2022電化學儲能電站消防設計審查驗收技術指南

電化學儲能電站消防設計審查驗收技術指南2022年9月11目錄TOC\o"1-2"\h\z\u總則 1術語 2一般規(guī)定 4鋰電池基本要求 4組裝工藝、控制要求 5檢測檢驗要求 5系統(tǒng)分類 5消防要求 6儲能預制艙 7耐火極限 7電池模塊 7防火防爆 8通風空調 8救援通道 9管理系統(tǒng) 9設計要求 10選址布局 10建筑設計 11結構設計 13消防給水系統(tǒng) 15自動滅火抑制防控系統(tǒng) 16防排煙系統(tǒng) 17火災自動報警系統(tǒng) 17消防用電及應急照明 18消防控制室 18引用標準名錄 20總則為進一步規(guī)范電化學儲能電站消防設計審查驗收工作，科學評定電化學儲能電站的消防安全性，保障電化學儲能電站工程消防質量，結合我省實際情況，制定本指南。本指南適用于山東省行政區(qū)域內電化學儲能電站消防設計審查驗收。電化學儲能電站消防設計審查驗收除應符合本指南外，尚應符合國家和行業(yè)及地方現(xiàn)行有關法律、法規(guī)和標準的規(guī)定。PAGEPAGE21術語electrochemicalenergystoragestation采用電化學電池作為儲能元件，可進行電能存儲、轉換及釋放的電站。cell實現(xiàn)化學能和電能相互轉化的基本單元，由正極、負極、隔膜、電解質、殼體和端子等組成。鋰離子/lithium/sodiumionsecondarybattery含有鋰離子/鈉離子的、能夠直接將化學能轉化為電能的裝置。batterymodule由電池單體采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連接方式，且只有一對正負極輸出端子的電池組合體，還宜包括外殼、管理與保護裝置等部件。batterycluster由電池模塊采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連接方式，且與儲能變流器及附屬設施連接后實現(xiàn)獨立運行的電池組合體，還宜包括電池性理系統(tǒng)、監(jiān)測和保護電路、電氣和通訊接口等部件。batteryclustercontrolbox由隔離開關、熔斷器、預充電阻、接觸器、電源模塊、銅排線束等組成的電氣箱，用來連接和控制電池簇的動力回路和控制回路。電池管理系統(tǒng)（BMS）batterymanagementsystem監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)信息，并對電池的狀態(tài)進行管理和控制的裝置。儲能變流器（PCS）powerconversionsystem連接電池系統(tǒng)與電網(wǎng)（和/或負荷），實現(xiàn)功率雙向變換的裝置。功率變換系統(tǒng)由儲能變流器、變壓器、開關柜、測控裝置等組成的一體化裝置。batterysubsystem在儲能分系統(tǒng)中，與功率變換系統(tǒng)相連，由多個電池串、并聯(lián)組成，可由功率變換系統(tǒng)整體控制功率輸入輸出的系統(tǒng)。energystoragesubsystem電化學儲能電站中以能量存取及功率變換裝置為單元劃分為若干個系統(tǒng)，稱為儲能分系統(tǒng)。每個儲能分系統(tǒng)由功率變換系統(tǒng)、電池分系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等組成。電池電量狀態(tài)（SOE）stateofenergy電池實際（剩余）可放出的瓦時容量與額定瓦時容量的比值。荷電狀態(tài)（SOC）stateofcharge電池可以釋放的容量占實際容量的百分比。distributedenergystoragecabinet以預制艙、戶外柜等形式集成儲能系統(tǒng)并可獨立控制的裝置。