阀控密封式(精选6篇)
阀控密封式 篇1
酸式蓄电池制造是职业性铅中毒最常见的高危行业[1,2]。控制作业场所铅烟和铅尘浓度是预防铅中毒最有效的方法。某新能源科技有限公司“阀控密封式铅布铅酸蓄电池”一期工程于2004年9月进行了职业病危害预评价,预测铅烟和铅尘可能超标。该项目已于2006年6月竣工后陆续投入生产试运行。为了预防和控制项目中可能产生的职业病危害因素,预防职业病,提出职业病危害的关键控制点,笔者于2007年11月对该项目进行了职业病危害控制效果评价。
1 内容与方法
1.1 评价范围
主要针对该公司新建的“阀控密封式铅布铅酸蓄电池”一期项目内容进行评价,即铸板、制粉、合膏、涂膏、化成、充电、装配等生产线,在试运行期间职业病危害防护设施、防护效果和职业卫生管理措施等。
1.2 评价内容
主要包括项目选址、总体布局、生产工艺和设备布局、建筑卫生学等是否符合国家职业卫生要求;检测与分析职业危害的种类、分布、危害程度及其对劳动者健康的影响;职业病防护设施、个人防护用品及防护效果、应急救援及卫生管理措施,对职业病危害因素超标的岗位提出职业卫生防护补救措施[3]。
1.3 评价依据
根据国家现有职业卫生法律、法规、规章、规范、标准以及行政部门审核批复文件;该项目设计及试运行相关资料以及职业病危害预评价报告书;现场职业卫生调查、检测和健康监护资料等。
1.4 评价方法
通过职业卫生现场调查、危害因素检测、职业健康检查等途径收集相关数据和资料,采用检查表法、定性与定量分析法进行综合评价。
1.5 评价依据
测试点设置原则、测试方法、测试条件、测试仪器、实验室检验方法等均执行国家现行规范和标准[3,4,5,6,7,8,9,10]。采用公式计算铅烟(尘)TWA浓度,结合最大超限倍数(≤3)判断铅烟(尘)短时间浓度是否超标[5]。
2 结果
2.1 项目概况及试运行
2.1.1 项目概况
该公司“高性能阀控式密封铅布铅酸蓄电池”一期工程属新建项目,建设地点位于某高新技术产业开发区。工程总投资1.9亿元,总建筑面积约3.8万m 2,工程设计能力为年产35万kVAoh高能阀控密封铅布铅酸蓄电池和年产15万kVAoh先进阀控式铅布铅酸蓄电池,生产产品主要应用于通讯行业(大密)、电动助力车及UPS行业(中密、小密)和军用阀控式铅布铅酸蓄电池。项目一期工程在2004年进行了职业病危害预评价和卫生行政部门的审查,预评价结论为“职业病危害严重”,主要职业病危害因素铅烟和铅尘可能超标。项目已于2006年6月竣工后陆续进入生产试运行阶段。劳动定员508人。
2.1.2 试运行情况
竣工投入试运行以来生产处于基本满负荷状态,主要设备、工艺、生产能力等基本达到了设计要求。试运行期间,公司职业卫生管理机构、管理措施、规章制度与操作规程基本完善。
2.2 生产设备
放卷机、裁片机、自动合膏机、涂板机、极群配组机、固化干燥机、自动热封机、水浴试验机、气密性试验机、穿壁焊机、灌酸机、装配线输送机、化成充电机、电脑全性能测试仪、激光打码机、铝箱封口打包机、充放电机、磁阻涂层厚度计、电焊机。
2.3 原辅材料
铅块、电解铅粉、铅布铅栅、铅钙合金板栅、硫酸、各种塑料壳、蓄电热辅料、紫铜料、超强玻璃丝棉隔板(AGM隔板)、包装材料、柴油、乙炔、氧气、液化气、电池成品。
2.4 生产工艺流程
2.4.1 铸板工艺流程
铸板区主要由4台铸板机组成,其中正、负极铸板机各两台,铅块在熔铅炉熔化后通过铸板机制成铅板。主要流程为:铅块※熔铅※铸板※刮片※铅板。
