原创《全钒液流电池储能电站职业性危害风险辨识预防》：本论文可用于钒论文范文参考下载，钒相关论文写作参考研究。
辽宁力康职业卫生和安全技术咨询服务有限公司 赵亦农
沈阳工程学院 王雪杰
辽宁省安全科学研究院 白彩军 齐磊|文
全钒液流电池储能系统,是目前一种新型储能系统,具有较好的动态吸收能量并适时释放的特点,可平拟风电、光伏等并网功率,提高输出功率的可控性,更可靠地调节有效电源,从而提高电网对风电、光伏电的接纳能力,提高风电资源利用效率,促进节能减排.
参照《建设项目职业病危害风险分类管理目录（2012年版）》（安监总安健〔2012〕73号）目录,储能电站可列入“电力供应”,定性为“职业病危害一般的建设项目”.正因为如此,全钒液流电池储能电站运行过程中存在的职业性危害易被忽视,如果职业病防治投入不足、防护设施存在缺陷、管理不善、劳动者缺乏防护知识或疏忽、个体防护不当等,很可能会导致职业病发生,因此,全钒液流电池储能电站运行过程中存在的职业性危害也不容忽视.
工艺分析
本文以龙源沈阳风力发电有限公司卧牛石风电场的5 MW·h及10 MW·h全钒液流电池储能系统为实例,进行职业病危害辨识分析.该风电场发电总装机规模为49.5 MW,储能系统功率占风电场总装机容量比例约为10%.该储能系统于2013年2月并网使用,是目前全球范围内投入运行的最大规模全钒液流电池储能系统.
该储能系统由电堆、电解液储罐、电子控制装置3部分组成,其中电堆是液流电池的核心,是电解液溶液发生电化学反应的场所；电解液是电池中的能量储存介质,通过输送管路和送液泵等实现电解液储存及分配；电子控制装置控制电池系统运行,实现充放电循环,并监控电池运行时的相关参数.
全钒液流电池是一种化学储能电池,和通常蓄电池中活性物质被包含在电池正负极内不同,其正负极氧化还原活性物质分别溶解于装在两个储液罐中的电解质溶液里,通过循环泵推动溶液进入电堆.电解质溶液在电堆中循环流动,溶液中的活性物质在离子传导模两侧的多孔电极上分别发生电化学还原和氧化反应.充放电过程中,为保持传导模两侧溶液的电荷平衡,从离子传导模一侧向另一侧发生离子的迁移.
该储能系统的电能储存介质为硫酸电解液,含有的活性物质为“钒离子”,储存在电池外部储罐中,通过循环系统流经电堆,在电极表面发生氧化还原反应.放电时,电池正负极电势差降低,化学能转化为电能；充电时,电池正负极电势差升高,电能转化为化学能,实现电能的存储和释放.电池工作时,电堆中发生反应；正极：VO2++H20-e- VO2++2H+；负极：V3++e- V2+.
全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池,作为一种新型储能电池,其功率取决于电池单体的面积、电池模块单体电池层数和电堆的串并联数；而储能容量取决于电解液体积和活性物质的浓度,两者可独立设计,较为灵活.
职业危害辨识及分布
电堆
电堆是电解液溶液发生电化学反应的场所.若电堆发生电解液渗漏或泄漏,可产生的职业病危害因素有硫酸、硫酸钒、硫酸亚钒等,另外充放电过程中电堆存在工频电场.
电解液储罐
电解液储罐用来存储电解液,能量储存介质为硫酸体系电解液.电解液存储、输送过程中,若发生渗漏或泄漏,可产生的职业病危害因素有硫酸、硫酸钒、硫酸亚钒等,电解液输送泵运行过程中会产生噪声危害.
电力控制装置
电力控制装置用来控制电池运行,实现充放电循环控制,主要设备有储能逆变器、电池管理屏柜、变压器等.这些设备运行过程中存在的职业病危害因素有工频电磁场、噪声（电磁性噪声）等,其中储能逆变器运行过程中可产生高频电磁场.
需要说明的是,目前我国无硫酸钒、硫酸亚钒的职业接触限值,现场噪声8 h等效声级小于85 dB（A）,不属于噪声作业.
预防措施
防护设施情况
电解液的输送、装卸及运输采用机械化和自动化设备.电堆设备、电解液储罐、输送管道及接头处采取有效的密闭措施,避免发生电解液渗漏和泄漏.电解液储罐、输送管道、输送泵采用耐酸腐蚀材料,其中电解液储罐布置在液流槽内.电堆、管道阀门、管道接口等处设置接液盒,接液盒均采用耐酸腐蚀材料.电解液输送管道设置液体泄漏报警装置,报警信息能及时传到就近监控系统及远程监控系统,并和系统停机运行联锁.储能电池间有良好的通风设施,当自然通风无法满足通风要求时,辅以机械通风.采取屏蔽、接地等措施,降低电力控制系统设备产生的工频电场对人体的危害.储能电站选用低噪声设备,并安装减振措施.
职业病防护设施
一是为防止电解液跑、冒、滴、漏,电解液装卸宜采用负压抽吸、泵输送或自流输送方式,避免人工直接操作.
二是根据GB 50046—2008《工业建筑防腐蚀设计规范》的要求,应对储能电池间相关辅助设备及管道、钢梯、钢平台扶梯等进行防酸腐蚀处理.
三是当设有电解液事故储存池时,液流槽容积宜按最大一组电池组正负极两罐酸液容量20%设计；当未设有电解液事故储存池时,液流槽容积宜按最大一组电池组正负极两罐电池液容量100%设计.电池液事故储存池容积宜按最大一组正负极两罐酸液容量100%设计.
四是储能电池间应设有漏液收集装置,降低因电解液泄漏带来的危害,漏液收集装置应至少实现收集、循环利用或安全处理等功能中的一项.
五是电解液污水应集中排放至污水处理池,污水处理池中的溶液应经无毒化处理,并达到环保要求后排放.
六是储能电池间通风设施的排风出口应设置在易于扩散的通风处,远离门、窗及进风口和人员经常停留或经常通行的地点.
七是根据储能电池间内产生的有害气体,在相应的部位设置防爆型排风机,正常通风次数不应小于3次/h,事故通风换气次数不宜小于12次/h.配电室、电容器室等相关电气设备室事故通风换气次数不应小于10次/h.
钒论文参考资料：
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