automaticfiresuppressionsystem一種由火災探測、聯(lián)動控制和重復啟閉滅火抑制裝置組成，同時具備滅火與一定時間內抑制火災復燃功能的自動消防系統(tǒng)。電池預制艙（柜）batterycontainer用于裝載電化學儲能電池系統(tǒng)的箱（柜）體，主要由儲能電池簇、外殼、支架、連接件、通風系統(tǒng)組成，根據(jù)需要還可包含冷卻系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等輔助設施。一般規(guī)定電化學儲能電站項目應合理確定儲能電站規(guī)劃、布局、設計、施工和安全設施建設，確保安全設施與主體工程安全。電站設計年限25年。電化學儲能電站內建筑防火、消防車道、撲救場地、消防給水等相關要求應符合《建筑設計防火規(guī)范》GB50016、《電化學儲能電站設計規(guī)范》GB51048和《火力發(fā)電廠與變電站設計防火規(guī)范》50229相關規(guī)定，充分利用就近的電力、交通、消防、給排水及防洪、防澇等公用設施。儲能電站應設消防設施，電池布置區(qū)域應設置自動滅火抑制防控系統(tǒng)。電池布置區(qū)域自動消防設施的最小保護單元宜為電池模塊，電池模塊宜單獨配置滅火介質噴頭。氣體滅火裝置的設計、探測器的數(shù)量和探測區(qū)域應符合《全氟己酮滅火系統(tǒng)設計、施工及驗收規(guī)范》DB37/T3642、《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50370、《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116、《氣體滅火系統(tǒng)及部件》GB25972、《柜式氣體滅火裝置》GB16670和《預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術規(guī)范》T/CEC373等標準要求。儲能電站應按《微型消防站建設標準》DB37/T3486要求設置微型消防站，配備滿足事故處置需求的應急救援裝備。鋰電池基本要求鋰電池單體、模塊、簇，其安全性能應符合《電力儲能用鋰離子電池》GB/T36276的規(guī)定。每個儲能艙內的電芯應采用同一廠家、型號、批次的產品。組裝工藝、控制要求儲能電站應由儲能電池單元以串并聯(lián)方式進行連接，同時配置先進的電池管理系統(tǒng)，溫濕度控制系統(tǒng)，消防系統(tǒng)等。鋰離子電池模塊內應考慮全壽命周期的電池單體膨脹，采用約束膨脹的結構設計。主控箱內應在正負極回路上配置直流斷路器等開斷設備，電池簇應設置簇級斷路器。電池管理系統(tǒng)須與消防系統(tǒng)進行聯(lián)動設計，消防系統(tǒng)發(fā)出火災報警信號時，能夠及時切斷電池簇動力回路。檢測檢驗要求儲能電站所用電池、儲能變流器及電池管理系統(tǒng)等核心部件應CMA/CNAS資質的檢驗機構出具的合格檢驗報告。包括：《電力儲能用鋰離子電池》GB/T36276要求的電池單體、電CMA/CNAS型式試驗報告?！峨娀瘜W儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術規(guī)范》GB/T34131CMACNAS型式試驗報告。《電化學儲能系統(tǒng)儲能變流器技術規(guī)范》GB/T34120、《儲能變流器檢測技術規(guī)程》GB/T34133要求的儲能變流器CMA/CNAS型式試驗報告。系統(tǒng)分類電化學儲能按照布置方式可分為集中式和分布式儲能電站。電化學儲能按照容量規(guī)?？煞譃樾⌒汀⒅行秃痛笮?，并應按下列標準劃分：5MW以下為小型電化學儲能電站。100MW及以上為大型電化學儲能電站。介于小型和大型間的電站為中型電化學儲能電站。