有喷洒灭火剂外更好的处理方式。因此，通过紧急启停按钮，本实用新型可以在报警后通过人工确定火灾程度以及对应处理方式，避免单一的释放灭火剂污染设备的问题。

综上，本实用新型具有功能简单，专业化程度匹配，检测要素丰富，报警及时和提高空间利用率的特点。此外，本实用新型的硬件结构相对简单，生产成本低，灭火效果好并且处理方式灵活。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是电池火灾探测器的电路原理图；

图3是灭火装置的结构示意图；

图4是导流管和汲料管的结构示意图；

图5是缺口的原理示意图。

附图标记：11-中央控制器，12-电池火灾探测器，13-特征气体传感器，14-温度传感器，15-火焰传感器，16-烟雾传感器，17-声光报警器，18-放气指示灯，19-紧急启停按钮，20-灭火装置，21-药剂瓶，22-电控阀门，23-输送管路，24-导流管，25-汲料管，26-缺口，27-环槽，28-环钩。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：一种适用于储能电站的消防系统，包括中央控制器11，中央控制器11分别连接有电池火灾探测器12和灭火装置20；所述的电池火灾探测器12包括特征气体传感器13、温度传感器14、火焰传感器15和烟雾传感器16；所述的灭火装置20包括水平放置的药剂瓶21，药剂瓶21依次连接有电控阀门22和输送管路23，且电控阀门22与中央控制器11相连接；所述的药剂瓶21内设有与电控阀门22连接的导流管24，导流管24的端部转动连接有汲料管25，汲料管25为刚性弯管，且汲料管25公转的端部设有一对缺口26，缺口26的连线与药剂瓶21侧壁母线垂直。所述电控阀门可采用三安公司生产的HTF-5-00型电磁阀。

所述导流管24的外壁上设有环槽27，所述汲料管25的内壁上设有与环槽27配合的环钩28。

所述的汲料管25在公转的端部上还设有配重块。所述的输送管路23上设有多个喷口，且喷口为均压布置。均压布置可简单理解为各喷口到药剂瓶的线路距离相等，附图3展示了一种均压布置方式，输送管路呈H型布置，在H型的各个端点上设置喷口。

所述电控阀门22还连接有火探管。如图3中的细线所示，火探管可迂回布置在箱体内，以检测明火。

所述的电池火灾探测器12内设有将气流吹向传感器的风扇。

所述的中央控制器11还连接有声光报警器17；所述的中央控制器11还连接有放气指示灯18。这两个部件显示本实用新型正在工作，警示人员。

所述的中央控制器11还连接有紧急启停按钮19。

工作原理：

电池火灾探测器12的电路如图2所示，图中针脚2-6用于连接各个传感器。

特征气体传感器13可采用郑州炜盛电子MQ-7一氧化碳气体检测传感器或/和TGS2602型气体传感器。在电池热失控、起火前由于电解液的剧烈反应，将产生大量不可见的包括一氧化碳、烷烃等可燃气体，电池发生形变。探测器内置有一氧化碳传感器、可燃气体传感器等半导体传感器，可以快速检测到环境特征气体浓度的变化。半导体传感器具有相应快、选择性好、性能稳定、使用寿命长等优势。

烟雾传感器16可采用CX-1088光电式烟雾传感器。电池起火以后，将产生大量含有颗粒物的可见烟，在烟雾颗粒物进入光电探测区域时，引发传感器光电效应，从而产生烟雾报警。光电传感器具有相应时间短、被测物的材料不受限制等优势。

火焰传感器15可采用Risym的传感器模块，可探测光谱波长范围在760nm到1100nm之间的明火。在电池发生明火时，可快速发出报警。

在电池热失控持续一定的时间后，环境温度会随着电池周边气体温度升高而升高。由于环境温度变化相对缓慢，采用定温+斜率变化算法方式探测环境温度。可以将环境温度作为电池热失控中、后期阶段的参考判断。

此外，探测器内置微型抽气风扇，加大了气体流动性，在环境气体浓度较低时也能快速探测到特征气体、烟雾等参数的变化，使得配电柜内锂离子电池在发生短路、热失控等火灾早期阶段预警成为可能。

中央控制器11可选用研华公司的MIO-2263JH-U0A1E型工控机，，工控机可具有以下功能：

1、数据记录功能：储存并记录所有系统部件运行状态及数据，每3个月自动覆盖一次数据；

2、声音消除功能：“声音消除”键为无锁自弹式。在发生报警时，按下“声音消除”键，能终止并消除报警声音；

3、复位功能：“系统复位”键为无锁自弹式。按下“系统复位”键后，整个系统断电复位，耗时≤5秒；

4、防误启动功能：当人为因素误触发首次按下紧急启停面板的“启动”按钮后，会立即启动声光报警，30秒内，可通过紧急启停面板的“停止”按钮，解除报警状态。30秒后，灭火装置20会经由集中控制器输出24V/0.5A持续2S电信号，自动启动释放灭火剂进行灭火。门外放气指示灯18经由集中控制器通电后常亮；

5信息交互功能：可接BMS电池管理系统，与BMS数据交互，可同时接受电池内部温度、电池电压异常数据信息，结合探测器传感器数据，发出火灾预警信号。

当电池火灾探测器12内的传感器检测到火灾时，中央控制器11接收到其信号，然后控制药剂瓶21上的电控阀门22打开，灭火药剂释放，实现灭火。

如图5所示，在药剂瓶水平放置的情况下，汲料管25的端口对应的是圆弧状的瓶壁。如果是普通平端口，端口到瓶壁的距离不均匀，导致A方向的进料量小于B方向，药剂流动不畅。而本实用新型设置一对缺口26后，药剂从四个方向都能顺利流进汲料管25。缺口便于加工，而且可以使端口在设计上更靠近瓶壁，在充分利用药剂的情况下还能保证药剂的流动速度，保证灭火效果。

Claims (9)

1.一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：包括中央控制器(11)，中央控制器(11)分别连接有电池火灾探测器(12)和灭火装置(20)；所述的电池火灾探测器(12)包括特征气体传感器(13)、温度传感器(14)、火焰传感器(15)和烟雾传感器(16)；所述的灭火装置(20)包括水平放置的药剂瓶(21)，药剂瓶(21)依次连接有电控阀门(22)和输送管路(23)，且电控阀门(22)与中央控制器(11)相连接；所述的药剂瓶(21)内设有与电控阀门(22)连接的导流管(24)，导流管(24)的端部转动连接有汲料管(25)，汲料管(25)为刚性弯管，且汲料管(25)公转的端部设有一对缺口(26)，缺口(26)的连线与药剂瓶(21)侧壁母线垂直。

2.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述导流管(24)的外壁上设有环槽(27)，所述汲料管(25)的内壁上设有与环槽(27)配合的环钩(28)。

3.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述的汲料管(25)在公转的端部上还设有配重块。

4.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述的输送管路(23)上设有多个喷口，且喷口为均压布置。

5.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述电控阀门(22)还连接有火探管。

6.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述的电池火灾探测器(12)内设有将气流吹向传感器的风扇。

7.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述的中央控制器(11)还连接有声光报警器(17)。

8.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述的中央控制器(11)还连接有放气指示灯(18)。

9.根据权利要求1所述的一种适用于储能电站的消防系统，其特征在于：所述的中央控制器(11)还连接有紧急启停按钮(19)。