吸气式热解粒子火灾预警系统

极早期火灾与联动灭火系统

一、前言

2022年8月29日，工信部、财政部等五部门组织编制《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》中提出：

“大幅提升电化学储能装备的可靠性，加快压缩空气储能、飞轮储能装备的研制，研发储能电站消防安全多级保障技术和装备。研发储能电池及系统的在线检测、状态预测和极早期预警技术系统。”

二、行业需求

（1）电池本体热失控预警：采用先进的激光技术，采集纳米微粒子和特征气体探测技术，结合电池本体关键参数融合分析，通过AI算法，实现电池热失控早期预警；

（2）隐患监测：对设备、线缆的过热或放电隐患、电池接头等接触不良而产生的纳米粒子进行灵敏探测,保证电池外部设备及运行环境的安全；

（3）主动式在线监测：采取主动采样的方式，比传统点式响应速度更快。

（4）环境温度监测：采集舱体内环境温度状态，当超设置温度阀值时，结合粒子、气体探测器，多维AI算法综合研判，准确发出告警信息。

（5）多级预警功能：五级告警输出，分别是（示警、预警、巡警、火警1、火警2）。

（6）可扩展多种气体超限告警：一氧化碳、氢气

（7）自诊断功能：监测气流/风速状态、传感器故障告警功能

（8）防误报：采用过滤器，防水雾、灰尘装置。

（8）管道自清洁：管道自清洁装置，定期或不定期清洁管道

三、主要创新点

1. 探测:探测器通过采样方式获取空气中的气体粒子。采样方式可以是主动式，主动式是通过向空气中吹入空气流来获取气体粒子，被动式则是通过空气的自然流动来获取。探测器内部通常装有过滤器，以去除空气中的尘埃和其他水雾杂质，保证探测的准确性。

2. 热解:探测器内部的热解装置将采集到的气体加热到高温，使其发生热解反应，进一步将气体分解成更小的分子或原子。这一步的目的是为了更好地识别和检测气体中的热解气体粒子。

3. 多维AI算法研判分析:内部的成分分析仪对热解后的气体进行成分分析。通过激光光谱分析、色谱分析或质谱分析、温、湿度、气体等传感器，确定气体中是否存在可燃性或有毒性气体，以及其浓度。

4.预警与报警:根据成分分析的结果，探测器判断是否达到预设的预警或报警条件。如果达到预警条件，探测器会发出声光预警信号，提示可能存在火灾隐患;如果达到报警条件，探测器会发出火灾报警信号，并联动消防系统进行灭火等应急处置。

5、综合研判分析：由于现阶段的预制舱体结构防护以及排风性能的提高，传统感温感烟探测器，仅仅能在发生火灾后，发出告警信息。BMS和气体探测在灵敏度和误报率上受到局限，同时无法对外部电气设备火灾进行监测，因而储能电站传统状态监测以及告警设备均无法实现储能系统整体有效在线监测预警。

储能电站主动式安全在线监测极早期预警系统，采用了主动探测的采样方式，结合隐患早期微粒子探测技术与气体监测、环境温度通过AI算法研判分析，能够同时预警外部电气与内部电池隐患，极大保障储能电站安全运行，有效避免储能热隐患事故的发生。

四、产品介绍

● 技术先进：采用光学云雾技术可以探测纳米级的热解粒子，抛弃传统的遮光率技术。

●非接触：主动式空气吸气采样技术。

●无盲区：可实现360度从内到外立体全覆盖。

●可视化：采用7寸触摸显示屏，粒子浓度数据曲线实时显示。

●支持多种通讯方式：RS485、4G、Lora、以太网、光纤（可选配）

●极早期:准确探测热解粒子的数量，在烟和火未出现之前，极早期发出告警信息。

●抗干扰:100%精准无误报，避免粉尘、强光、气流、水雾等环境因素的影响。

●联动输出：多级报警联动，可联动声光报警器、智能楼宇、消防报警主机、喷淋、摄像头等。

●开放式通信协议输出，对接上传第三方平台

●告警输出：多组继电器干接点

●远程监控：布署本地化智能管理系统，也可配接云平台同步远程管理，实时数据可同步到手机APP端。

五、主要技术参数

 

序号	技术参数名称	参数及规格要求
1	微粒子直径探测范围	2纳米～20微米
2	微粒子探测分辨率	500颗/cc
3	环境温度监测	范围：-20℃~60℃；精度：±1℃；分辨率：0.5℃
4	环境湿度监测	范围：0~95%RH；精度：±5%RH；分辨率：1%RH
5	一氧化碳监测	范围：0~5000ppm；灵敏度：2ppm
6	氢气监测	1%-75%
7	监测气流/风速	气流/风速率
8	故障告警	粒子传感器故障、通信线路、离线等故障
9	时间校时功能	自动校时
10	采样方式	24h实时主动吸入式采样
11	预警功能	气体预警+5级微粒子预警+温度预警
12	多种通信方式	RS485、4G、Lora、以太网、光纤（可选配）
13	通信协议	4G、ModBus、TCP/IP
14	输入输出	8个干接点
15	显示屏尺寸	7寸 LCD触摸屏
16	工作电源	AC220V/DC24V
17	电磁兼容防护等级	EMC四级
18	防爆等级	ⅡC T4
19	防护等级	不低于IP40
20	外形尺寸	300*300*170㎜
21	通道选配	1通道、2通道、4通道

六、安装示意图