Litium batareyalarının təhlükəsizliyi həmişə sənayedə narahatlıq doğurur. Xüsusi material quruluşuna və mürəkkəb iş mühitinə görə, yanğın hadisəsi baş verdikdə, avadanlıqların zədələnməsinə, əmlak itkisinə və hətta itkilərə səbəb olacaqdır. Litium batareyasında yanğın baş verdikdən sonra, utilizasiyası çətindir, uzun müddət çəkir və çox vaxt çoxlu miqdarda zəhərli qazların əmələ gəlməsini nəzərdə tutur. Buna görə də, yanğının vaxtında söndürülməsi yanğının yayılmasına təsirli şəkildə nəzarət edə bilər, geniş yanmalardan qaçınır və personalın qaçması üçün daha çox vaxt təmin edir.

Litium-ion batareyaların termal qaçış prosesi zamanı tez-tez tüstü, yanğın və hətta partlayış baş verir. Buna görə də, termal qaçaq və diffuziya probleminə nəzarət, istifadə prosesində litium batareya məhsullarının qarşılaşdığı əsas problemə çevrildi. Doğru yanğınsöndürmə texnologiyasının seçilməsi yanğının qarşısının alınması üçün böyük əhəmiyyət kəsb edən batareyanın termal qaçaqlığının daha da yayılmasının qarşısını ala bilər.

Bu məqalədə hazırda bazarda mövcud olan əsas yanğınsöndürənlər və söndürmə mexanizmləri təqdim olunacaq və müxtəlif növ yanğınsöndürmə vasitələrinin üstünlükləri və çatışmazlıqları təhlil ediləcək.

Yanğınsöndürənlərin növləri

Hazırda bazarda olan yanğınsöndürənlər əsasən qazlı yanğınsöndürənlər, su əsaslı yanğınsöndürənlər, aerozollu yanğınsöndürənlər və quru tozlu yanğınsöndürənlərə bölünür. Aşağıda hər bir yanğınsöndürən növünün kodlarına və xüsusiyyətlərinə giriş verilmişdir.

Perfluoroheksan: Perfluoroheksan OECD və ABŞ EPA-nın PFAS inventarına daxil edilmişdir. Buna görə də, yanğınsöndürmə vasitəsi kimi perfluoroheksanın istifadəsi yerli qanun və qaydalara uyğun olmalıdır və ətraf mühitin mühafizəsi tənzimləyici qurumlarla əlaqə saxlamalıdır. Termik parçalanmada perfluoroheksanın məhsulları istixana qazları olduğundan, uzunmüddətli, böyük dozada, davamlı püskürtmə üçün uyğun deyil. Su püskürtmə sistemi ilə birlikdə istifadə etmək tövsiyə olunur.

Triflorometan:Triflorometan agentləri yalnız bir neçə istehsalçı tərəfindən istehsal olunur və bu növ yanğınsöndürmə agentini tənzimləyən xüsusi milli standartlar yoxdur. Baxım dəyəri yüksəkdir, ona görə də istifadə etmək tövsiyə edilmir.

Heksafluoropropan:Bu söndürmə agenti istifadə zamanı qurğulara və ya avadanlıqlara zərər verməyə meyllidir və onun Qlobal İstiləşmə Potensialı (GWP) nisbətən yüksəkdir. Buna görə də, heksafluoropropan yalnız keçid yanğınsöndürmə agenti kimi istifadə edilə bilər.

Heptafluoropropan:İstixana effektinə görə, tədricən müxtəlif ölkələr tərəfindən məhdudlaşdırılır və aradan qaldırılacaq. Hazırda heptafluoropropan agentlərinin istehsalı dayandırılıb ki, bu da texniki xidmət zamanı mövcud heptafluoropropan sistemlərinin doldurulmasında problemlərə səbəb olacaq. Buna görə də onun istifadəsi tövsiyə edilmir.

İnert qaz:O cümlədən IG 01, IG 100, IG 55, IG 541, bunlar arasında IG 541 daha geniş istifadə olunur və beynəlxalq səviyyədə yaşıl və ekoloji cəhətdən təmiz yanğınsöndürmə agenti kimi tanınır. Bununla belə, onun yüksək tikinti dəyəri, qaz balonlarına yüksək tələbat və böyük yer işğalı kimi mənfi cəhətləri var.

