Бяспека літыевых батарэй заўсёды выклікала заклапочанасць у прамысловасці. З-за іх асаблівай структуры матэрыялу і складанай рабочай асяроддзя, як толькі адбываецца пажар, гэта прывядзе да пашкоджання абсталявання, страты маёмасці і нават ахвяр. Пасля пажару літыевай батарэі ўтылізацыя складаная, займае шмат часу і часта ўключае ў сябе вялікую колькасць таксічных газаў. Такім чынам, своечасовае тушэнне пажару можа эфектыўна кантраляваць распаўсюджванне агню, пазбегнуць шырокага гарэння і даць персаналу больш часу для выхаду.

У працэсе цеплавога разгону літый-іённых батарэй часта ўзнікаюць дым, пажар і нават выбух. Такім чынам, барацьба з праблемай цеплавога ўцёку і дыфузіі стала галоўнай праблемай, з якой сутыкаюцца літыевыя батарэі ў працэсе выкарыстання. Выбар правільнай тэхналогіі пажаратушэння можа прадухіліць далейшае распаўсюджванне цеплавога разраду акумулятара, што мае вялікае значэнне для падаўлення ўзнікнення пажару.

У гэтым артыкуле будуць прадстаўлены асноўныя вогнетушыцелі і механізмы пажаратушэння, даступныя ў цяперашні час на рынку, а таксама прааналізаваны перавагі і недахопы розных тыпаў вогнетушыцеляў.

Віды вогнетушыцеляў

У цяперашні час вогнетушыцелі на рынку ў асноўным дзеляцца на газавыя вогнетушыцелі, вогнетушыцелі на воднай аснове, аэразольныя вогнетушыцелі і парашковыя вогнетушыцелі. Ніжэй прыводзіцца ўвядзенне ў коды і характарыстыкі кожнага тыпу вогнетушыцеляў.

Перфторгексан: Перфторгексан уключаны ў пералік PFAS АЭСР і Агенцтва па ахове навакольнага асяроддзя ЗША. Такім чынам, выкарыстанне перфторгексана ў якасці вогнетушыцеля павінна адпавядаць мясцовым законам і правілам і мець зносіны з прыродаахоўнымі нарматыўнымі органамі. Паколькі прадукты тэрмічнага раскладання перфторгексана з'яўляюцца парніковымі газамі, ён непрыдатны для доўгатэрміновага бесперапыннага распылення вялікіх доз. Рэкамендуецца выкарыстоўваць яго ў спалучэнні з сістэмай распылення вады.

трыфторметан:Трыфторметанавыя рэчывы вырабляюцца толькі некалькімі вытворцамі, і няма ніякіх спецыяльных нацыянальных стандартаў, якія б рэгламентавалі гэты тып вогнетушыцеляў. Кошт абслугоўвання высокая, таму выкарыстоўваць яго не рэкамендуецца.

Гексафторпрапан:Гэты сродак для тушэння схільны пашкоджваць прылады або абсталяванне падчас выкарыстання, і яго патэнцыял глабальнага пацяплення (ПГП) адносна высокі. Такім чынам, гексафторпрапан можна выкарыстоўваць толькі ў якасці пераходнага вогнетушыцеля.

Гептафторпрапан:З-за парніковага эфекту ён паступова абмяжоўваецца рознымі краінамі і будзе сутыкнуцца з ліквідацыяй. У цяперашні час гептафторпрапанавыя агенты спынены, што прывядзе да праблем з запаўненнем існуючых гептафтарпрапанавых сістэм падчас тэхнічнага абслугоўвання. Таму выкарыстоўваць яго не рэкамендуецца.

Інэртны газ:У тым ліку IG 01, IG 100, IG 55, IG 541, сярод якіх IG 541 больш шырока выкарыстоўваецца і прызнаны на міжнародным узроўні як экалагічна чысты сродак для тушэння пажараў. Аднак у яго ёсць недахопы: высокі кошт будаўніцтва, высокі попыт на газавыя балоны і вялікая прастора.