電化學儲能根據(jù)用途可分為功率型儲能電站和能量型儲能電站。電化學儲能按照儲能元件可分為鋰離子電池儲能電站、鉛酸（鉛炭）電池、鈉離子電池儲能電站、鈉鹽電池儲能電站、液流電池儲能電站、鋁離子電池儲能電站等。電化學儲能電站按照建設方式可分為固定式儲能電站和移動式儲能電站。消防要求火災防范系統(tǒng)應當包括火災預警和火災報警兩級?；馂念A警系統(tǒng)可由裝設在電池預制艙的能夠早期或者極早期預警火災的空氣微粒子檢測預警技術、大數(shù)據(jù)技術或其他預警系統(tǒng)組成?；馂膱缶到y(tǒng)應由各類預制艙內煙感、溫感、CO、VOCH2等復合氣體檢測裝置和預制艙內火災報警、消防聯(lián)動系統(tǒng)組成。儲能安全防控（滅火）系統(tǒng)，宜包括具有簇級滅火、多次噴射（不少于3次）、持續(xù)降溫的火災抑制（滅火）裝置以及精準到電池簇的復合型探測器及模塊級噴頭，噴頭應滿足噴放后的滅火劑在防護區(qū)內均勻分布的要求。24h不復燃的要求，系統(tǒng)類型、流量、壓力等技術參數(shù)應經國家授權的機構實施模塊級電池實體火災模擬試驗驗證。儲能預制艙耐火極限3h，并應滿足防水、防25年。艙內采用保溫、鋪地、裝飾材料時，其燃燒性能應達到現(xiàn)行國家標準《建筑材料及制品燃燒性能分級》GB8624A級。C級及以上阻燃電纜，用于火災報警聯(lián)動控制線路的電纜應采用耐火電纜。艙內應采用不發(fā)火花的地面；采用絕緣材料作整體面層時，應采取防靜電措施。艙體開關和拼接部位采用密封膠條，艙體接縫處防護等級不低IP54。電池模塊艙內電池系統(tǒng)布置應考慮電池簇之間的防火分隔，電池簇之間0.9m（PACK包可減半）；確有困難的，電3h隔熱板完全分隔。事故狀態(tài)下電池包應具備移動條件，當采用非密閉電池包時，電池簇之間應有事故隔離措施，隔離設施耐火極限不小于3小時，并滿足通風和散熱需求。當儲能艙采用液冷時，電池模塊殼體應采用防護等級IP67PACKPACK包內宜設置鋰電池熱失控探測裝置，聯(lián)動滅火裝置，PACK包預留滅火噴頭；當液冷管路系統(tǒng)泄露時，不應影響系統(tǒng)絕緣及電芯安全。防火防爆儲能艙防爆區(qū)域配置的火災探測器、可燃氣體探測器、攝像頭、空調通風設備、照明、應急燈、檢修插座、照明開關等裝置應選防爆型。儲能艙隔墻上有管線穿過時，管線四周空隙應采用防火封堵材料封堵；防火封堵材料應滿足《防火封堵材料》GB23864的要求。儲能艙應配置防爆泄壓裝置。通風空調儲能艙內應至少設置2臺防爆型通風裝置，防爆等級不低于ExdIIBT41處，風機每分鐘總排風量應不小于預制艙容積，嚴禁產生氣流短路，通風裝置應可靠接地。通風系統(tǒng)應配置可自動開關的百葉窗，不工作時處于關閉狀態(tài)，保證儲能艙內密閉環(huán)境。通風裝置應配置單獨的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)與消防系統(tǒng)聯(lián)動設計，當發(fā)生可燃氣體濃度預警時，通風裝置應啟動換氣，快速把可燃氣體排出儲能艙外；當發(fā)生火災時，通風裝置應自動關閉，形成密閉空間。通風裝置應設置狀態(tài)指示燈及手動排風功能。有可燃氣體產生風險的區(qū)域應符合下列要求：應采用防爆電氣設備，且不應安裝易產生電弧或電火花的電氣開關設備；60次/h確定；當空氣中可燃氣體濃度達到爆炸下限5%時，事故排風機應能自動開啟運行，并關閉空調系統(tǒng)；當儲能艙發(fā)生火災報警時，應聯(lián)動關閉空調系統(tǒng)；當滅火系統(tǒng)啟動時，應聯(lián)動關閉通風系統(tǒng)；電池布置區(qū)域通風系統(tǒng)應符合下列規(guī)定：采取有效措施防止可燃氣體積聚；排風系統(tǒng)不應與其他通風系統(tǒng)合并設置，排風應引至室外；排風系統(tǒng)應與可燃氣體探測器聯(lián)鎖自動運行。