海洋石油工程蓄電池組安裝調(diào)試與維護

海洋石油工程股份有限公司 張建國

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海洋石油工程蓄電池組安裝調(diào)試與維護

海洋石油工程股份有限公司 張建國

【摘要】文章總結(jié)了蓄電池組在海洋石油工程中的安裝施工、設(shè)備調(diào)試和維護保養(yǎng)，同時介紹了蓄電池的充放電原理、參數(shù)設(shè)置和容量測試等內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】蓄電池組；海洋石油工程；安裝調(diào)試；容量測試；充放電

1 引言

在海洋石油平臺的電力系統(tǒng)中, 蓄電池組一般應(yīng)用在不間斷電源UPS、發(fā)電機啟動、直流盤、導(dǎo)航系統(tǒng)等。蓄電池組作為常規(guī)電力系統(tǒng)以外的獨立應(yīng)急電源系統(tǒng)，在平臺正常電力系統(tǒng)發(fā)生故障、甚至在火災(zāi)等應(yīng)急情況下，仍需保證應(yīng)急設(shè)備可靠工作一段時間，這就對蓄電池提出了很高的可靠性要求。在海洋石油電力系統(tǒng)工程中，良好的蓄電池組質(zhì)量是獨立應(yīng)急電源系統(tǒng)高質(zhì)量運行的基礎(chǔ)，也為將來的設(shè)備運行與維護做好準(zhǔn)備。工程安裝調(diào)試階段對蓄電池組質(zhì)量檢驗的好壞，將決定蓄電池組的可靠性和使用壽命。

2 蓄電池組的運輸與安裝

蓄電池組在生產(chǎn)檢驗合格后，經(jīng)過海運或陸運的多次的裝卸后才能到達海洋石油平臺的電池間，在運輸過程中，蓄電池是單體來對待的，到了平臺上的電池間才將所有單體連接起來，在平臺電力系統(tǒng)中起到良好的后備作用。在運輸?shù)綆旆亢?，首先要做的是外觀檢查，外觀檢查主要看單體在運輸及搬運中有無殼體裂痕、漏液、溢酸和發(fā)生短路等現(xiàn)象，若外觀有問題，則需要由專業(yè)工程師對問題單體進行檢測評估，及時更換問題單體，確保有問題單體不得進入平臺電力系統(tǒng)。

電池的安裝在電池間內(nèi)，安裝前需清理電池間及安裝支架，創(chuàng)造良好的安裝條件。首先按照設(shè)計圖紙完成單體的安裝，緊接著需要使用帶有絕緣護套力矩扳手，利用連接片將單體電池連接起來，連接中需確保連接螺栓力矩滿足規(guī)范要求，并嚴(yán)格杜絕發(fā)生正負(fù)極短路和回路短路，在安裝就位后，經(jīng)檢查單體和回路的正、負(fù)極性無誤，電纜連接正確后才能進行下一步工藝檢查。完成安裝后，需對照設(shè)計進行工藝檢驗檢查，并用萬用表測量單體之間的連接電壓，依據(jù)電壓值的波動來判斷接觸情況是否良好，如有工藝不符合要求的，需及時聯(lián)系廠家進行更換。

在蓄電池的安裝過程中，要保護好閥控式蓄電池的“心臟”-安全閥，安全閥的開啟與關(guān)閉由廠家專業(yè)人員進行設(shè)定操作，在平臺電池間的施工場所，由于沒有專業(yè)設(shè)施，所以一旦觸動了安全閥，很難確保安全閥能夠恢復(fù)到原來設(shè)定的壓力。

3 蓄電池組的調(diào)試

3.1 蓄電池組的充放電原理

平臺蓄電池組安裝就位，加注電解液后，將直流電壓加在蓄電池組的正負(fù)極板上，進行充電；負(fù)極板上的硫酸鉛被氫離子還原，正極板上的硫酸鉛與硫酸根離子化合，失去電子使正極板變?yōu)樯詈稚亩趸U，在正極板的化學(xué)反應(yīng)式1：

在負(fù)極板的化學(xué)反應(yīng)式2：

總的充電反應(yīng)式3：

在蓄電池組放電過程中，電解液中的氫離子與正極板的二氧化鉛反應(yīng)生成硫酸鉛;負(fù)極板海綿狀鉛與硫酸根反應(yīng)生成硫酸鉛。

在正極板的化學(xué)反應(yīng)式4：

在負(fù)極板的化學(xué)反應(yīng)式5：

總的放電反應(yīng)式6：

3.2 蓄電池組的充放電參數(shù)

目前海洋石油平臺的基礎(chǔ)供電系統(tǒng)由蓄電池組和充電器組成，充電器一般采用智能開關(guān)電源系統(tǒng)，所以蓄電池組的后備性能及使用壽命也取決于充電管理裝置的質(zhì)量及運行的好壞。充電器中需要設(shè)置的主要參數(shù)如下：

