化成作为锂离子电池生产的重要一环，锂离子电池在化成过程中存在燃烧甚至爆炸的风险，因此，合理设计自动喷水灭火系统尤为重要。本文对化成车间的自动喷水灭火系统选型、喷头选型进行分析，对系统设计流量进行计算比选。

一、锂离子电池厂房中化成车间的火灾特点

化成是指通过充电的方式实现锂离子电池的初始化，使其活性物质激活。锂离子电池厂房的化成车间需设高温环境以加速SEI膜的形成，缩短化成时间，提高生产效率。因为化成车间是相对封闭的环境且车间温度通常为45±3℃，露点温度为-40℃，所以，电池一旦燃烧，火势会迅速蔓延。

二、锂离子电池厂房中化成车间自动喷水灭火系统的选型

根据《锂离子电池工厂设计标准》GB51377-2019-10.4.3.1条规定，锂离子电池生产厂房应设置自动喷水灭火系统。根据自动喷水灭火系统的用途和配置状况，可分为湿式、干式、预作用、雨淋、水幕系统等，以上五者特点如下表：

因为化成车间环境温度为45±3℃且需配置灭火速度快、能在火灾初期迅速扑灭火灾的灭火系统，而干式系统和预作用系统响应时间较长，会滞后喷水、雨淋系统对水量需求大、水幕系统不能直接扑灭火灾，所以化成车间可选用灭火速度快，适用范围广的湿式自动喷水灭火系统。

三、锂离子电池厂房中化成车间的喷头选型

根据《锂离子电池工厂设计标准》GB51377-2019-10.4.3.2条规定，化成工艺区域宜采用早期抑制快速响应喷头。早期抑制快速响应喷头特点如下：

由于化成车间火势蔓延迅速，因此需采用反应时间短、喷射水量大、冲击性强的早期抑制快速响应喷头，以在火灾初期快速灭火。

因为《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017-6.1.2条规定，闭式系统的洒水喷头，其公称动作温度宜高于环境最高温度30℃，所以，化成车间应选用公称动作温度为79℃的早期抑制快速响应喷头。

四、锂离子电池厂房中化成车间的系统设计流量计算

根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017-9.1.1条规定，喷头的流量应按下式计算：

式中 q——喷头流量（L/min）；

     P——喷头工作压力（MPa）；

     K——喷头流量系数。

9.1.3条规定，系统的设计流量，应按照最不利点处面积内喷头同时喷水的总流量确定，且应按下式计算：

式中 Q——系统设计流量（L/s）；

     q_i——最不利点处作用面积内各喷头节点的流量（L/min）；

     n——最不利点处作用面积内的喷头数。

举例，一层高为7.5米的化成车间，根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017-5.0.5条规定，采用早期抑制快速响应喷头时，最大净空高度为9.0米的场所，其喷头流量系数可选用K202、K242、K320、K363。该化成车间的系统压力和系统设计流量运用上述公式可计算得出下表结果：

通过对比可知，在流量相差不大的情况下，K363喷头的系统压力需求最小，可有效降低水泵扬程；系统设计流量最小，可缩小消防水池容积需求，因此，该化成车间应选用K363喷头，系统设计流量为90L/S（一般实际取值比计算值略大）。

结语：湿式系统和早期抑制快速响应喷头在抑制化成车间火灾事故上极具优势，可对火灾事故快速反应、在火初期快速灭火、将火灾影响有效降低。