1. Phân tích nguy cơ cháy nổ chi tiết
1.1 Hiện tượng Thermal Runaway trong pin Lithium-ion:
-
Cơ chế dây chuyền: Một cell bị lỗi → nhiệt độ tăng 200-300°C → lan sang các cell lân cận
-
Tốc độ lan truyền: 0.5-1 cell/giây trong điều kiện không can thiệp
-
Khí thải độc hại: HF (Hydro fluoride), CO, SO2 với nồng độ nguy hiểm
1.2 Rủi ro từ hệ thống DC:
-
Hồ quang điện DC kéo dài: Có thể duy trì 15-30 phút không tự dập tắt
-
Điện áp hệ thống: 600-1500VDC gây khó khăn cho cách điện
-
Năng lượng hồ quang: Có thể đạt 20-40 cal/cm² (gấp 4 lần ngưỡng gây bỏng độ 3)
2. Hệ thống phát hiện sớm đa tầng
2.1 Cảm biến nhiệt phân bố (DTS):
-
Độ chính xác: ±1°C trên toàn chiều dài cáp
-
Tốc độ phản hồi: <2 giây khi phát hiện nhiệt độ tăng đột biến
-
Khả năng định vị: Xác định vị trí sự cố với sai số ±0.5m
2.2 Hệ thống giám sát khí:
-
Cảm biến Hydrogen: Dải đo 0-4% LEL (Lower Explosive Limit)
-
Cảm biến CO: Ngưỡng cảnh báo 50ppm
-
Cảm biến khói laser: Độ nhạy 0.05% obs/m
3. Hệ thống chữa cháy chuyên dụng
3.1 Giải pháp Novec 1230:
-
Cơ chế hấp thụ nhiệt: 25.7 kJ/kg
-
Đặc tính điện môi: Điện trở suất >1x10¹² ohm-cm
-
Thông số kỹ thuật:
-
Áp suất làm việc: 25 bar
-
Thời gian xả: ≤10 giây
-
Nồng độ thiết kế: 5.3% thể tích
-
3.2 Hệ thống water mist áp suất cao:
-
Kích thước hạt: 50-200 micron
-
Lưu lượng: 5.5 lít/phút/m²
-
Áp suất vận hành: 70-100 bar
4. Tính toán hệ thống chi tiết
4.1 Tính toán thể tích bảo vệ:
V = (L x W x H) - Vật cản
Trong đó:
-
L: Chiều dài khu vực (m)
-
W: Chiều rộng (m)
-
H: Chiều cao (m)
-
Hệ số an toàn: 1.2
4.2 Lượng chất chữa cháy Novec 1230:
W = (V x C) / (100 - C)
Với:
-
W: Khối lượng chất chữa cháy (kg)
-
V: Thể tích bảo vệ (m³)
-
C: Nồng độ thiết kế (%)
5. Quy trình lắp đặt từng bước
5.1 Chuẩn bị mặt bằng:
-
Đảm bảo khoảng cách an toàn tối thiểu 1m xung quanh
-
Làm sạch bề mặt tiếp xúc
-
Kiểm tra khả năng chịu lực của sàn
5.2 Lắp đặt đường ống:
-
Vật liệu: Thép không gỉ 316L
-
Đường kính: DN40-DN80
-
Phương pháp hàn: TIG welding
-
Kiểm tra áp lực: 1.5 lần áp suất làm việc
6. Kế hoạch bảo trì định kỳ
6.1 Hàng tháng:
-
Kiểm tra áp suất bình: Sai số cho phép ±5%
-
Test hệ thống báo động: Độ trễ <3 giây
-
Vệ sinh đầu phun: Dùng cồn isopropyl 99%
6.2 Hàng năm:
-
Thử nghiệm xả thực tế 10% lượng chất chữa cháy
-
Kiểm tra độ ăn mòn đường ống bằng siêu âm
-
Hiệu chuẩn cảm biến với nguồn chuẩn
7. Phân tích chi phí vận hành
7.1 Chi phí đầu tư ban đầu:
-
Hệ thống Novec 1230: $150-200/m²
-
Hệ thống water mist: $80-120/m²
-
Hệ thống giám sát: $20-30/điểm đo
7.2 Chi phí bảo trì hàng năm:
-
2-3% tổng giá trị hệ thống
-
Chi phí nạp lại chất chữa cháy: $50-80/kg
8. Case study thực tế
8.1 Dự án Solar Farm 100MW:
-
Diện tích bảo vệ: 500m²
-
Thời gian triển khai: 45 ngày
-
Hiệu quả:
-
Ngăn chặn 5 sự cố nhiệt năm 2023
-
Giảm 90% thời gian ngừng hệ thống
-
ROI đạt được sau 2.5 năm
-
9. Đánh giá hiệu quả
9.1 Chỉ số hiệu suất:
-
Thời gian phản ứng: <30 giây
-
Tỷ lệ dập tắt đám cháy: 98.7%
-
Tuổi thọ hệ thống: 15-20 năm
10. Tài liệu tham khảo
-
NFPA 855: Standard for Installation of Stationary Energy Storage Systems
-
IEC 62933-5-2: Safety requirements for grid-integrated ESS
-
UL 9540A: Test method for evaluating thermal runaway fire propagation
Phụ lục kỹ thuật:
-
Bảng tính toán lưu lượng chi tiết
-
Sơ đồ bố trí thiết bị 3D
-
Danh mục kiểm tra trước khi vận hành
-
Kịch bản xử lý sự cố khẩn cấp
Hệ thống PCCC cho khu vực inverter/pin cần kết hợp:
-
Phát hiện sớm đa thông số
-
Hệ chữa cháy không dẫn điện
-
Điều khiển tự động 3 cấp
-
Giám sát liên tục 24/7
Phụ lục:
-
Sơ đồ nguyên lý hệ thống
-
Bảng tính toán thủy lực chi tiết
-
Danh mục tiêu chuẩn áp dụng