有爆炸風險的儲能系統(tǒng)應設置泄壓設施，泄壓設施應滿足《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的要求，且應避開人員密集場所和主要交通道路。救援通道0.9米的外開門，門鎖選用從內向外即推即開型，便于逃生救援。0.75米。管理系統(tǒng)PCS與電池系統(tǒng)布置在同一個儲能單元時，其防火分隔措施應2h。風冷系統(tǒng)儲能艙內配置智能溫度調節(jié)系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)（BMS）應符合《電化學儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術規(guī)范》GB/T34131的規(guī)定，尚應滿足以下要求：具備電池過壓保護、欠壓保護、過流保護、短路保護、絕緣保具有與氣體監(jiān)測、火災自動報警系統(tǒng)的聯(lián)動接口，接收氣體、火災信號，發(fā)出相關聯(lián)動控制指令。儲能大數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，應實現(xiàn)提前305以上熱失控預警。設計要求選址布局站址選擇應根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的網(wǎng)絡結構、電源分布、應用對象、應用位置、國土空間規(guī)劃、征地拆遷的要求進行，并應滿足防火和防爆要求：儲能電站應布置在城市（區(qū)域）的邊緣地帶或相對獨立的安全地帶；儲能電站不應設置在住宅建筑物與人員密集的公共建筑物室內，不應設置在甲、乙類廠房內或貼鄰，且不應設置在爆炸性氣體、腐蝕性氣體、粉塵環(huán)境的危險區(qū)域內，應符合《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB50058中相關規(guī)定；儲能電站不應采用地下或半地下的形式。大中型儲能電站應獨立布置，小型儲能電站宜獨立布置。儲能電站預制艙區(qū)域應相對集中，與其他功能區(qū)域分開。站址應有方便、經濟的交通運輸條件，宜有可靠的消防水源。與儲能電站無關的管線，如電線電纜、蒸汽管道、熱力管道、天然氣管線等高溫高壓管道、易燃易爆管道不應穿過站區(qū)。鋰離子電池預制艙之間的防火間距不應小于34米（預制艙本體之間的距離，不含空調等附屬物）。當采用防火墻時，防火間距不限。防火墻長度、高度應超出預制艙外廓各米。電站內建、構筑物及設備、道路的防火間距不應小于項目主體工程竣工日期執(zhí)行的《電化學儲能電站設計規(guī)范》GB51048版本之規(guī)定。中型與大型電化學儲能電站還應考慮一定的消防撲救場地，鋰離子電池預制艙（柜）設備站外道路（路邊）5m且不得大于9m，確有困難時，電池預制艙（柜）設備與站外道路之間應設置耐火極限不低于3.00h的防火隔墻。進站道路宜采用公路型，城市站宜采用城市型。道路寬度不應4m。4m。檢修道路路面寬度不宜3m。轉彎半徑應根據(jù)行車要求和行車組織要求確定，不宜小于7m。儲能電站站區(qū)應至少設置一個供消防車輛進出的出入口。儲能電站應設置消防車道，盡頭式消防車道應設置回車道或回車場。消防車道的設置應符合《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的規(guī)定。儲能電站內的高層廠房或占地面積大于3000m2的鋰離子電池廠房，應設置環(huán)形消防車道，確有困難時，應沿廠房的兩個長邊設置消防車道。站區(qū)道路是否應設環(huán)形道路，應根據(jù)國家規(guī)范《建筑設計防火規(guī)范》GB50016確定。位于城市的電站，可利用周邊的市政道路作為其環(huán)形消防通道。