2.4.2 制粉工艺流程
制粉工序主要由控制室、熔铅炉、制粒机、磨粉机等组成,制粉工序制成的铅粉输送到合膏区合膏。
2.4.3 合膏工艺流程
合膏区由一台正极自动合膏机以及一台负极自动合膏机组成,合膏采用当前国际上先进的真空合膏技术,合膏时工人在控制台控制用量和时间,铅粉通过密闭管道自动输入合膏机内,再自动定量加水和稀硫酸,混合好的铅膏贮存在贮膏斗内,当要涂膏时再进入涂板机的料斗中。见图1。
2.4.4 涂膏工艺流程
涂膏区由一条正极涂膏线和一条负极涂膏线,合膏后混合好的铅膏涂在板栅上,涂膏后直接进入表面干燥及收片装置。涂膏后的极板需进入固化干燥室进行固化干燥,使游离铅进一步氧化和铅膏发生重结晶,使铅膏牢固地粘在铅板上。
2.4.5 化成工艺流程
密封电池采用极板化成的生产工艺。将经过固化干燥后的正负极板插入化成槽内,然后加稀硫酸并接直流电源进行化成,化成后取出极板水洗,负极板还要防氧处理,然后将正负极板干燥分后送装配工段。见图2。
2.4.6 装配、采用化成后熟极板装配生产工艺
电池装配选用两条国产先进装配线,极群为气焊,极板包封配装为手工操作。
2.4.7 充电工艺流程
自动定量灌酸机处灌酸后,再移至充电区充电。见图3。
2.5 职业病危害因素的分布
现场调查生产工艺、生产原辅材料、成品、劳动过程、生产环境等,综合分析一期工程项目主要职业病危害因素有铅烟、铅尘、硫酸雾、噪声、热辐射,铅烟和铅尘是本项目最严重的职业病危害因素。其岗位分布情况见表1。
2.6 职业病危害因素检测结果与评价
2.6.1 铅烟(尘)检测结果
(1)铅烟:测试铸板、铅粉、化成、涂膏、装配5个岗位铅烟浓度,其中4个岗位铅烟浓度超标(岗位超标率80%),90个铅烟样本中有51个超标(样本超标率56.67%);(2)铅尘:测试铸板、铅粉、合膏、涂膏、装配5个岗位铅尘浓度,其中3个铅尘浓度超标(岗位超标率60%),90个铅尘样品中有38个超标(样本超标率42.22%);测试结果表明,铸板、铅粉、合膏、涂膏、装配5个产生铅烟或铅尘超过职业接触限值。见表2。
2.6.2 硫酸
在合膏、涂膏、化成、充电等6个岗位共检测60个样品,空气中硫酸浓度均未超过PC-STEL和PC-TWA。
2.6.3 生产性噪声
测试18作业岗位,13个岗位合格(合格率为72.2%)。装配区焊接、制粉机、制粉区控制室操作台、制粉区离心机、合膏区、涂板线等作业岗位的噪声值超过职业接触限值,其余各测试点噪声强度符合职业卫生接触限值要求。
2.7 职业健康监护
试运行期间对32名铅接触工人体检发现9名员工尿铅超过0.07mg/L,尿铅超标率28.1%,说明存在职业性铅中毒的危险性。在铅布铅酸蓄电池生产车间还有64名铅接触工人未进行职业健康体检。
2.8 卫生工程防护设施
工作场所主要防尘、防毒、噪声与振动控制、防暑降温和事故通风等防护设施有:(1)全面通风换气:通过自然通风和机械通风改善车间作业环境,设置屋顶强制排风,安装BDW型屋顶离心风机16台,通风换气3次/h;(2)局部通风:铸板区、制粉工序的熔铅炉、焊接极柱等产生铅烟的部位设有局部抽风装置;(3)密闭操作:合膏线采用先进的真空密闭搅拌,加粉、称量、加酸和加水均为自动操作,改善了工人的操作条件,操作工人均配备有个体防护设备;(4)机械涂板:涂板采用机械涂板工艺,减少淋酸工序对工人的酸危害;(5)危害隔离:极板化成工序选用带程序控制整流器及改进型带酸雾处理的化成装置,降低了酸雾污染的程度,将有酸雾污染的化成工序与其他工序分开布置,改善工人的作业条件,避免了交叉污染对作业工人造成危害;(6)净化排放:生产线安装铅烟净化通风系统15个,使用HKE型铅烟净化装置经过多级净化排放;(7)噪声的控制:对风机噪声制定了控制方案:选用低噪声风机,设减振器及出风口消声器,采取了隔离措施,单间设置空压机房;(8)防暑降温:针对生产性热源,通过有组织的自然通风、局部高温作业区采取机械通风等夏季防暑降温措施。
