新能源火灾防控技术研究进展

对近年新能源火灾防控技术的研究进展进行了综述。通过对基础理论研究、国内外技术现状进行回顾和分析,总结得出了风力发电、光伏发电、电化学储能、电动汽车和氢能等领域火灾防控的主要技术进展,梳理了目前仍需解决的火灾防控难点和堵点问题,明确了未来发展方向,为我国新能源行业火灾防控提供技术指导,助力行业安全发展。

电动自行车充电车棚火灾防控技术研究

本文针对电动自行车充电车棚车辆起火问题,研发了专用型水系泡沫喷淋灭火系统,并开展实体火灾试验。测试电动自行车在3种工况下的火灾温度,包括正常停放中起火、交界域处停放起火以及强风和喷头堵塞工况下起火,验证了水系泡沫喷淋灭火系统扑救电动自行车火灾的可靠性,获取了喷头工作压力、车棚顶部及车身温度、车辆周围热流密度等关键参数,为电动自行车充电车棚的防火设计和标准制定提供技术支撑。

木结构建筑之间火灾蔓延的试验研究

搭建木结构试验框架,对影响木结构建筑之间火灾蔓延的因素开展实体火灾试验研究,分别考虑火灾荷载密度、外墙开口尺寸、外墙材料的燃烧性能、水平间距等影响因素。研究结果表明,在相同火灾荷载密度条件下,增大着火房间外墙开口面积会显著增大目标墙体上的辐射强度;在相同的开口条件下,增加室内火灾荷载密度,也会增大目标墙体上的辐射强度;当着火房间的外墙被引燃时,目标墙体受窗口辐射和被引燃外墙上火焰的双重辐射,会进一步增加火灾蔓延的风险。在测试的火灾场景中,当防火间距为6 m时,目标墙体上的辐射热流强度值小于10 kW/m^(2),不会因热辐射的原因造成建筑之间的火灾蔓延。研究结果可为定量分析各因素对火灾在建筑之间蔓延的影响和合理确定防火间距提供数据支撑。

电动汽车热失控危害性评测技术研究

随着电动汽车保有量的增加,动力电池热失控导致的着火事故时有发生,对热失控危险性进行评测是提升电动汽车安全性能的重要手段之一,而行业内尚未形成量化评估方法。针对上述问题,搭建了电动汽车整车燃烧试验平台,并开展了大量由热失控引发电动汽车火灾的模拟试验,提取了以下可用于电动汽车热失控危害性评测的参考指标与部分潜在指标:试验开始至动力电池热失控的时间间隔可作为电池故障预警有效性的指标;热失控至车辆起火的时间间隔与车内温度可作为乘员逃生安全性的指标;烟气体积分数超标时刻及其与起火时刻的关系可作为驾驶室毒气危害性的指标;车内可燃气体体积分数和车外热辐射强度可作为评估爆炸危险性和相邻车辆引燃风险性的指标。通过提出上述评价指标,为后续形成量化评估方法及相关标准提供参考。

传统木结构建筑火灾蔓延特性试验研究

针对木结构建筑火灾危险性较大,需要采取适宜性保护措施的问题,开展典型传统木结构建筑的实体火灾对比试验,对建筑内火灾的发生、发展及蔓延特性进行研究。通过比较不同试验条件下测点温度、热辐射及建筑烧损情况的变化,探讨涂刷防火涂料等措施对防止传统木结构建筑火灾快速蔓延及增强建筑防火性能的影响,为后续开展传统木结构建筑的火灾风险评估及消防安全保护等提供技术支持。

防火涂料对木结构模型的火灾防护效果研究

为研究防火涂料对木结构建筑的防护效果,提升古建筑在火灾中的安全性,本文通过搭建缩尺寸模型进行对比试验。研究不同火源工况下,有无防火涂料在火蔓延、温升特性及灼烧痕迹方面的差异。与油盘火源相比,木垛火源引燃周围木板所需的时间更长。防火涂料在延缓火势蔓延、降低复燃概率及减小火焰灼烧面积方面均有显著效果。试验为改进和完善古建筑消防安全中被动防火技术的应用提供了基础数据及参考。

超高层建筑压缩空气泡沫枪喷射特性研究

为完善超高层建筑压缩空气泡沫灭火系统关键性能参数和全面评价其灭火能力,采用泡沫混合液流量和气液比可调的压缩空气泡沫产生装置,测试了典型19 mm泡沫枪在不同条件下的喷射特性参数,分析了泡沫枪喷射特性与混合液流量、气液比等输入参数之间的量化关系。结果表明,当泡沫混合液流量一定时,泡沫枪压力与气液比基本呈线性递增关系,泡沫射程与气液比呈现正相关关系,发泡倍数随气液比先增大后减小;在气液比一定条件下,泡沫枪压力与混合液流量基本呈线性递增关系,泡沫射程与混合液流量呈现正相关关系,发泡倍数随混合液流量变化规律与气液比实际大小密切相关。

