新能源储能锂电池厂气体监测方案

应用背景

在全球碳中和目标的推动下,清洁能源的普及和应用成为了解决能源问题和环境问题的关键所在。风电、光伏发电、新能源汽车等的快速发展,使得储能因其在需求方面的旺盛和技术的不断进步而备受关注。特别是锂离子电池,因其高能量密度、长循环寿命和不断降低的生产成本,已经成为电化学储能领域的主导力量。然而,锂电池生产过程中其工艺流程会产生可燃和有毒有害气体,威胁生产安全。

气体类别

有机溶剂挥发气体

NMP等有机溶剂挥发产生的VOC气体、氟化氢、一氧化碳、二氧化碳、氢气、二氧化硫等气体。

执行国家标准

GB50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》

GB 44240-2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》

GB/T 42288-2022《电化学储能电站安全规程》

GB 51048-2014《电化学储能电站设计规范》

GB/T 36276-2018《电力储能用锂离子电池》

检测原理

催化燃烧原理

催化燃烧传感器是利用催化燃烧的热效应原理,由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥,在一定温度条件下,可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧,载体温度就升高,通过它内部的铂丝电阻也相应升高,从而使平衡电桥失去平衡,输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号,通过测量铂丝的电阻变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。

红外原理

红外传感器是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器,从容器可以透光的两个端面中的一个端面侧边射入一束红外光。当红外线传感器波长与被测气体吸收谱线相吻合时,红外能量被吸收,红外光线穿过被测气体后的光强衰减满足朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律,气体浓度越大,对光的衰减也越大。这时红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比数据,由此可通过测量气体对红外光线的衰减来测出气体浓度。

电化学原理

电化学传感器通常由三个部分组成: 电极、电解质和半导体电极是传感器的核心部分,它是由金属或半导体材料制成的,可以与气体分子发生化学反应。电解质是一种导电液体,可以将电极与半导体连接起来,形成一个完整的电路。半导体是一种特殊的材料可以将电极和电解质之间的电流信号转换为数字信号,从而实现气体浓度的检测。

光离子原理

PID的原理是有机气体在紫外光源的激发下会产生气体的电离,PID使用了一个UV(紫外线)灯,有机物在紫外灯的激发下离子化,被离子化的“碎片”带有正负电荷,从而在两个电极之间产生了电流。检测器将电流放大,通过仪器仪表设备就可以并显示出VOCs气体的浓度。

监测区域和位置

电极制备与涂布干燥区

监测气体:N-甲基吡咯烷酮(NMP)蒸气、挥发性有机化合物(VOCs)

重点位置:涂布机管道接口、阀门、浆料搅拌设备周边

监测要求:NMP检测精度需达±2% FS,安装高度距地面30-60cm(因NMP比空气重)

注液与封口区

监测气体:电解液溶剂蒸气(DMC、EMC、EC)、氢气(H₂)

重点位置:注液机、封口机密封处,电解液储存罐周边

监测要求:氢气检测响应时间≤3秒,量程覆盖0-100% LEL;溶剂蒸气需PPM级精度

化成分容与测试区

监测气体:氢气(H₂)、一氧化碳(CO)、氟化氢(HF)

重点位置:化成柜、测试工位顶部(氢气易积聚)

监测要求:HF分辨率需达0.01ppm,CO检测范围0-1000ppm

电池储存与拆解区

监测气体:硫化氢(H₂S)、氯气(Cl₂)、二氧化碳(CO₂)

重点位置:拆解设备周边、电池堆垛区

监测要求:H₂S抗干扰算法需排除SO₂影响,Cl₂检测精度±0.5ppm

监测方式

在线式气体探测器

将在线式气体探测器固定在现场,连续自动检测可燃或有毒气体,气体超限自动报警,还可自动联动排风机、电磁阀等设备,可以通过RS485总线制数字信号、4-20mA三线制电流信号或4G/GPRS无线传输形式,将检测到的气体浓度数据实时传到气体报警控制器或PLC、DCS系统或监控中心,数据大屏上集中呈现。

气体报警控制器

气体报警控制器安装于监控中心,可适用于标准4~20mA电流信号以及RS485总线制信号的控制与通讯,控制器采用高性能单片机进行控制及处理,整机工作状态稳定。数据记录、报警记录、系统日志以及报警通道均可通过菜单查询,并可通过继电器输出来控制外部设备,如排风系统或其它外部设备。

工业安全物联网平台

基于物联网、云计算理念,整合企业的可燃和有毒气体等信息,实现日常监管、在线监测、应急救援于一体的智能化管理平台。通过在一些危险源或存在有安全生产事故隐患的作业区域内安装各类报警器或监测设备,通过有线或无线形式将各仪器仪表数据采集汇总,统一由平台进行智能分析和处理,为企业的日常监管和应急处理提供信息基础和决策依据。满足企业从日常生产、在线监测、职业健康、教育训练、应急救援、知识库建设等实施一体化管理。