2.9 职业危害防护措施评价
2.9.1 项目选址
项目选址于某市高新技术产业开发区,周围1 000m以内无集中居民区、商业区和学校,符合铅蓄电池厂卫生防护距离标准的要求,当地全年主导风向西北风,夏季主导风向南风,其选址基本符合卫生要求[3]。
2.9.2 总平面布置
该项目根据生产特点,整个厂区划分为厂前区、生产区、生活区、动力区、仓储区等,并布置紧凑,物料流向合理,能满足卫生要求。
2.9.3 工艺设备布局
一期工程主要为铸板、制粉、合膏、涂膏、化成、充电、装配等生产线,特别是新增加了铸板和制粉工艺,使车间布局拥挤。铸板区、合膏、涂膏区、装配区和充电区同处一个车间,未单独设置隔离区和排风系统,岗位交叉污染。制粉工序与控制室、制板区和合膏区未完全隔开。建筑结构、采暖、通风、空气调节、采光照明、微小气候等基本符合建筑卫生学要求。
2.9.4 个人防护用品
公司制定了《劳动防护用品管理规定》,设有专人负责劳保用品配置和发放,指导工人正确使用个人防护用品和监督检查。该公司为职工发放的防护用品有:安全帽、安全带、电焊护目镜和面罩、防尘防毒口罩、防酸工作服、绝缘手套、防酸围裙、耐酸碱鞋、绝缘皮鞋等,基本能满足作业工人的劳保需求。并对高温作业工人发放防暑降温用品、供给清凉饮料。
2.9.5 警示标识和应急救援
部分生产岗位设置了安全警示标识。但公司未制定职业病危害应急救援预案和应急救援措施。
2.9.6 职业卫生管理
公司设置了职业卫生管理机构,配备了专职人员,制定了“职业安全卫生管理制度”、职业病防治年度计划及实施方案。基本建立了职业卫生规章制度和操作规程、职业卫生档案和劳动者健康监护档案,试运行期间组织部分接触铅作业的劳动者进行上岗前、在岗期间的职业性健康检查。
3 讨论
3.1 评价
该项目选址和总平面布局等综合考虑了总体规划和要求,基本符合工业企业设计卫生标准。值得指出和关注的是:公司在“阀控密封式铅布铅酸蓄电池项目可研报告”和初步设计说明书以及项目职业病危害预评价报告中,都明确标明项目所使用的铅粉为外购,但公司在建设过程中新增加了铅粉制造的铸板和制粉生产工艺。该项目主要的职业病危害因素是铅及其化合物,属职业病危害严重的建设项目。其现场检测结果表明:铸板、铅粉、涂膏、装配等生产工艺和70%铅作业岗位的铅烟或铅尘均超过职业接触限值,部分接触者体检尿铅超标率达28.1%,足以说明铅及其化合物没有得到有效的控制,该项目现有职业病防护设施不能满足职业卫生要求,主要是增加了铅粉制造车间影响整体布局,导致现有的局部抽排风装置数量和布局不合理,加之个人操作时移动点多等,不能达到预期的防护效果,必须针对存在的问题采取相应整改及卫生防护补救措施。
3.2 建议
3.2.1 调整车间布局
车间布置要符合有害与无害作业分开的原则。铸板、合膏、涂膏、装配、充电等工艺同处一个车间,建议区域隔离;装配区操作点过于分散并相互污染,应相对集中便于局部机械通风;制粉工序隔离墙的上部与控制室、制板区和合膏区相通,建议将隔墙加高完全隔开,避免相互影响。
3.2.2 优化局部通风