鋰離子電池設備宜分區(qū)布置，單層電池廠房單個電池室額定能量不宜超過30MWh，多層電池廠房單個電池室額定能量不宜超過15MWh。屋外電池預制艙（柜）布置分區(qū)內儲能系統(tǒng)額定能量不宜超200MWh10m。當間距不能滿足時，應設置耐火極限不低于4.00h的防火墻，防火墻應超出設備外輪廓1.0m。戶外敞開式電化學儲能電站宜設置圍欄、圍墻等，設置于電站、變配電所內的電化學儲能電站，其外墻可作為圍護隔離墻。建筑設計鉛酸電池（鉛炭電池）、液流電池、鋰離子電池常用的化學原材料，可能存在腐蝕、酸性、易燃、易爆等特性，部分電池在過充、過放或事故泄漏時可析出氫氣等易爆氣體。因此電化學儲能電站的建筑設計，除滿足一般設備工藝要求外，應重點考慮防爆、防火、防腐蝕、防酸等因素影響。室內裝修材料的燃燒性能應符合《建筑內部裝修設計防火規(guī)范》GB50222的規(guī)定。預制艙（電池室）頂棚要求平整，防止電池可能析出的氫氣或因事故泄露的電解液揮發(fā)氣體積聚。電池室內應保持通風順暢并通過通風機及時排走。電池設備和電池支架不應跨越變形縫，否則應采取與主體建筑變形縫相適應的構造措施。多個儲能單元組成一個防火分區(qū)，防火分區(qū)與周圍房間以及防火分區(qū)之間應進行防火分隔，防火分隔應符合下列要求：鋰離子電池廠房內的防火墻的耐火極限不應低于4.00h。5.3.6辦公室、休息室等不應布置在鋰離子電池廠房內，確需貼鄰3.00h2.00h的不燃性樓板與鋰離子電池廠房分隔，且應設置獨立的安全出口。電池室應靠外墻布置。當采用建筑時，鋰離子電池廠房內任一點至最近安全出口的直線距離不應大于表5.2.1的規(guī)定。表5.2.1鋰離子電池廠房內任一點至最近安全出口的直線距離（m）廠房名稱耐火等級單層廠房多層廠房高層廠房鋰離子電池廠房一、二級7550302個。電池室建筑四周隔墻應符合下列要求：4.00h的防火墻，2.00h；其他電池室四周隔墻應為耐火極限不低于3.00h的防火墻，頂部、底部樓板耐火極限不應低于1.50h；電池室隔墻上開向疏散走道或室外的疏散門，應設置門斗，門1款的規(guī)定，開在門斗處的門應采用甲級防火門并應錯位設置；電池室隔墻上除開向疏散走道和室外的疏散門外，不應開設其它門窗洞口；隔墻內有管線穿過時，管線四周空隙應采用不燃材料封堵密實，并應符合以下要求：4h；2h；防火墻上除開向疏散走道及室外的疏散門外不應開設其他門窗洞口；當必須開設觀察窗時,應采用甲級防火窗。防火墻及樓板有管線穿過時,管線四周空隙應進行防火封堵。150m2時，可設置1個安全出口；其他電池廠房當每層建筑面積不大于400m2時，且同一時間的作業(yè)人數(shù)不超過301個安全出口；其他建筑的安全出口設置應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的有關規(guī)定。站房式儲能電站每個防火分區(qū)或一個防火分區(qū)的每個樓層，其2個。結構設計儲能電站的建筑物宜根據(jù)建筑物的重要性、安全等級、抗震設防烈度、地質條件等要求采用鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構等結構型式。結構設計應根據(jù)使用過程中在結構上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進行荷載(效應)組合，并應取各自的最不利的效應組合進行設計。儲能電站建筑物的結構安全等級宜采用二級。建（構）筑物的承載力、穩(wěn)定、變形、抗裂、抗震及耐久性等應滿足相關國家標準。集中布置的電池主廠房跨度大于15m的屋面梁宜采用預應力鋼筋混凝土結構或鋼-混凝土組合結構，也可采用鋼屋架。鋼筋混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載的準永久組合，預應力混凝土受彎構件的最大撓度應按荷載的標準組合，并均應考慮荷載長期作用的影響進行計算，最大撓度限值應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010的有關規(guī)定。