光伏产业中生产的火灾危险性及火灾防控措施

转载。

光伏产业中的拉棒、硅片、电池、组件等生产工艺存在多种火灾危险性,主要包括电气火灾、化学反应引发的火灾、设备故障导致的火灾等。具体来说:

  1. 电气火灾:光伏电站中使用的汇流箱、逆变器、蓄电池、连接器、配电柜及变压器等设备易发生电气火灾。直流电弧的产生是一种常见且危险的故障现象,通常是由于接点脱落、器件老化、绝缘破裂或接地不良等因素引起的.
  2. 化学反应引发的火灾:多晶硅生产过程中涉及氢气、液氯、氯化氢等危险化学品,存在火灾、爆炸等风险。硅粉在加工过程中的氧化和易燃特性也容易产生燃烧着火现象。
  3. 设备故障导致的火灾:锂电池模组PACK生产线中,由于锂电池本身具有易燃特性,一旦发生火灾,可能会引发严重的后果。此外,单晶拉制过程中的异常情况如冷却水管不通畅等也可能导致重大安全事故19

防控重点包括:

  • 加强电气安全管理:定期检查和维护电气设备,确保接点良好、绝缘完整,及时更换老化的器件和设备。
  • 严格化学品管理:对使用和储存的危险化学品进行严格管理,采取有效的防火防爆措施,如设置专用的存储区域、配备必要的安全设施等。
  • 提高设备维护水平:加强对关键生产设备的维护和检修,特别是对于那些在长时间运行过程中容易出现问题的设备,如逆变器、蓄电池等。
  • 采用阻燃材料和技术:在电池和组件的设计和制造过程中,采用阻燃材料和技术,以减少火灾的风险。
  • 建立应急预案和培训:制定详细的应急预案,并对员工进行定期的安全培训,提高他们应对火灾等紧急情况的能力。

通过上述措施,可以有效降低光伏产业中拉棒、硅片、电池、组件等生产工艺的火灾危险性,保障生产安全。

光伏产业中电气火灾的具体预防措施有哪些?

光伏产业中电气火灾的具体预防措施包括:

  1. 严格执行国家设计标准,规范设计,确保施工质量。选择可靠性高、业内享有口碑佳的光伏电气设备,如采用智能型电气设备,应具有直流拉弧可能引发火灾的电弧保护和10秒内快速关断功能。
  2. 应用新技术进行光伏火灾预防监测,例如红外热成像技术和光纤传感技术,通过这些技术对光伏组件进行实时监测,检测其表面温度是否异常,从而预防火灾的发生。
  3. 在屋顶光伏电站的总平面布置和变压器及其他带油电气设备的防火措施上下功夫,以减少火灾风险。
  4. 电站内部、外部均需开辟至少4米宽的消防通道,保证火情发生时,消防逃生和消防车运行通畅,不被杂草杂灌阻拦影响。同时,对于箱变、逆变、汇流箱、电缆周围的杂草杂灌进行清理,留出一定的安全区域,避免杂草引燃设备,或者设备起火引燃杂草至火势蔓延。
  5. 定期检查电线和电缆、保持光伏面板和逆变器清洁、遵循电气安全标准等,以确保采取必要的火灾风险预防措施。
  6. 使用电路保护装置AFCI (Arc-Fault Circuit-Interrupter),其主要作用是防止故障电弧引起火灾。它有检测并区别逆变器在启停或开关时产生的正常电弧和故障电弧的功能。

通过上述措施,可以有效预防光伏产业中的电气火灾,保障光伏电站的安全运行。

多晶硅生产过程中化学反应引发火灾的案例分析。

多晶硅生产过程中,由于涉及多种危险化学品,如氢气、氮气、盐酸、氢氧化钠、二氯二硅烷、三氯氢硅及四氯化硅等,这些物质在特定条件下容易引发火灾。例如,二氯二氢硅在潮湿空气中会发生局部放热反应,实际发生闪爆的环境温度往往大大低于该自燃点,这是多晶硅生产过程中最危险的物质之一。此外,多晶硅生产过程中的潜在危险因素还包括氢气、液氯、三氯氢硅等有害物质的生成,同时还存在火灾、爆炸、中毒、窒息等风险。
具体案例分析如下:

  1. 通威股份包头工厂在回收精馏、吸附柱、开车活化过程中,因阀门泄露起火,虽然明火被扑灭,未造成人员伤亡,但事故导致工厂停产一个月,影响约3000吨多晶硅产能。
  2. 保利协鑫新疆工厂因精馏装置泄漏而导致火灾,处于停工状态,预计一个月内可以恢复生产。该工厂的年产能为4.8万吨。
  3. 新疆大全新能源股份有限公司多晶硅项目在氮气置换过程中,因管线震动造成排污阀焊口断裂,导致物料(二氯硅烷、三氯硅烷、四氯化硅)泄漏引起燃爆,并波及附近三氯硅烷缓冲区。
  4. 内蒙古某硅料厂在点火试车时发生了起火爆炸,原因是新项目管道泄露起火,全停,停产5-7天,影响量400吨左右。
  5. 东方希望多晶硅项目起火,损失高达6.75亿人民币。在此之前,我国已经发生多起多晶硅安全生产事故,包括通威、协鑫、大全等硅料大厂。

这些案例表明,多晶硅生产过程中的化学反应确实可能引发火灾,且一旦发生火灾,不仅会对生产造成重大影响,还可能对环境和人员安全构成威胁。因此,加强安全生产管理,构建"双重预防体系",加强安全自动化投入,提高应急处理能力是至关重要的。

