歐洲ALCAD蓄電池組40年運行案例

遼陽石化公司是1972年籌備建廠，1973年經(jīng)中國技術(shù)進(jìn)出口公司同法國德西尼布(TECHNIP)、斯貝西姆（SPEICHIM）兩公司簽訂《以石腦油為原料生產(chǎn)聚酯、錦綸六六、聚合級已烯、聚合級丙烯的聯(lián)合企業(yè)合同》，上述生產(chǎn)單元配置的設(shè)備從法國成套引進(jìn)，煉油及公用工程生產(chǎn)單元涉及的設(shè)備國內(nèi)配套，建成石油化工化纖聯(lián)合企業(yè)。1974年開工建設(shè)，計劃1977年上半年建成試車。

法國進(jìn)口生產(chǎn)裝置供電用電設(shè)備是從法國配套引進(jìn)，一共建設(shè)變電所8座，命名為P級變電所。P級變電所所用直流電源為110V，兩套整流柜是法國EMP 廠家生產(chǎn)，一套整流柜運行、另一套整流柜備用，有自動切換裝置。直流母線上接1組蓄電池作為備用電源，每座變電所1組，一共8組蓄電池。當(dāng)一套整流柜（運行的）失電或故障時，備用整流柜自動投入運行，當(dāng)兩套整流柜失電或故障時蓄電池組獨立供電。生產(chǎn)裝置儀表用直流電源為48V，兩套整流柜同時運行供電，互為備用，直流母線上接1組蓄電池作為備用電源。儀表直流電源共10套，10組蓄電池。

110V 成組的蓄電池由阿爾卡德(ALCAD)英國公司制造，型號DLS。48V 成組的蓄電池由阿爾卡德(ALCAD)瑞典公司制造，型號DLS。兩國供應(yīng)的都是鎘鎳堿性（NICKEL CADMIUM BATTERY）蓄電池。這批蓄電池是1975年進(jìn)口到安裝現(xiàn)場，1976年安裝調(diào)試結(jié)束，到現(xiàn)在已經(jīng)40年過去。這批蓄電池絕大部分已經(jīng)隨著生產(chǎn)工藝升級換代改換成閥控式鉛酸蓄電池，有的則隨著生產(chǎn)裝置退役而拆除，僅有的1組110V 蓄電池和1組48V蓄電池還在P13變電所中服役，運行狀態(tài)良好。以下就把這組運行了40年的蓄電池的日常運行和維護(hù)的經(jīng)驗作以總結(jié)，也包括另外早已退出服役的16組同型號蓄電池，主要以法國進(jìn)口文件為藍(lán)本。

1 40年鎘鎳蓄電池組基本情況

運行了40年的110V 鎘鎳堿性蓄電池組見圖1，48V 鎘鎳堿性蓄電池組見圖2。48V 直流電源單線系統(tǒng)圖同110V 直流電源單線系統(tǒng)圖一樣（圖3）。儀表專業(yè)對直流電壓的要求在(-15%～10%)48V，以保證儀表系統(tǒng)正常工作。

圖1 P13變電所110V 蓄電池組

圖2 P13變電所48V 蓄電池組

直流110V系統(tǒng)蓄電池79只成組，單只容量100AH，標(biāo)稱電壓1.2V/只，成組標(biāo)稱電壓94.8V，浮充電工作時蓄電池組端電壓是110.6V，工程上統(tǒng)稱直流110V。儀表專業(yè)用48V系統(tǒng)蓄電池36只成組，單只容量102AH，標(biāo)稱電壓1.2V/只，成組標(biāo)稱電壓43.2V，浮充電工作時蓄電池組端電壓是50.4V，工程上統(tǒng)稱直流48V。此外，其他P級變電所還有126AH、268AH和280AH 三種容量的蓄電池。