Сродак на воднай аснове:Шырока выкарыстоўваюцца вогнетушыцелі з тонкім вадзяным туманам, якія валодаюць найлепшым астуджальным эфектам. Гэта галоўным чынам таму, што вада мае вялікую ўдзельную цеплаёмістасць, якая можа хутка паглынаць вялікую колькасць цяпла, астуджаючы неадрэагаваўшыя актыўныя рэчывы ўнутры батарэі і, такім чынам, перашкаджаючы далейшаму павышэнню тэмпературы. Аднак вада наносіць значную шкоду батарэям і не з'яўляецца ізаляцыйнай, што прыводзіць да кароткага замыкання батарэі.

Аэразоль:Дзякуючы экалагічнасці, нетоксичности, нізкай цане і прастаты абслугоўвання, аэразоль стаў асноўным сродкам пажаратушэння. Тым не менш, абраны аэразоль павінен адпавядаць правілам ААН і мясцовым законам і правілам, і патрабуецца мясцовая нацыянальная сертыфікацыя прадукцыі. Аднак у аэразоляў адсутнічаюць астуджальныя магчымасці, і падчас іх прымянення тэмпература батарэі застаецца адносна высокай. Пасля спынення выдзялення вогнетушыцеля батарэя схільная да паўторнага ўзгарання.

Эфектыўнасць вогнетушыцеляў

Дзяржаўная ключавая лабараторыя пажарнай навукі пры Універсітэце навукі і тэхналогій Кітая правяла даследаванне, у якім параўноўвалася дзеянне вогнетушыцеляў сухога парашка ABC, гептафторпрапана, вады, перфторгексану і CO2 на літый-іённую батарэю 38 А.

Параўнанне працэсаў пажаратушэння

Сухі парашок ABC, гептафторпрапан, вада і перфторгексан могуць хутка патушыць узгаранне батарэі без паўторнага запальвання. Аднак вогнетушыцелі CO2 не могуць эфектыўна тушыць узгаранне батарэі і могуць выклікаць паўторны ўзгаранне.

Параўнанне вынікаў пажаратушэння

Пасля цеплавога разгону паводзіны літыевых батарэй пад дзеяннем вогнетушыцеляў можна ўмоўна падзяліць на тры этапы: этап астуджэння, этап хуткага павышэння тэмпературы і этап павольнага зніжэння тэмпературы.

Першы этапгэта стадыя астуджэння, калі тэмпература паверхні батарэі зніжаецца пасля выпуску вогнетушыцеля. У асноўным гэта звязана з дзвюма прычынамі:

• Вентыляцыя акумулятара: перад цеплавым уцёкам літый-іённых акумулятараў у акумулятары назапашваецца вялікая колькасць алканаў і CO2. Калі батарэя дасягае мяжы ціску, адкрываецца ахоўны клапан, выпускаючы газ пад высокім ціскам. Гэты газ выводзіць актыўныя рэчывы ўнутры акумулятара, адначасова забяспечваючы некаторы астуджальны эфект для акумулятара.
• Уплыў вогнетушыцеля: Астуджальны эфект вогнетушыцеля ў асноўным адбываецца з двух частак: паглынання цяпла падчас змены фазы і эфекту хімічнай ізаляцыі. Паглынанне цяпла з фазавым змяненнем непасрэдна выдаляе цяпло, якое выдзяляецца батарэяй, у той час як эфект хімічнай ізаляцыі ўскосна памяншае вылучэнне цяпла, перарываючы хімічныя рэакцыі. Вада мае найбольш значны астуджальны эфект з-за сваёй высокай удзельнай цеплаёмістасці, што дазваляе ёй хутка паглынаць вялікую колькасць цяпла. Далей ідзе перфторгексан, у той час як HFC-227ea, CO2 і сухі парашок ABC не аказваюць значнага астуджальнага эфекту, што звязана з прыродай і механізмам дзеяння вогнетушыцеляў.