锂电池模组PACK生产线火灾事故的原因及防控策略。

锂电池模组PACK生产线火灾事故的原因主要包括电池内部的化学物质具有高度反应性,一旦电池组件损坏或过热,就可能引发火灾或爆炸。特别是在电池组装、充电和测试等环节,由于操作失误或设备故障,也可能导致火灾事故的发生。此外,电池热失控是导致锂离子电池发生火灾爆炸事故的直接原因之一,造成热失控的原因包括电芯内部本身有缺陷,例如电芯电压不平衡,使用老化或者电芯内产生枝晶现象从而造成短路。还有电池包内部短路和外部短路,引起导体&连接器过热、单体过热引发随后的热事件。
防控策略方面,首先需要提高电池一致性,降低事故风险,这包括对电池管理系统(BMS)的优化,以防止电池热失控。其次,锂电池使用企业应严格控制锂电池存放量,生产车间不应存放超过当班次使用量的电池和电芯,并做好分类、分垛、分区存放。同时,应在锂电池使用现场配置事故电池处理桶和灭火器材,工作结束后,应将车间内的锂电池回收到安全区域储存。此外,针对锂电池火灾所适用的灭火剂,可以着重介绍气体灭火剂、水基灭火剂和固体灭火剂中各自灭火剂的灭火效果,以及如何有效应用这些灭火剂进行灭火和冷却。
锂电池模组PACK生产线火灾事故的原因主要是电池内部化学物质的高度反应性、电池热失控以及操作失误或设备故障等。防控策略包括提高电池一致性、严格控制锂电池存放量、配置必要的安全设施以及有效应用灭火剂等措施。

阻燃材料和技术在光伏产业中的应用研究。

阻燃材料和技术在光伏产业中的应用主要体现在以下几个方面:

  1. 光伏连接器:改性PPO(聚苯醚)通过改性,赋予了优异的耐热、强度、阻燃和导电特性,广泛应用于光伏、新能源、电子电器等领域。特别是光伏PPO,其主要牌号如130P-BK等,展示了阻燃材料在光伏连接器中的重要作用。
  2. 光伏电缆:无卤阻燃光伏电缆被广泛应用于太阳能光伏发电系统中,用于连接太阳能电池板、逆变器、电池组等设备,传输电能。这种电缆的选择和安装需要根据光伏系统的具体要求进行,体现了阻燃技术在确保系统安全运行方面的重要性。
  3. 光伏接线盒:PPO、PC、PA等材料在光伏接线盒中的应用,其中阻燃MPPO使用磷氮类阻燃剂,具有无卤阻燃的特点,满足绿色材料的发展方向。这表明阻燃技术不仅关注材料的安全性,也符合环保和可持续发展的要求。
  4. 光伏组件:SLD新材料中的RTV有机硅胶在新能源太阳能光伏组件中的应用,展现了阻燃材料在提高光伏组件安全性和可靠性方面的贡献。这种材料具有优异的工艺性能和使用性能,是太阳能发电领域的重要组成部分。
  5. 光伏变流器:先进材料在光伏变流器组件中的应用,如阻燃电线端子和相垫片,这些材料具有高介电强度、高热变形温度和RTI电,对于提高光伏变流器的安全性和可靠性至关重要。
  6. 高端应用领域:万马高分子成功研发出自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料,并通过全球首批硅烷交联光伏电缆材料2pfg1169等产品,针对高端应用领域的研发创新,展示了阻燃技术在提升光伏电缆性能方面的进步。

阻燃材料和技术在光伏产业中的应用广泛且多样,从光伏连接器、电缆到接线盒和光伏组件等,都体现了阻燃技术在确保光伏系统安全、可靠运行方面的重要作用。同时,这些应用也符合环保和可持续发展的要求,展现了阻燃技术在光伏产业发展中的关键作用。

光伏产业应急预案和员工安全培训的有效性评估。

光伏产业的应急预案和员工安全培训的有效性评估需要从多个角度进行考量。首先,从培训计划的目的来看,通过提高工作人员的安全意识和技能水平,规范操作行为,可以降低事故风险,确保光伏电站的安全生产和运行。这表明,如果培训措施得当,理论上能够有效提升员工的安全意识和应对能力。
然而,实际发生的事故案例显示,尽管有培训计划的存在,但仍然发生了多起事故,包括着火、爆炸、坠亡等。这些事故的发生说明,仅仅依靠安全培训可能还不足以完全避免事故发生,还需要其他有效的管理和技术措施来共同保障安全生产。
此外,国家能源局和国家安全监管总局已经发布了光伏发电企业安全生产标准化创建规范,以及综合标准化技术体系标准明细表,这些规范和标准的制定和实施对于提升整个光伏产业的安全生产水平具有重要意义。这意味着,除了员工的个人能力和安全意识外,企业的整体安全生产管理体系也对预防事故的发生起着关键作用。
光伏项目的应急预案编制要求项目负责人牵头,相关部门和专业人员进行协作,确保预案的全面性和有效性。这表明,有效的应急预案不仅需要考虑各种可能发生的灾害类型,还需要跨部门的合作和专业人员的参与,以确保预案的实际应用效果。
虽然光伏产业的员工安全培训和应急预案在理论上是有效的,但在实际操作中仍存在一定的局限性。为了进一步提高其有效性,需要结合国家层面的安全生产标准化创建规范和综合标准化技术体系标准,加强企业内部的安全生产管理体系建设,同时注重跨部门合作和专业人员的参与,以全面提升光伏产业的安全生产水平。