系统采用传感器、即时通讯、移动互联、无线通讯、GIS地图等技术于一体,通过人防、物防与技防相结合,有效提高危化企业本身的安全意识,提升企业的安全生产信息化管理。

其它产品

微型环境空气质量监测系统V2.0版(带存储泵吸标准型)

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微型环境空气质量监测系统是一种模块化设计、可对大气环境污染进行高精度、多参数测量的监测系统,系统采用高精度、高分辨率的原装进口气体传感器以及高性能的颗粒物、气象传感器,具有体积小、重量轻、设计简洁、高性价比、多参数高集成、安装方便等特点。

微型环境空气质量监测系统广泛应用于城市空气质量监测和工业空气排放污染监测,可同时对空气中的各种环境污染气体、颗粒物、气象参数进行测量。系统支持外部通信接口,带数据存储、数据导出功能,通过无线数据采集传输终端可实时将测量数据传送到监测中心,并能通过网络浏览器进行远程控制。可根据用户的需求选配气体、颗粒物、气象参数等测量模块,是一种新型的、低成本的、智能型监测设备,是环境监测管理部门进行空气质量监测的理想设备。

气体参数测量:原装进口高性能传感器,具有高精度、寿命长、稳定性好的特点,可同时监测1-6种有毒有害气体,传感器可灵活配置任意组合、即插即用,以适应不同行业领域的监测需求;可以测量的气体有:O3、 SO2、NO2、CO、VOC等。

颗粒物测量:可监测PM2.5和PM10颗粒物参数;

温度、湿度测量:可监测环境空气中的温度和湿度参数;(选配)

风速、风向测量:可监测风速、风向参数;(选配)

气象参数测量:可监测大气压、环境噪声、光照参数;(选配)

太阳能电源系统:可选配太阳能电源系统对系统进行直接供电,无须市电接入;(选配)

LED显示屏看板:监测数据通过有线或无线方式传输至LED显示屏看板进行测量参数的直观显示。(选配)

微型环境空气质量监测系统V2.0版(无显示无存储泵吸经济型)

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气体参数测量:原装进口高性能传感器,具有高精度、寿命长、稳定性好的特点,可同时监测1-6种有毒有害气体,传感器可灵活配置任意组合、即插即用,以适应不同行业领域的监测需求;可以测量的气体有:O3、 SO2、NO2、CO、VOC等。

颗粒物测量:可监测PM2.5和PM10颗粒物参数;

温度、湿度测量:可监测环境空气中的温度和湿度参数;(选配)

风速、风向测量:可监测风速、风向参数;(选配)

气象参数测量:可监测大气压、环境噪声、光照参数;(选配)

太阳能电源系统:可选配太阳能电源系统对系统进行直接供电,无须市电接入;(选配)

LED显示屏看板:监测数据通过有线或无线方式传输至LED显示屏看板进行测量参数的直观显示。(选配)

恶臭气体在线监测系统V2.0版(带存储泵吸标准型)

恶臭气体在线监测系统V2.0版(带存储泵吸标准型)

恶臭气体在线监测系统采用高精度、高分辨率的高性能气体传感器、可实时在线检测氨及低分子氨 、硫醇及硫醚、挥发性有机物、臭气浓度 、硫化氢及硫化物、颗粒物等多项参数,具有体积小、重量轻、设计简洁、高性价比、多参数高集成、安装方便等特点。

恶臭气体在线监测系统广泛应用于恶臭污染源气体的排放监测,系统支持外部通信接口,带数据存储、数据导出功能,通过无线数据采集传输终端可实时将测量数据传送到监测中心。可根据用户的需求选配气体、颗粒物、气象参数等测量模块,是一种新型的、低成本的、智能型监测设备,是环境监测管理部门进行空气质量监测的理想设备。

气体参数测量:高性能智能化气体传感器,具有高精度、寿命长、稳定性好的特点,可同时监测1-6种有毒有害气体,传感器可灵活配置任意组合、即插即用,以适应不同行业领域的监测需求;可以测量的气体有:氨气、硫化氢、甲硫醇、TVOC等。

颗粒物测量:可监测PM2.5和PM10颗粒物参数;(选配)

温度、湿度测量:可监测环境空气中的温度和湿度参数;(选配)

风速、风向测量:可监测风速、风向参数;(选配)

气象参数测量:可监测大气压、环境噪声、光照参数;(选配)

太阳能电源系统:可选配太阳能电源系统对系统进行直接供电,无须市电接入;(选配)

LED显示屏看板:监测数据通过有线或无线方式传输至LED显示屏看板进行测量参数的直观显示。(选配)