Другі этап гэта стадыя хуткага павышэння тэмпературы, калі тэмпература батарэі хутка падымаецца ад мінімальнага значэння да піка. Паколькі вогнетушыцелі не могуць цалкам спыніць рэакцыю раскладання ўнутры батарэі, а большасць вогнетушыцеляў дрэнна астуджаюць, тэмпература батарэі паказвае амаль вертыкальную тэндэнцыю да павышэння для розных вогнетушыцеляў. За кароткі прамежак часу тэмпература батарэі падымаецца да свайго піку.

На гэтай стадыі існуе значная розніца ў эфектыўнасці розных вогнетушыцеляў у стрымліванні павышэння тэмпературы батарэі. Эфектыўнасць у парадку змяншэння вада > перфторгексан > HFC-227ea > сухі парашок ABC > CO2. Калі тэмпература батарэі павышаецца павольна, гэта забяспечвае большы час рэакцыі для папярэджання аб пажары батарэі і больш часу рэакцыі для аператараў.

Заключэнне

1. CO2: такія вогнетушыцелі, як CO2, якія ў асноўным дзейнічаюць шляхам удушша і ізаляцыі, аказваюць слабы інгібіруючы эфект на ўзгаранне батарэі. У гэтым даследаванні сур'ёзныя з'явы паўторнага запальвання адбыліся з CO2, што робіць яго непрыдатным для пажараў літыевай батарэі.
2. ABC Dry Powder / HFC-227ea: вогнетушыцелі ABC Dry Powder і HFC-227ea, якія ў асноўным дзейнічаюць праз ізаляцыю і хімічнае падаўленне, могуць у некаторай ступені часткова інгібіраваць ланцуговыя рэакцыі ўнутры батарэі. Яны валодаюць крыху лепшым эфектам, чым CO2, але паколькі яны не маюць астуджальнага эфекту і не могуць цалкам блакаваць унутраныя рэакцыі ў акумулятары, тэмпература акумулятара ўсё роўна хутка павышаецца пасля таго, як вогнетушыцель выпусцілі.
3. Перфторгексан: перфторгексан не толькі блакуе ўнутраныя рэакцыі батарэі, але і паглынае цяпло праз выпарэнне. Такім чынам, яго інгібіруючы эфект пры ўзгаранні батарэі значна лепш, чым у іншых вогнетушыцеляў.
4. Вада: сярод усіх вогнетушыцеляў вада валодае самым відавочным пажаратушыцельным эфектам. Гэта галоўным чынам таму, што вада мае вялікую ўдзельную цеплаёмістасць, што дазваляе ёй хутка паглынаць вялікую колькасць цяпла. Гэта астуджае актыўныя рэчывы, якія не прарэагавалі ўнутры батарэі, тым самым прадухіляючы далейшы рост тэмпературы. Аднак вада наносіць істотную шкоду акумулятарам і не мае ізаляцыйнага эфекту, таму выкарыстоўваць яе трэба вельмі асцярожна.

Што мы павінны выбраць?

Мы агледзелі сістэмы супрацьпажарнай абароны, якія выкарыстоўваюцца некалькімі вытворцамі сістэм захоўвання энергіі, якія зараз прадстаўлены на рынку, у асноўным з выкарыстаннем наступных рашэнняў для пажаратушэння:

• Перфторгексан + вада
• Аэразоль + вада

Відаць, штосінэргетычныя сродкі пажаратушэння з'яўляюцца асноўнай тэндэнцыяй для вытворцаў літыевых батарэй. У якасці прыкладу перфторгексан + вада можа хутка патушыць адкрытае полымя, палягчаючы кантакт тонкага вадзянога туману з батарэяй, у той час як дробны вадзяны туман можа эфектыўна астуджаць яго. Сумесная праца мае лепшы эфект пажаратушэння і астуджэння ў параўнанні з выкарыстаннем аднаго вогнетушыцеля. У цяперашні час новы рэгламент ЕС аб ​​батарэях патрабуе, каб будучыя этыкеткі батарэй уключалі даступныя сродкі для тушэння пажару. Вытворцы таксама павінны выбраць адпаведны сродак для тушэння пажару ў залежнасці ад сваёй прадукцыі, мясцовых правілаў і эфектыўнасці.