Su əsaslı agent:İncə sulu dumanlı yanğınsöndürənlər geniş istifadə olunur və onlar ən yaxşı soyutma effektinə malikdirlər. Bunun səbəbi, suyun böyük bir xüsusi istilik tutumuna malik olmasıdır, o, böyük miqdarda istiliyi tez udmaq, batareyanın içərisində reaksiyaya girməyən aktiv maddələri soyutmaq və beləliklə, temperaturun daha da yüksəlməsini maneə törədir. Bununla belə, su batareyalara ciddi ziyan vurur və izolyasiya deyil, batareyanın qısa qapanmasına səbəb olur.

Aerozol:Ətraf mühitə uyğunluğu, qeyri-toksikliyi, aşağı qiyməti və asan təmiri sayəsində aerozol əsas yanğınsöndürmə agentinə çevrilmişdir. Bununla belə, seçilmiş aerozol BMT qaydalarına və yerli qanun və qaydalara uyğun olmalıdır və yerli milli məhsul sertifikatı tələb olunur. Bununla belə, aerozolların soyutma qabiliyyəti yoxdur və onların tətbiqi zamanı batareyanın temperaturu nisbətən yüksək olaraq qalır. Yanğınsöndürmə agenti buraxılmağı dayandırdıqdan sonra batareya yenidən alışmağa meyllidir.

Yanğınsöndürmə vasitələrinin effektivliyi

Çin Elm və Texnologiya Universitetinin Dövlət Yanğın Elmləri Laboratoriyası ABC quru tozu, heptafloropropan, su, perfluoroheksan və CO2 yanğınsöndürmə vasitələrinin 38A litium-ion batareyasında yanğınsöndürmə təsirlərini müqayisə edən bir araşdırma apardı.

Yanğınsöndürmə prosesinin müqayisəsi

ABC quru tozu, heptafloropropan, su və perfluoroheksan batareya yanğınlarını alov almadan tez bir zamanda söndürə bilər. Bununla belə, CO2 yanğınsöndürənləri batareya yanğınlarını effektiv şəkildə söndürə bilmir və yenidən alışmağa səbəb ola bilər.

Yanğın söndürmə nəticələrinin müqayisəsi

Termal qaçışdan sonra, yanğınsöndürənlərin təsiri altında litium batareyalarının davranışı təxminən üç mərhələyə bölünə bilər: soyutma mərhələsi, temperaturun sürətli yüksəlməsi mərhələsi və yavaş temperaturun azalması mərhələsi.

Birinci mərhələsoyutma mərhələsidir, burada yanğınsöndürən buraxıldıqdan sonra batareyanın səthinin temperaturu azalır. Bu, əsasən iki səbəblə bağlıdır:

• Batareyanın ventilyasiyası: Litium-ion batareyaların termal qaçışından əvvəl batareyanın içərisində çoxlu miqdarda alkanlar və CO2 qazı toplanır. Batareya təzyiq həddinə çatdıqda, təhlükəsizlik klapan açılır və yüksək təzyiqli qaz buraxır. Bu qaz akkumulyatorun içindəki aktiv maddələri daşıyır və eyni zamanda akkumulyatora müəyyən qədər soyutma effekti verir.
• Yanğınsöndürmə vasitəsinin təsiri: Yanğınsöndürmə maddəsinin soyuducu təsiri əsasən iki hissədən ibarətdir: faza dəyişikliyi zamanı istilik udma və kimyəvi izolyasiya effekti. Faza dəyişikliyi ilə istilik udma birbaşa batareyanın yaratdığı istiliyi aradan qaldırır, kimyəvi izolyasiya effekti isə kimyəvi reaksiyaları kəsərək istilik istehsalını dolayı yolla azaldır. Su yüksək xüsusi istilik tutumuna görə ən əhəmiyyətli soyutma effektinə malikdir və ona böyük miqdarda istiliyi sürətlə udmağa imkan verir. Perfluoroheksan, HFC-227ea, CO2 və ABC quru tozu isə yanğınsöndürənlərin təbiəti və mexanizmi ilə əlaqəli əhəmiyyətli soyutma effektləri göstərmir.