水基型灭火剂扑救液体火灾关键性能对比研究

为了进一步规范泡沫灭火剂和水系灭火剂等水基型灭火剂的适用火灾类型和灭火应用场景,厘清对上述两类灭火剂的认识误区,选择应用广泛的水成膜泡沫灭火剂和水系灭火剂,按照GB 15308-2006《泡沫灭火剂》规定的标准试验方法对表面张力、界面张力、发泡倍数、25%析液时间以及灭火性能进行对比试验研究。研究结果表明,水基型灭火剂使用泡沫产生装置应用时,水成膜泡沫灭火剂的关键性能特别是灭液体火效果优于水系灭火剂,绝大多数水系灭火剂达不到对于液体火灾的理想扑救效果。因此,基于对比试验结果和产品标准对水基型灭火剂的性能要求,建议水系灭火剂应用场景为充装水基型灭火器、扑救固体和液体初起火灾,泡沫灭火剂则应结合固定式泡沫灭火系统和消防车等移动式灭火装备,扑救石油化工储罐等场景下的大型液体火灾。

火灾滤毒工具的防护性能研究

为探究在特定工况下湿毛巾和过滤式消防自救呼吸器的防护性能,搭建滤毒工具防护性能测试平台,针对火灾场景中的常见燃烧物,选择硬质聚氨酯、软质聚氨酯、纸张、木材、棉布、PVC、锂电池7种材料,分别测试其燃烧产物中的主要气体成分,分析普通毛巾对气体、烟尘和高温的防护性能。在特定工况下的试验结果表明:湿毛巾对7种燃烧物产生的PM10颗粒具有一定的过滤效果,平均过滤效率为25.57%;对高温烟气具有降温作用,平均降幅为29.1℃;对HCN和CO未见明显过滤效果,对C2H4O的平均过滤效率约为28%,对SO_(2)的平均过滤效率约为75%,对HCl的平均过滤效率约为84%;对比测试过滤式消防自救呼吸器对CO和烟尘的防护能力,其性能远高于湿毛巾,并具有更低的呼吸阻力。

运用多种数据调查高压供电侧故障引发的火灾事故

介绍一起在台风天气下发生的大型厂房火灾事故的调查过程,在前期调查过程中现场起火点不定、引火源不明、物证无法提取,起火原因无法定性的情况下,通过调取火灾现场与原因相关的视频数据、网络数据、电表数据、高压录波数据等多维电子数据,结合高压供电故障痕迹形成的机理和诱发因素,综合分析认定了火灾原因。该起火灾的调查过程可为相关类型火灾事故调查提供参考。

光伏火灾带电扑救触电安全性分析研究

由于光伏发电系统在有光照条件下会持续发电,故无法切断其电源,而使用传统的灭火剂扑救光伏火灾时会发生触电事故。为研究传统灭火剂在带电状态下扑救光伏发电系统直流侧高压的触电风险,提出了光伏火灾带电扑救试验平台和试验方法。通过试验发现:泡沫、水基灭火剂、二氧化碳等灭火剂在扑救直流侧300~1 500 V高压光伏火灾时,由于灭火剂的绝缘性而无法形成回路,从而不具备导电性;消火栓水枪和多功能水枪带电扑救过程中枪头带有直流电,枪头电压随流量和距离的变化而变化,由于多功能水枪水柱中心为空气,显著降低了水柱的电导率,因此,多功能水枪比消火栓水枪更适合扑救光伏发电系统带电火灾。通过拟合得到了多功能水枪带电扑救过程中水电导率的计算方法,计算确定了水枪一级和二级带电扑救的安全距离。带电扑救过程中的扑救距离要严格大于一级安全扑救距离,二级扑救距离范围内要采取相应的防护措施,以防止触电事故的发生。

锂离子电池储能系统火灾抑制仿真研究

由于锂离子储能系统火灾燃爆危险性大且实验成本高,因此基于模型对储能系统火灾特性及灭火性能模拟仿真研究具有重要意义。本文通过火灾动力学模拟(fire dynamics simulator,FDS)软件建立了20尺(1尺=0.333 m)储能集装箱的全尺寸仿真分析模型,研究了电池系统的火蔓延过程以及CO_(2)、H_(2)和CO等特征气体的扩散规律。结果表明,电池箱着火后,在火源中心位置H_(2)和CO浓度可达到1000 ppm(1 ppm=10-4%)以上,而在集装箱角落的浓度仅为24~183 ppm;水喷淋灭火系统降温效果明显,可以将火焰上部温度自791℃迅速降低至330℃以下;此外,水喷淋灭火系统会造成电池箱的不完全燃烧,导致局部区域可燃气体浓度上升。本文的结果旨在为锂离子电池储能系统的安全设计及火灾防控技术研究提供一种仿真分析方法。