圖3 110V 直流電源單線系統(tǒng)圖

電壓要求：110V系統(tǒng)浮充電電壓1.40V/只 ×79只=110.6V，充電電壓1.46V/只×79只=115.3V，強充電電壓1.55V/只×79只=122.5V，最高充電電壓 1.70V/只×79只=134.3V，最低放電電壓1.0V/只×79 只=79V；48V系統(tǒng)浮充電電壓1.40V/只×36只=50.4 V，充電電壓1.46V/只×36只=52.7V，強充電電壓 1.55V/只×36只=55.8V，最高充電電壓1.70V/只× 36只=60.2V，最低放電電壓1.0V/只×36只=36V。

電流要求：110V系統(tǒng)和48V系統(tǒng)充電電流都是≤0.2C，浮充電電流一般很?。ㄕ９ぷ鲿r），放電電流≤0.2C。

3 堿性鎘鎳蓄電池的運行維護(hù)

充電要求：強充電電壓控制在1.55V/單瓶，最高電壓為1.7V/單瓶。整流柜已調(diào)定的充電電壓是1.46V/單瓶×蓄電池瓶數(shù)，浮充電電壓為1.40V/單瓶×蓄電池瓶數(shù)。為了活化蓄電池，每半年至少一年要進(jìn)行強充電、放電各一次。為了不損傷蓄電池，充電電流一般應(yīng)控制在0.2CA 以下。強充電一般開始為恒電流充電（0.2CA），后期應(yīng)恒電壓（1.70V/只）充電，周期6～8小時。

放電要求：為了考核蓄電池實際容量，一般采用恒電流（0.2CA）放電。蓄電池的終止放電電壓為1V/單瓶。蓄電池實際放電容量按著恒電流（0.2C A）×放電時間（H）核算。若實際放電容量大于額定容量的80%，則認(rèn)為蓄電池組是可繼續(xù)使用的。在放電試驗過程中應(yīng)隨時測定各瓶蓄電池的端電壓，以發(fā)現(xiàn)并更換落后蓄電池。如果等到放電終止時，電壓將立即回升，不易發(fā)現(xiàn)。

蓄電池容量核對性試驗要求：蓄電池長期處于浮充電工作狀態(tài)下，容量會不均或不足。即便是按著定期充電要求做了充電操作，那也是在1.46V/只下進(jìn)行的定期充電，還不是強充電操作。因此，必須每年充電放電各一次，以活化蓄電池，恢復(fù)其容量。

電解液的要求：電解液的配制采用表1的要求，完全采用國產(chǎn)的材料。

表1 電解液配制比例表

4 蓄電池組近15年的維護(hù)

2000年以前，各P級（法國進(jìn)口）、B級（國產(chǎn)）變電所蓄電池的維護(hù)是由變電所員工操作完成的。從2000年以后到現(xiàn)在，對蓄電池的維護(hù)工作由廠外檢維修單位來承擔(dān)。檢維修單位自制一座工作房，里面配備了整流設(shè)備和蓄電池組。需要做一年一次或半年一次的容量核對工作時，用汽車和吊車將工作房運至變電所。交流電源取至變電所，把變電所的蓄電池組退出運行，接上工作房里的蓄電池組，以供變電所的直流或儀表用直流。變電所退出的這組蓄電池用工作房里的設(shè)備進(jìn)行充電和放電試驗，P13變電所110V、48V 這兩組蓄電池每年做一次活化試驗工作，每次都按法方技術(shù)要求配制電解液，并進(jìn)行電解液補充操作。2013年11月充電放電記錄記載，放電容量還保持在48V60%、110V40%，放電終了電壓控制在1.15V 計。

5 結(jié)語

本文介紹的鎘鎳堿性蓄電池技術(shù)和裝備制造水平與同時代國內(nèi)已有的相差不多，上世紀(jì)70、80年代我國也正在廣泛推廣使用。同期建設(shè)的國產(chǎn)變電所就使用鎘鎳堿性蓄電池組，180只成組，20Ah，DC220V。筆者也經(jīng)歷過有用25年的記錄，那時還沒退役的計劃。在遼陽石化公司P13變電所里兩組蓄電池連續(xù)運行了40年性能不減，具有說服力。事實表明，只要按照技術(shù)規(guī)程來運行和維護(hù)蓄電池，蓄電池是能夠?qū)崿F(xiàn)長周期高質(zhì)量運行的。