电化学储能电站设计标准 GB/T51048-2025
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10 供暖通风与空气调节

10.0.1 电化学储能电站的供暖、通风与空气调节的设计应满足储能系统正常运行条件、设计工作年限以及节能要求,且应符合现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的有关规定。
10.0.2 储能电池室及电池预制舱内设计温度应根据电池工艺要求确定,当工艺无明确要求时宜按表10.0.2的规定取值。
10.0.3 电化学储能电站配电装置室室内设计温度宜小于或等于40℃,储能变流器室和储能变流器舱室内设计温度宜小于或等于35℃,通风系统进排风设计温差不应大于15℃。
10.0.4 电化学储能电站的继电器及控制室、通信室及其他工艺设备要求的房间宜设置空调,空气处理设备不应少于2台,并应按工艺要求确定空调设计参数。工艺无特殊要求时,室内夏季设计温度宜为26℃~28℃,冬季设计温度宜为18℃~21℃,相对湿度不宜大于70%。
10.0.5 位于严寒地区或寒冷地区的电化学储能电站,应设置供暖设施;其他地区可根据工艺与设备需要设置供暖设施。
10.0.6 储能电池室的通风系统设计应符合下列规定:
    1 储能电池室通风量应按保证室内空气中可燃气体最大体积浓度不超过爆炸下限的25%计算,且换气次数不应少于6次/h,换气次数应按储能电池室总体积计算。
    2 锂离子电池和钠离子储能电池室排风系统的吸风口应同时设置于储能电池室上部和下部;铅酸/铅炭电池和液流电池排风系统的吸风口应设置于储能电池室上部;储能电池室应合理设置进风口位置,不应气流短路。
    3 排风系统上部吸风口上缘距顶棚平面的距离不应大于0.1m,因建筑结构造成有爆炸危险性气体排出的死角处,应设置导流设施;下部吸风口下缘至地板的距离不应大于0.3m。
    4 通风系统的排风口不应直接开向疏散通道、消防车道和救援场地。
    5 通风系统设备应采用防爆型。
    6 通风系统应与可燃气体报警装置联动,联动阈值不应高于爆炸下限的10%,通风系统应能自动投入运行,并应关闭供暖及空调系统。
    7 通风设备不宜布置于储能电池室内。
10.0.7 当火灾自动报警系统发出首个联动触发信号时,应联动关闭对应防护区供暖及空调系统;当自动灭火系统启动时,应联动关闭通风系统。
10.0.8 储能电池室内空调送风口不应布置于电池设备正上方。
10.0.9 电气设备房间内不宜布置带压的热水管、蒸气管道、空调冷水管或空调冷却水管;当电气设备采用液冷时,液冷压力管道应采取防护措施。
10.0.10 通风空调系统中风管、风口、风阀及风管保温材料等应采用不燃材料。
条文说明
10.0.2 本条主要提出了设计参数确定的原则。由于不同电池要 求的运行环境温度不同,所以要根据电池特性进行分析,尤其对于 新型电池种类需要根据电池研究成果进行设计。
10.0.5 供暖设计需要根据我国气候区分布特点进行设计,严寒及 寒冷地区冬季需要设置采暖以满足电化学储能电站运行的要求。
10.0.6 本条规定电化学储能电站各类电池室的通风系统设计要 求,各类电化学储能电池应根据电池特征进行分析后进行设计。
    1 各类电池在正常运行中释放的可燃气体量非常有限,储能电池室的通风不少于 6 次 /h 时,可以满足电池安全运行要求;国外相关标准中,对储能电池室通风换气参数要求不低于 5.1 L/(s・m²), 与 6 次 /h 的通风换气量基本对应,详见表 1。
    在电池热失控情况下会有可燃气体溢出,而且可燃气体成分 存在差异。根据国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058-2014 第 3.2.4 条,当爆炸危险区域内通风的空气量能使 可燃物质很快稀释到爆炸下限值的 25% 以下时,且满足通风换气 次数不少于 6 次 /h 时可定为通风良好;此外,根据现行国家标准 《氢气使用安全技术规程》GB4962 第 4.1.5 条规定,"氢气使用区 域应通风良好,保证空气中氢气最高含量不超过 1%(体积)", 氢气体积浓度 1% 即为氢气爆炸下限浓度 (氢气爆炸下限浓度为 4%) 的 25%。故本标准要求储能电池室通风量按保证室内空气 中可燃气体最大体积浓度不超过爆炸下限的 25% 计算,设计时需 要充分考虑电池热失控时可燃气体的溢出速率。