●單體浮充電壓和浮充總電壓值。

●蓄電池組的均充電壓值。

●蓄電池組的電壓溫度補償參數(shù)。

●蓄電池組的放電終止電壓。

●蓄電池組的充電限流值。

參數(shù)設(shè)定中還要考慮各種充電裝置對于蓄電池組的管理能力和具體要求，以便進行設(shè)定蓄電池組充電器的其他相關(guān)的具體參數(shù)。

3.3 蓄電池組的容量測試

平臺蓄電池組系統(tǒng)安裝完畢后，還要對蓄電池組進行多次充放電測試，實現(xiàn)對新安裝的蓄電池組容量的復(fù)查。在蓄電池組循環(huán)充放電3次，穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)作為原始記錄使用，原始記錄推算的電池容量真實可靠。

待新安裝的蓄電池組補充電完成后，需靜置12h，再進行放電測試。蓄電池組的放電負(fù)載可以借助放電智能負(fù)載進行，也可以采用平臺的實際負(fù)載進行。對于海洋石油平臺新安裝的電池組，考慮到蓄電池組的安全性、快速性、便捷性方面，實際中通常采用放電智能負(fù)載進行放電，并按照規(guī)范要求的10h放電率進行容量測試。在蓄電池組的放電過程中，需要間隔一段時間便記錄被測試的蓄電池單體電壓和環(huán)境溫度，10h放電率的測量間隔時間為電1h/次，但在放電終止的最后半小時內(nèi)，需加快測量的頻次。當(dāng)蓄電池組中的任意一只電池達到終止電壓，則視為該組電池到了終止電壓，并停止該蓄電池組的放電測試；一次放電后應(yīng)及時對蓄電池組進行充電，通過放電率和放電時間等參數(shù)計算出該蓄電池組所放出的電量，進行蓄電池組的容量核算。

平臺蓄電池組的充電分兩步進行，首先進行恒流充電，參數(shù)設(shè)定為0.1C10，恒流充電達到設(shè)定值后，進行恒壓充電，參考環(huán)境溫度為25℃時設(shè)定電壓，設(shè)置現(xiàn)場溫度下的單體充電電壓。在蓄電池組的充電過程中需要記錄單體電壓和環(huán)境溫度，當(dāng)蓄電池單體的電壓達設(shè)定值，且充電器的充電電流值在3小時內(nèi)不減小，則視為蓄電池組充電完成，通過計算得出所充入該蓄電池組的電量，進行蓄電池組的容量核算。

蓄電池組在第一次充電完成后，若核算的蓄電池組容量可以達到設(shè)計的98%以上，則該蓄電池組的容量滿足平臺設(shè)計要求，該蓄電池組的容量測試已經(jīng)完成。如果核算容量不達標(biāo)，則需進行第2次充放電循環(huán)。在進行蓄電池組的充放電測試中，需要進行全過程的測試與記錄。在海洋石油平臺電池間中新安裝的蓄電池一般都需經(jīng)過3次的充放電循環(huán)：安裝后首次補充電—放電、二次充電—放電和三次充電。

4 蓄電池組的保養(yǎng)與維護

1）蓄電池維護應(yīng)嚴(yán)格按照國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的項目及周期進行,對性能有懷疑和運行多年的蓄電池應(yīng)縮短維護保養(yǎng)周期,有蓄電池生產(chǎn)廠家技術(shù)參數(shù)時,其性能合格標(biāo)準(zhǔn)參照廠家數(shù)據(jù),無廠家數(shù)據(jù)時依據(jù)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2）做好投運前、日常和歷年蓄電池維護測試的數(shù)據(jù)記錄并妥善保管,可以作為判斷蓄電池性能好壞、故障分析的依據(jù)。對性能下降較快的蓄電池及早進行活化或更換,避免蓄電池組容量不足或失效對平臺生產(chǎn)的影響。

3）定期檢查蓄電池組安全閥的周圍是否有被噴射的污點,以此確定安全閥是否擰緊或損壞，同時檢查蓄電池組的外觀有無異常變形和發(fā)熱。

4）如果蓄電池組中某一單體的容量不足需要更換時，不能僅把某一單體單獨更換下來，否則會因蓄電池組的內(nèi)阻不平衡而影響整組電池的使用壽命。

5）蓄電池組的放電容量、壽命、自放電、內(nèi)阻等都受周圍環(huán)境的影響，平臺電池間的溫度應(yīng)控制在22℃～25℃之間，在這個溫度下蓄電池組有最佳的容量和壽命。

6）蓄電池組放置時間過長時，在使用前一定要進行補充電，不同廠家、型號的電池禁止混用。

參考文獻

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[5]袁寶善著.蓄電池[M].黑龍江科學(xué)林犬出版社,1981.

張建國（1982－），男，中級職稱，從事海洋油氣工程電儀調(diào)試與設(shè)計工作。

作者簡介：