防尘排毒设施要依据车间铅烟(尘)逸散的作业点的位置、数量,设计相应的防尘和排毒设施;铸板、合膏、涂膏、装配等局部机械排风系统的排气罩要符合形式适宜、位置正确、风量适中、强度足够、检修方便的设计原则和技术规程的要求,罩口控制点风速应足以将发生源产生的尘、毒吸入罩内,防尘、防毒,确保达到高捕集效率。
3.2.3 控制移动作业
对产生铅烟(尘)的移动作业岗位,应同时设计移动式轻便防尘和排毒设备,或对现有通风排毒设备进行合理布局和技术改造,加强管理避免工人随意操作行为,将有毒作业点控制在排毒罩内。
3.2.4 改革生产工艺
尽量考虑机械化和自动化密闭,避免直接操作,减少手工操作,以机械浇铸代替手工浇铸,用铸造机、涂膏机进行密闭生产,控制铅烟(尘)危害。
3.2.5 建立清扫制度
采用湿式清扫或负压吸尘清扫,减少扬尘;生产原料、半成品、产品残渣等不得随意堆放,必须放在规定的地方并加以标识。
3.2.6 卫生辅助用室
按卫生标准特征分级为“2级”要求,应增设车间浴室,盥洗室、盥洗设备,卫生间、更衣室等,避免工作服交叉污染,满足工人生活和卫生保健需求[3]。
3.2.7 加强个体防护
提供符合卫生学要求的防护用品。同时应规范职业卫生防护知识的宣传教育和培训,提高个体职业健康防护意识,预防职业病危害因素对人体健康的损害。
3.2.8 补充完善职业病防制应急救援实施方案
健全职业卫生档案和监测评价制度;建立职业健康管理制度和劳动者健康监护档案,做好铅作业工人上岗前及在岗期间职业健康保护,控制铅作业职业禁忌证,保护高危人群和重点监护对象。
针对本工程试运行期间职业病危害防护设施及防护效果和职业卫生管理措施等存在的问题,按照工程防护和职业卫生防护补救措施进行整改。在确保职业病防护设施运行正常、工作场所职业病危害因素控制基本合格、个体防护措施到位以及各项管理制度落实的情况下,重新进行职业病危害控制效果评价。
摘要:目的 辨识某阀控密封式铅布铅酸蓄电池建设项目试运行期间可能产生的职业病危害因素,评价其防护措施及其效果,提出职业病危害的关键控制点。方法 通过职业卫生现场调查、危害因素检测、职业健康检查等途径收集相关数据和资料,采用检查表法、定性与定量分析法进行综合评价。结果 主要职业病危害因素有铅烟、铅尘、硫酸雾、噪声、高温、高湿、热辐射。铅烟和铅尘共检测10个工序,其中7个超过职业接触限值,超标率均在40%以上。结论 作业场所铅烟和铅尘浓度超过职业接触限值,从职业卫生角度分析,现有的职业病防护设施设计不合理,建议采取职业卫生防护补救措施,整改后重新进行职业病危害控制效果评价。
关键词:铅布铅酸蓄电池,建设项目,职业病危害,控制效果评价
参考文献
[1]任引津,张寿林,倪为民,等.实用急性中毒全书〔M〕.北京:人民卫生出版社,2006:63.
[2]朱姝婧.某乡镇蓄电池厂铅危害现状〔J〕.工业卫生与职业病:2005,31(5):333.
[3]GBZ 1-2002,工业企业设计卫生标准〔S〕.
[4]GBZ/T 197-2007,建设项目职业病危害控制效果评价技术导则〔S〕.
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[7]GBZ 159-2004,工作场所空气中有害物质监测的采样规范〔S〕.
[8]GB 934-89,高温作业环境气象条件测定办法〔S〕.
[9]GBZ 158-2003,工作场所职业病危害警示标识〔S〕.
[10]GB 11659-89,铅蓄电池厂卫生防护距离标准〔S〕.
