THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG PCCC TỰ ĐỘNG CHO KHU VỰC INVERTER/PIN

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:

1. Bảng tính toán lưu lượng chi tiết

2. Sơ đồ bố trí thiết bị 3D

3. Danh mục kiểm tra trước khi vận hành

4. Kịch bản xử lý sự cố khẩn cấp

Hệ thống PCCC cho khu vực inverter/pin cần kết hợp:

1. Phát hiện sớm đa thông số

2. Hệ chữa cháy không dẫn điện

3. Điều khiển tự động 3 cấp

4. 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