触觉传感技术在锂离子电池热失控预警中的应用

针对应用触觉传感技术进行储能用锂离子电池的热失控安全监控开展了研究,选取52 Ah方壳磷酸铁锂电池作为研究对象,采用加热板触发单体及模组电池热失控,并结合力、电、热等多种实时监测手段,详细剖析了单体和模组层级的热失控过程。在单体级热失控试验中,电池温度因加热板作用而逐渐升高,112 s后内部短路导致膨胀力急剧增强,比电压和温度的响应能力提前8.9 min。进一步扩展到模组级热失控试验,在触发端部电池热失控后,尤其在热蔓延导致相邻电芯热失控阶段,膨胀力在电池温度和电压尚无明显变化时出现快速增长,可较电压和温度提前约6.0 min响应热失控。试验证明,相对电池温度、电压等特征,电池膨胀力能提前预警电池热失控,引入力维度数据监控能有效提高储能用锂离子电池热失控的预警能力。

多点位监控视频分析在火灾过程重构中的应用

以一起大型仓库火灾事故调查为例,介绍了多点位监控视频分析在火灾过程重构中的应用。通过点位初筛筛选出包含有效信息的视频,通过相对时间校准消除了各点位的时间误差,然后根据各点位视频画面综合分析确定了起火时间,根据各点位光影交叉定位和相互印证,确定了起火部位和火势发展情况,从而重构了该起火灾的起火过程。在此基础上,分析了火灾调查工作中提取多点位监控视频的注意事项,总结了多点位监控视频分析中的一些原则和方法。

剩磁检测法在汽车火灾原因调查中的不适用性分析

剩磁检测法在汽车火灾原因调查实践中常造成法律纠纷。为探究剩磁检测法能否适用于汽车火灾,根据车辆火灾中金属构件的应用工况开展四项模拟试验,研究剩磁变化规律。结果表明:汽车机舱内电气短路能量难以引起车身剩磁量明显变化;车辆机舱和车身部分位置自身存在较高剩磁值,对剩磁检测存在干扰;火灾过程中的高温作用与火后拖拽维修操作会导致磁性消退,影响车辆剩磁值的测量。最终证实,剩磁检测法不适用于汽车火灾原因的调查与认定工作。

一起锂离子电池生产厂房火灾事故的案例分析与思考

介绍了一起锂离子电池生产厂房火灾事故案例,通过视频分析、现场勘查、调查询问、物证检测等,准确认定了起火原因。利用无损测试和有损测试方法对厂家提供的锂离子电池产品进行专业分析,确定了活化房内聚合物锂电池产品质量问题是引起事故的直接原因,聚合物锂电池内部短路导致电池外壳破裂引起自燃。研究对后续此类火灾的调查具有一定的借鉴意义,同时提出锂离子电池生产厂房火灾防范措施和安全管理对策。

火灾下结构构件远程超温报警装置研究

为实现建筑火灾中结构构件达到耐火极限时进行远程超温报警,利用不同合金材料高温熔化时熔点固定的特性,结合控制器局域网总线技术,研发了结构构件的临界温度远程超温报警装置,并开展了试验验证。采用有限元方法,分析了感温合金在H型钢柱构件上的布置方式。明确了标准升温曲线作用下,H型钢柱达到耐火极限时,柱表面的临界温度影响因素,提出了H型钢柱临界温度计算方法。研究结果表明:研发的报警装置可以实现结构构件达到耐火极限时的超温报警,试验验证了报警装置的有效性;感温合金宜布置在H型钢柱的中部2/3柱高范围内的钢构件表面任意位置;约束方式、荷载比、截面尺寸和长细比对H型钢柱构件表面临界温度的影响较大。

建筑隔震装置用橡胶高温下力学性能研究

为了研究建筑工程隔震装置用橡胶材料高温力学性能,进行了常温和高温下橡胶材料拉伸性能、剪切性能以及压缩性能的力学试验,得到橡胶材料高温下力学性能损伤规律。通过试验数据拟合,得到橡胶材料高温本构关系和相关参数计算公式,为今后隔震装置高温下数值模拟分析提供了真实高温下基本力学性能参数依据。

基于大数据的新能源汽车火灾调查系统研建与应用

结合全国新能源汽车火灾调查数据采集工作提出并研建了基于大数据的新能源汽车火灾调查系统,旨在通过整合多源数据和应用先进的数据分析技术,提升火灾事故的调查效率、预警能力和安全性。该系统的总体架构分为数据采集层、数据存储与管理层、数据处理与分析层、数据应用服务层和用户交互层。通过对事故调查数据、车载传感器数据及外部环境数据等的收集与分析,系统实现了火灾原因的深入挖掘和关联性分析。

火灾等级划分的损失标准分析研究

为了研究当前火灾等级划分损失标准的合理区间,基于2007年标准修订时的发展水平,对国民生产总值和居民人均可支配收入变化情况、基于CPI的通货膨胀变化情况、历史火灾数据情况等进行对比分析;同时,引入“家庭承受损失上限”概念,通过计算火灾损失的“家庭承受损失上限”当量来衡量损失的严重程度,进而分析当前损失标准的调整范围。通过各推算方法间的对比,将火灾损失等级划分的界值控制在2900万元~3300万元、9958万元~1.5亿元、2.98亿元~3.30亿元。考虑到火灾损失的特点,结合分析测算结果及海上交通事故新修订的等级标准,建议将较大、重大、特别重大火灾事故等级的损失标准分别调整为3000万元、1亿元和3亿元。