T/CES 147-2022 电站用泡沫灭火剂技术规范

详细总结：T/CES 147-2022《电站用泡沫灭火剂技术规范》

本技术规范（T/CES 147-2022）由中国电工技术学会制定，旨在规范电站场景中使用的泡沫灭火剂的技术要求、试验方法、检验规则等。适用于系统容量10MW·h及以上预制舱式磷酸铁锂电池储能电站、220kV及以上变电站（换流站）场景使用的水成膜泡沫灭火剂（AFFF）。规范于2022年9月28日实施。以下是详细内容总结，按文档结构组织。

1. ​​范围​​

• 规范适用于电站场景的泡沫灭火剂，包括：
  • 系统容量≥10MW·h的预制舱式磷酸铁锂电池储能电站。
  • 220kV及以上变电站（换流站）。
• 灭火剂类型：水成膜泡沫灭火剂（AFFF），主要用于扑救电站火灾，如储能电池火灾或充油设备火灾。
• 不适用于其他类型灭火剂或非电站场景。

2. ​​规范性引用文件​​

• 引用多份国家标准和行业标准，确保规范的科学性和兼容性：
  • ​​基础标准​​：GB/T 1.1-2020（标准化文件结构）、GB 15308（泡沫灭火剂通用要求）。
  • ​​试验方法标准​​：GB/T 6682（水质要求）、HJ/T 154（生物安全评估）。
  • ​​应用标准​​：GB 50151（泡沫灭火系统）、XF 834（泡沫喷雾装置）、T/CEC 373（储能电站消防技术）。
  • ​​国际参考​​：CEN/TS 15968（PFOS/PFOA检测方法）。
• 所有引用文件的最新版本（含修改单）均适用。

3. ​​术语和定义​​

• 基于GB 15308、GB 50151和XF 834等标准定义关键术语：
  • ​​泡沫灭火剂​​：用于产生灭火泡沫的浓缩液或预混液。
  • ​​水成膜泡沫（AFFF）​​：能在燃料表面形成水膜的泡沫灭火剂。
  • ​​温度敏感性​​：泡沫液物理化学性能受温度影响的特性。
  • ​​其他术语​​：如发泡倍数、25%析液时间、扩散系数等，均沿用引用标准中的定义。
• 术语定义确保测试和应用中的一致性。

4. ​​技术要求​​

规范对泡沫灭火剂的性能提出严格要求，分为理化性能、温度敏感性和灭火性能三大类。

4.1 ​​理化性能要求​​

 - 关键指标见表1，适用于温度处理前/后样品：
   | 项目 | 要求 | 不合格类型 |
   |------|------|------------|
   | 凝固点 | 在特征值a℃内（供应商提供） | C |
   | 抗冻性、融化性 | 无可见分层和非均相 | B |
   | 比流动性 | 流量≥标准参比液或黏度≤标准参比液 | C |
   | pH值 | 6.0~8.5 | C |
   | 表面张力 | ≤18mN/m, 偏差≤10% | C |
   | 界面张力 | 偏差b≤1.0mN/m或≤10%（取大者） | C |
   | 扩散系数 | 正值 | B |
   | 腐蚀率 | Q235A钢片≤15.0mg/(d·dm²), 3A21铝片≤15.0mg/(d·dm²) | B |
   | PFOS/PFOA含量 | <10μg/kg | A |
   | 生物安全性能 | 经皮、吸入无毒；眼、皮肤无刺激 | A |
   | 发泡倍数 | ≥6倍, 偏差≤1.0或≤20%（取大者） | B |
   | 25%析液时间 | ≥2.5min, 偏差≤20% | B |
 - **说明**：
   - 特征值：供应商提供的物理化学性能值（如凝固点特征值）。
   - 不合格类型：A类（严重缺陷）、B类（主要缺陷）、C类（次要缺陷），用于检验判定。
   - 扩散系数计算：S = γc - γf - γi（γc为环己烷/变压器油表面张力，γf为泡沫溶液表面张力，γi为界面张力）。

4.2 ​​温度敏感性​​

 - 判定条件见表2：
   | 项目 | 判定条件 |
   |------|----------|
   | pH值 | 处理前后偏差绝对值>0.5 |
   | 表面张力 | 处理后值<0.95倍或>1.05倍处理前值 |
   | 界面张力 | 偏差>0.5mN/m或处理后值<0.95倍或>1.05倍处理前值（取大者） |
   | 发泡倍数 | 处理后值<0.85倍或>1.15倍处理前值 |
   | 25%析液时间 | 处理后值<0.8倍或>1.2倍处理前值 |
 - 若出现任一条件，则判定为温度敏感性泡沫液。

4.3 ​​灭火性能要求​​

 - 灭火性能需通过三类试验（表3）：
   | 试验类型 | 要求 | 不合格类型 |
   |----------|------|------------|
   | 溶剂油灭火试验 | 灭火时间≤3min；抗烧时间≥10min | A |
   | 变压器油灭火试验 | 灭火时间≤2min | A |
   | 磷酸铁锂电池模组灭火试验 | 明火扑灭时间≤10min；停系统后12h内无复燃 | A |
 - 试验模拟电站火灾场景：
   - 溶剂油试验：代表通用火灾扑救。
   - 变压器油试验：针对充油设备火灾。
   - 电池模组试验：针对储能电站火灾。