    综上所述,本标准规定电池室通风量考虑按保证室内空气中 可燃气体最大体积浓度不超过爆炸下限的 25% 计算,且换气次数 不少于 6 次 /h, 设计时取二者大值,换气次数按电池室总体积计算。
    2 锂离子电池和钠离子电池在热失控状态下产生的可燃气 体一般包括H2、CO、C2H4、CH4、NH3等。有一款磷酸铁锂电池 储能电芯热失控研究表明,可燃气体成分中,密度小于空气的可燃 气体主要是H2、CH4、NH3, 其占比约 48%; 密度大于空气的气体有CO、C2H4,占比约 22%, 故规定排风系统同时设置上部和下部 吸风口,有利于排出室内可燃气体,吸风口可用排风管道连接至排 风机;铅酸 / 铅炭电池和液流电池在热失控状态下产生的可燃气体 主要是H2,故规定排风机的吸风口设置于设备间上部。为达到良 好的通风效果,同时需要合理设置通风系统的进风口,与排风系统吸风口形成良好的气流组织,严禁气流短路。
    3 本款对排风系统吸风口的布置提出具体要求。储能电池室全面排风系统的吸风口的位置应根据不同情况进行差异化设计,以确保有效排除室内余热、余湿及各种有害物质。对于存在爆 炸性气体 (如氢气) 积聚风险的区域,当建筑结构限制导致顶棚无 法设置吸风口时,可能形成气体聚积引发爆炸。在结构允许的情 况下,建议在结构梁处设置连通管进行导流排气,以消除安全隐患。
    4 本款规定是为避免发生事故时可燃气体或烟气直接吹向 逃生人群或车辆以及救援场地,影响疏散救援。
    5 由于通风风机等旋转部件有产生电火花的风险,为防止通 风过程中成为可燃气体燃爆的点火源,本款规定储能电池室通风设备采用防爆型。
    6 部分种类的储能电池在失控状态下会产生可燃气体,不同 电池失控时所产生的可燃气体不同,对电池运行特征进行分析,根 据所产生的次生物种类设置合适的可燃气体报警装置。对于报警 阈值的设定,根据国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058-2014 第 3.2.2 条规定,可燃物质可能出现的最高浓度不 超过爆炸下限值的 10% 时可划分为非爆炸危险区域,故本款要求 通风系统联动阈值不高于爆炸下限的 10%。当达到联动阈值时,需要联锁启动排风系统进行排风,并关闭供暖及空调系统。
    7 通过对以往电化学储能电站事故状态分析,在电池明火被 扑灭后,电池仍将持续释放可燃气体,灭火后贸然进入室内可能发 生爆炸。故本款要求通风设备布置于储能电池室外,以确保储能电 池室火灾时通风设备能尽可能不受损坏。在灭火后,能及时启动通 风,确保室内可燃气体及时排除,防止灭火救援人员进入室内时发 生爆炸。
10.0.7 根据现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116, 消防联动控制器能按设定的控制逻辑向各相关的受控设备 发出联动控制信号,需要具有切断火灾区域及相关区域的非消防 电源的功能。空调系统接收到满足联动逻辑关系的首个联动触发 信号后,联动关闭对应防护区供暖及空调系统。
    同时本条充分考虑储能电池的特殊性,在储能电池热失控状 态下会持续产生可燃气体,故通风系统持续运行至当自动灭火系 统启动时再进行关闭。即消防监控系统发出第二个联动触发信号 后,关闭通风系统,启动灭火装置。
10.0.8 空调送风口存在产生冷凝水的风险,需要避免布置于电 池设备正上方以防止冷凝水滴落于电池设备上而发生事故。
10.0.9 为防止水管爆裂或漏水损害电气设备,无论是否采取防护,电气设备房间不能避免有压冷却水管进入,但需要做好防护。
10.0.10 通风空调系统的风管、风口、阀门及风管保温材料等采 用不燃材料制作,避免火势沿风管蔓延至相邻区域或整个电化学 储能电站。
 
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