İkinci mərhələ sürətli temperatur yüksəlmə mərhələsidir, burada batareyanın temperaturu minimum dəyərdən pik həddinə sürətlə yüksəlir. Yanğınsöndürənlər batareyanın içərisində parçalanma reaksiyasını tamamilə dayandıra bilmədiyi üçün və əksər yanğınsöndürənlər zəif soyutma təsirinə malik olduğundan, batareyanın temperaturu müxtəlif yanğınsöndürənlər üçün demək olar ki, şaquli yüksəlmə tendensiyası göstərir. Qısa müddətdə batareyanın temperaturu ən yüksək səviyyəyə qalxır.

Bu mərhələdə, müxtəlif yanğınsöndürmə vasitələrinin batareyanın temperaturunun yüksəlməsini maneə törətməkdə effektivliyində əhəmiyyətli fərq var. Azalan qaydada effektivlik su > perfluoroheksan > HFC-227ea > ABC quru toz > CO2-dir. Batareyanın temperaturu yavaş-yavaş yüksəldikdə, batareyanın yanğın xəbərdarlığı üçün daha çox cavab müddəti və operatorlar üçün daha çox reaksiya müddəti təmin edilir.

Nəticə

1. CO2: Əsasən boğulma və izolyasiya ilə fəaliyyət göstərən CO2 kimi yanğınsöndürənlər batareya yanğınlarına zəif inhibitor təsir göstərir. Bu araşdırmada CO2 ilə şiddətli alovlanma hadisələri baş verdi ki, bu da onu litium batareya yanğınları üçün yararsız etdi.
2. ABC Dry Powder / HFC-227ea: ABC quru toz və HFC-227ea yanğınsöndürənlər, ilk növbədə izolyasiya və kimyəvi bastırma yolu ilə fəaliyyət göstərir, batareyanın daxilindəki zəncirvari reaksiyaları müəyyən dərəcədə qismən maneə törədə bilər. Onlar CO2-dən bir qədər daha yaxşı təsirə malikdirlər, lakin soyutma effektləri olmadığından və batareyada daxili reaksiyaları tamamilə bloklaya bilmədiklərindən, yanğınsöndürən buraxıldıqdan sonra batareyanın temperaturu hələ də sürətlə yüksəlir.
3. Perfluoroheksan: Perfluoroheksan yalnız daxili batareya reaksiyalarını bloklayır, həm də buxarlanma yolu ilə istiliyi udur. Buna görə də, onun akkumulyator yanğınlarına inhibitor təsiri digər yanğınsöndürənlərdən xeyli yaxşıdır.
4. Su: Bütün yanğınsöndürənlər arasında su ən bariz yanğınsöndürmə effektinə malikdir. Bu, əsasən suyun böyük bir xüsusi istilik tutumuna malik olması ilə əlaqədardır ki, bu da ona böyük miqdarda istilik udmağa imkan verir. Bu, batareyanın içindəki reaksiyaya girməyən aktiv maddələri soyuyur və bununla da temperaturun daha da yüksəlməsinə mane olur. Bununla belə, su batareyalara əhəmiyyətli ziyan vurur və heç bir izolyasiya təsiri yoxdur, buna görə də onun istifadəsi son dərəcə ehtiyatlı olmalıdır.

Nəyi Seçməliyik?

Hal-hazırda bazarda olan bir neçə enerji saxlama sistemi istehsalçıları tərəfindən istifadə edilən yanğından mühafizə sistemlərini araşdırdıq, ilk növbədə aşağıdakı yanğınsöndürmə həllərindən istifadə etdik:

• Perfluoroheksan + Su
• Aerozol + Su

Bunu görmək olarsinergetik yanğınsöndürmə vasitələri litium batareya istehsalçıları üçün əsas tendensiyadır. Perfluoroheksan + Suyu nümunə götürsək, Perfluoroheksan nazik su dumanının batareya ilə təmasını asanlaşdıraraq açıq alovu tez söndürə bilər, nazik su dumanı isə onu effektiv şəkildə soyuda bilər. Kooperativ əməliyyat tək yanğınsöndürmə vasitəsi ilə müqayisədə daha yaxşı yanğınsöndürmə və soyutma effektlərinə malikdir. Hazırda Aİ-nin Yeni Batareya Qaydası gələcək akkumulyator etiketlərində mövcud yanğınsöndürmə vasitələrinin daxil edilməsini tələb edir. İstehsalçılar həmçinin öz məhsullarına, yerli qaydalara və effektivliyə əsasən müvafiq yanğınsöndürmə vasitəsini seçməlidirlər.