5. ​​试验方法​​

详细规定各项性能的测试程序，确保结果可重复。

5.1 ​​理化性能试验​​

 - **样品处理**：取样前搅拌均匀，确保无分层；温度处理包括冻结融化循环（如供应商声明）或60℃加热7天后20℃放置1天。
 - **关键测试方法**：
   - **凝固点（5.1.2）**：用半导体凝点测定器，样品降温至不流动时记录温度。
   - **抗冻结和融化性（5.1.3）**：样品在低于凝固点10℃下冻结24h，20℃融化，重复4周期，观察分层。
   - **比流动性（5.1.4）**：非牛顿型泡沫液用流动性测定装置（图1），比较标准参比液流量曲线；牛顿型用附录A黏度测试。
   - **pH值（5.1.5）**：酸度计在20℃±2℃下测试，重复试验差≤0.1pH。
   - **表面张力/界面张力（5.1.6）**：张力仪测试泡沫溶液在环己烷上的性能，计算扩散系数。
   - **腐蚀性（5.1.7）**：Q235A钢片和3A21铝片在38℃泡沫液中浸泡21天，计算腐蚀率。
   - **PFOS/PFOA含量（5.1.8）**：HPLC-MS检测，参照CEN/TS 15968。
   - **生物安全性能（5.1.9）**：按《化学品测试方法》评估急性毒性。
   - **发泡倍数/25%析液时间（5.1.10）**：用标准泡沫枪（图3）和收集器（图4）在0.63MPa压力下测试，计算发泡倍数（E = ρV / (m₄ - m₃)）和析液时间。

5.2 ​​温度敏感性试验​​

 - 按5.1.1温度处理后，测试pH值、表面张力等，比对处理前后数据（表2）。

5.3 ​​灭火性能试验​​

 - **试验序列（5.3.1）**：淡水/海水配制泡沫溶液，成功条件为多数试验通过（如三次试验两次成功）。
 - **试验条件（5.3.2）**：环境温度10~30℃，风速≤3m/s。
 - **样品处理（5.3.3）**：温度敏感性泡沫液需额外处理。
 - **灭火试验方法**：
   - **溶剂油灭火试验（5.3.6）**：2400mm油盘加144L溶剂油，预燃60s后供泡180s，记录灭火时间和抗烧时间。
   - **变压器油灭火试验（5.3.7）**：泡沫喷雾系统（图6）在0.35~0.45MPa下测试变压器油火灾，灭火时间≤2min。
   - **磷酸铁锂电池模组灭火试验（5.3.8）**：在集装箱内模拟（图7），过充引燃电池模组，细水雾系统供泡30min，记录扑灭时间和复燃情况。

6. ​​检验规则​​

确保产品质量一致性的管理要求。

6.1 ​​取样​​

 - 代表性取样：桶装产品摇匀；罐装产品上、中、下各取1/3。预混液取样≥600kg，AFFF液取样≥25kg。

6.2 ​​检验类型​​

 - **出厂检验（6.2.1）**：项目见表4（如凝固点、pH值、发泡倍数、灭火性能），出厂前全检或抽检。
 - **进站检验（6.2.2）**：电站收货时需提供型式试验报告、第三方报告（PFOS、生物安全、灭火性能）、出厂报告和说明书。测试发泡和灭火性能（如溶剂油试验）。
 - **产品抽检（6.2.2）**：存储期内每年抽检3批次以上，测试发泡和灭火性能；超存储期产品需额外比对早期数据。

6.3 ​​检验结果判定​​

 - 合格条件（三者之一）：
   1. 所有项目符合第4章要求。
   2. B类不合格≤1项，其他项目合格。
   3. C类不合格≤2项，其他项目合格。
 - 否则判为不合格。

7. ​​包装、标志、运输和储存​​

规范产品生命周期管理。

7.1 ​​包装​​

 - 密封塑料桶或防腐铁桶，最小包装25kg。

7.2 ​​标志​​

 - 容器上清晰标注：
   - 名称、型号、使用浓度（如“3%(AFFF/AR、-30℃)-耐海水/泡沫灭火剂-B”）。
   - 适用性（如“适用于海水”或“不适用于海水”）。
   - 灭火性能级别（如“ARIA”抗溶等级）。
   - 冻结影响声明（如“不受冻结、融化影响”）。
   - 安全警示（有害生理作用及急救措施）。
   - 储存温度、最低使用温度、有效期（AFFF储存期8年，AFFF/AR储存期2年）。
   - 净重、生产批号、日期、标准号。
   - 生产厂信息。

7.3 ​​运输和储存​​

 - **运输**：避免磕碰，防止包装损坏。
 - **储存**：通风阴凉处，温度<45℃且高于最低使用温度。泡沫液最低使用温度应低于环境月均低温（有保温措施除外）。超储存期产品需每年检验灭火性能。

8. ​​附录A：黏度测试方法​​

• 规范性附录，用于牛顿型泡沫液的比流动性测试。
  • ​​方法概述​​：旋转黏度计测定动力黏度，绘制标准参比液温度-黏度曲线（图A.1），比对样品黏度。
  • ​​设备​​：旋转黏度计（精度±5%）、恒温水浴。
  • ​​步骤​​：标准参比液测试（表A.1），样品在最低使用温度下测试（表A.2），黏度值≤标准值合格。
  • ​​结果​​：泡沫液黏度不大于标准参比液黏度。

本规范通过严格的技术要求和试验方法，确保电站用泡沫灭火剂的可靠性、安全性和环保性（如PFOS/PFOA限值），适用于储能电站和高压变电站的消防系统设计与产品验收。