随着新能源产业迅猛发展,储能集装箱因部署灵活、集成度高被广泛应用。柴油发电机组作为重要应急供电设备,对保障储能系统稳定运行至关重要。但其运行涉及燃油、高温部件和电气系统,火灾风险高,一旦起火,易致设备损毁、引发连锁反应,威胁环境与人员安全。因此,研究其消防技术并制定有效策略意义重大。
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储能集装箱消防系统
一、储能集装箱内柴油发电机组的火灾风险分析
(一)燃油相关风险
柴油发电机组以柴油为燃料,储存和输送环节存在诸多风险。油箱密封不良、管路老化破损、接头松动易引发柴油泄漏,其挥发产生的可燃蒸气云,在浓度达爆炸极限(0.6%-6.0%)时,遇明火、电火花或高温表面,就会引发燃烧爆炸。此外,加油速度过快、过量溢出等不当操作,也会加剧火灾隐患。
(二)高温引发风险
柴油发电机组运行时,气缸、排气管等部件温度极高,表面温度可达 300-500℃,超过柴油自燃点(约 220-250℃)。若周边存在电缆绝缘层、保温材料等可燃物,易被高温引燃。此外,冷却系统故障(冷却液不足、风扇损坏)会导致散热不良,引发部件过热,甚至燃油自燃。
(三)电气故障风险
柴油发电机组电气系统复杂,长期运行易引发火灾隐患。电气线路绝缘层因老化、磨损或高温破损,导致短路产生电弧,引燃可燃物;发电机绕组绝缘损坏、匝间短路会使绕组过热,引发绝缘材料燃烧;启动电机碳刷磨损产生的电火花,同样可能成为火源。
(四)维护不当风险
若日常维护缺失,柴油发电机组内易积聚油污、灰尘等可燃物,影响散热且遇火源即燃。此外,未定期检查燃油、电气及冷却系统运行状态,潜在故障难以及时发现,会不断累积火灾风险,提升火灾发生几率。
二、储能集装箱柴油发电机组的消防系统设计
1、主动监测系统
(1)温度监测:于柴油发电机组气缸、排气管、定子绕组等高温部件,部署点型感温探测器或光纤温度传感器,实时监控温度。一旦排气管超 350℃、定子绕组超 150℃等阈值,即刻触发报警,以便排查隐患。
(2)烟雾监测:在集装箱顶部及机组上方,安装吸气式或点型感烟探测器。前者凭借高灵敏度,可在火灾极早期捕捉微量烟雾,快速预警。
(3)可燃气体监测:于油箱周边、燃油管路接头等柴油易泄漏处,设置可燃气体探测器。浓度超标时,立即声光报警,并联动排风系统,降低可燃蒸气浓度,防范爆炸风险。
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储能集装箱消防系统
2、自动灭火系统
(1)七氟丙烷气体灭火系统
七氟丙烷为清洁型灭火剂,不导电、无残留、无污染,适用于柴油发电机组 B 类、电气系统 E 类火灾及精密配电设备防护。设计时将集装箱作封闭空间,喷头重点覆盖油箱、发电机定子绕组等关键部位。火灾触发后,自动切断电源与燃油,30 秒内使灭火剂浓度达 7%-9.5%,抑制燃烧链灭火,减少设备二次损坏。
(2)二氧化碳灭火系统
二氧化碳兼具窒息与冷却作用,灭火快、成本低、无臭氧破坏,适配 B、E 类火灾,对金属腐蚀性小。采用全淹没式设计,喷头避开高温部件,释放前设 10-30 秒延迟报警并关闭通风口。依集装箱体积精准释放,浓度达 34%-50%,同步切断电源与燃油,底部设泄压孔平衡压力,防止箱体变形。
3、被动防护措施
(1)防火分隔:在储能集装箱内,采用防火板将柴油发电机组区域与其他设备区域进行分隔,形成独立的防火分区。防火板的耐火极限应不低于 1.5 小时,防止火灾发生时火势向其他区域蔓延,减少火灾损失。
(2)耐火材料应用:柴油发电机组的排气管应采用耐火材料包裹,降低表面温度,防止引燃周边可燃物。同时,集装箱内壁可采用防火涂料涂刷,提高集装箱的耐火性能,延缓火势蔓延速度。
(3)泄压装置:在储能集装箱的顶部或侧面设置泄压口,泄压口面积应根据集装箱体积及可能产生的爆炸压力合理确定。当集装箱内发生可燃蒸气爆炸或火灾导致压力急剧升高时,泄压口可及时释放压力,防止集装箱因压力过大而发生爆炸,减少人员伤亡和设备损坏。
(4)电缆防护:柴油发电机组的电气电缆应采用阻燃电缆,并穿镀锌钢管保护,避免电缆绝缘层被高温或火焰损坏,防止电气线路短路引发二次火灾。同时,电缆桥架应远离高温部件,避免电缆长期受高温烘烤。
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储能集装箱消防系统
三、火灾应急处置
1、初期火灾处置
当储能集装箱内柴油发电机组发生初期火灾,运维人员应立即启动应急预案,采取以下措施:
(1)迅速切断柴油发电机组的电源和燃油供应,防止火势扩大。
(2)若火灾较小(如局部渗油起火),可使用便携式二氧化碳灭火器或干粉灭火器进行扑救,扑救时应站在上风向,对准火焰根部喷射,避免直接喷射高温部件导致设备损坏。
(3)同时,开启集装箱内的排风系统(若火势未波及排风设备),降低可燃蒸气浓度,防止发生爆炸。
及时向消防部门和上级主管部门报告火灾情况,说明火灾位置、火势大小、燃烧物质(柴油 / 电气设备)等信息。
2、火势扩大后的处置
若火势无法控制,迅速扩大,运维人员应立即撤离至安全区域,并做好以下工作:
(1)确认灭火系统启动,未自动启动则手动触发;关闭防火门,开启泄压口,控制火势蔓延。
(2)疏散周边人员至 50 米外,设置警戒区,防止灭火剂泄漏伤人。
(3)协助消防救援,提供设备布局、灭火系统及燃油箱等关键信息,辅助制定方案。
(4)火灾扑灭后,待温度低于 40℃且药剂散尽,检查现场清除余火,调查原因,优化消防措施。
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储能集装箱消防系统
含柴油发电机组的储能集装箱消防需系统规划,通过构建温烟及可燃气体主动监测体系,配置七氟丙烷与二氧化碳灭火装置,辅以被动防护措施,制定科学应急预案,可有效降低火灾风险,保障设备安全运行。
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