鋼結構受彎構件的撓度容許值應按照現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017的規(guī)定確定，必要時應預起拱。儲能電站建筑樓面均布活荷載的標準值及其組合值、頻遇值和5.4.8的規(guī)定采用。表5.3.8電池儲能電站建筑樓屋面均布活荷載標準值及有關系數(shù)項次類別標準值組合值系數(shù)準永久值系數(shù)柱、主折減系數(shù)備注kN/m2ψCψqη1不上人屋面0.50.701.0-2上人屋面2.00.70.41.0-3主控制室、繼電器室、二次設備室及通信室的樓面4.0~7.00.70.80.7-項次類別標準值組合值系數(shù)準永久值系數(shù)柱、主折減系數(shù)備注kN/m2ψCψqη4電纜層的樓面3.00.70.80.7-5辦公室及宿舍樓面2.50.70.50.85-6樓梯（室內、外）3.50.70.50.9作為設備搬運通道時應按實際計算7室內溝蓋板4.00.70.6-如搬運設備需通過蓋板時應按實際計算消防給水系統(tǒng)站內應設室內外消火栓系統(tǒng)，消防給水及消火栓系統(tǒng)的設計應符合《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974的有關規(guī)定，并滿足下列要求：1次設計；3h；儲能系統(tǒng)宜靠近消防水源布置。分布式儲能裝置與市政或者室外消火栓的最近距離不應大于40m?；馂奈ｋU性為甲、乙類的儲能電站室外消火栓應符合下列要求：60m；4支；20L/s。站房式儲能電站應設置室內消火栓系統(tǒng)。自動滅火抑制防控系統(tǒng)防控系統(tǒng)應當包括精準的模塊級探測器和具有撲救火災、間歇噴射（3次）降溫以及持續(xù)抑制功能的滅火抑制裝置，噴頭布置應滿足滅火劑在防護區(qū)內均勻分布的要求。防控系統(tǒng)應滿足撲滅模塊級電池明火且24h不復燃的要求，系統(tǒng)類型、流量、壓力等技術參數(shù)應經國家授權的機構實施模塊級電池實體火災模擬試驗驗證。事故初期不應采用水系滅火系統(tǒng)，應采用絕緣、降溫、潔凈、環(huán)保的氣體自動滅火抑制系統(tǒng)，噴放后不應對人體和設備造成傷害，并應符合《氣體滅火系統(tǒng)及部件》GB25972、《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116、《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50370。自動滅火抑制系統(tǒng)應同時具備以下功能：10s內達到滅火濃度；若采用氮氣增壓輸送，氮氣的含水量不應大于0.003%，且性能應符合《純氮、高純氮和超純氮》GB/T8979規(guī)定；抑制過程中滅火劑應自動間歇噴放，且在間歇期應能隨時手動啟動；設置自動控制、手動控制和機械應急操作三種啟動方式，確保在主備電源無法供電時仍能啟動；設置備用電源，主備電源應能自動和手動切換；具有信號反饋的功能；滅火劑充裝應符合《氣體滅火系統(tǒng)滅火劑充裝規(guī)定》XF1203規(guī)定；700℃以上的材料。8%，除滿足外，應符合《全氟己酮滅火系統(tǒng)設計、施工及驗收規(guī)范》DB37/T3642、《預制式全氟己酮滅火裝置》T/CECS10171相關規(guī)定，并滿足以下條件：滅火劑儲存瓶組應采用無縫鋼瓶、不銹鋼瓶、鋁合金瓶或內防腐處理的碳鋼瓶；0.004%。防排煙系統(tǒng)儲能電站防煙排煙設施應按照《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》GB51251相關規(guī)定進行設計。電池布置區(qū)域通風系統(tǒng)