阀控密封式 篇2
(1) 蓄电池有三个特点, 一是可根据需要选择其容量或形式;二是独立的电源, 不受电力网的影响;三是具有电压稳定、使用方便和安全可靠等优点。
(2) 蓄电池的种类:根据电解液的不同主要有铅酸和镉镍碱性蓄电两大类。本文主要介绍阀控式密封铅酸蓄电池 (2V) 。
2 阀控式密封铅酸蓄电池
2.1 阀控式密封铅酸蓄电池的结构
主要由正极板 (过氧化铅Pb O2) 、负极板 (铅Pb) 、隔离物、电池槽和由浓硫酸与纯水配制的电解液 (硫酸H2SO4+水H2O组成) , 水约占电解液比重 (约37%) 、端子等组成。
2.2 阀控式密封铅酸蓄电池的原理
铅酸蓄电池内的正负极浸入到电解液, 正负极间会有2V的电压, 经由充放电, 则正负极及电解液就会发生如下的变化:
铅酸蓄电池在充电过程中, 正极析出氧气, 负极析出氢气:
正极:H2O→1/2 O 2+2 H++2 e-
负极:2H++2e-→H2
蓄电池放电时, 硫酸与极板上的活性物质产生化学反应, 生成新的物质——硫酸铅, 放电愈久, 硫酸浓度愈稀薄, 所消耗之成份与放电量成比例, 只需要测得电解液中的硫酸浓度, 也就是测量其比重, 即可得知放电量。蓄电池充电时化学反应则反之。
2.3 阀控式密封铅酸蓄电的主要性能
(1) 浮充电就是指在负载正常工作时, 蓄电池仍然继续充电, 在浮充下运行, 蓄电池具有最高的性能和寿命。
(2) 长期储存时, 容量逐渐损失, 并进入放电状态, 成为自放电。
(3) 若因持续环境高温或严重过充电, 将使电池内部气压升高, 为此蓄电池设置了安全阀, 当压力到达一定时, 安全阀自动打开进行泄压, 压力恢复正常时自动关闭。
2.4 影响阀控式密封铅酸蓄电池寿命的主要因素:
(1) 放电深度:随放电时间增长, 内阻增长较快, 端电压迅速下降, 而过度放电会导致蓄电池活性物可逆性受到破坏, 导致蓄电池容量很难恢复, 严重影响电池寿命, 因此在放电末期应加强对端电压的监控, 防止过放电情况出现。
(2) 浮充电:如浮充电压太小, 会由于蓄电池的充电不够, 导致蓄电池降低寿命。如浮充电压设置过高, 蓄电池长时间处在过电状态, 导致栅极板、隔板等损坏, 最终使蓄电池容量大幅度降低。
(3) 温度:蓄电池的寿命和环境温度有着直接的关系, 一般外部温度超过蓄电池允许温度其寿命会降低, 超过的越高, 寿命降低的越多。
2.5 阀控式密封铅酸蓄电池的维护
(1) 定期清理蓄电池表面的灰尘, 防止蓄电池温度过高或接地。
(2) 火灾情况下必须使用1211或四氯化碳灭火器。
(3) 每年或每两年进行一次核对性容量测试, 如有异常, 应及时处理。
(4) 日常检查:表面温度与电池组的总电压为日常检查项目。在维护使用中需经常测试电池表面温度, 电池表面温度应控制在45o C以下, 同时电池表面温度高于环境温度4o C以上需立即查找原因。
(5) 季度检查:1个月至3个月检测一次电池单体浮充电压、内阻。
2.6 阀控式密封铅酸蓄电池核对性容量测试的工作流程
长期处于浮充状态的蓄电池, 无法直观看出阀控蓄电池的实际容量。只有通过核对性放电, 才能使蓄电池容量恢复, 查找出蓄电池存在的缺陷。放电的具体步骤如下:
(1) 放电前至少10小时需将蓄电池转为均充状态。
(2) 放电接线应由两人进行, 一人监护并进行记录, 一人操作。
(3) 首先应关闭所有充电模块, 用万用表依次测量每块电池的电压值并进行记录, 同时在监控界面上记录放电前的总电压。
(4) 直流输入侧接线, 将逆变放电模块与蓄电池放电开关对应相连。
(5) 交流输出侧接线, 将逆变放电模块交流与备用开关相连。
(6) 检查直流侧以及交流侧接线是否牢固完好, 正负极以及火线零线连接是否正确。
(7) 确认无误后, 投入交流侧放电开关以及直流侧的开关。
(8) 然后进行放电模块面板上的操作。
(9) 查看人机界面上的放电电流大小或是用万用表直接在柜体后分流器处直接进行测量, 查看放电电流大小, 用小螺丝刀在放电模块微调开关处进行调节, 使放电电流保持在额定放电电流。
(10) 记录下放电电流大小以及放电开始时间。
(11) 放电时也应经常查看电池电压电力值, 以免发生电池过放电现象。
阀控密封式 篇3
关键词:通信,阀控式密封铅酸蓄电池 (VRLA蓄电池) ,日常维护
前言
VRLA蓄电池作为通信电源的重要组成部分, 保障了通信电路的安全可靠运行, 因此正确的维护、使用蓄电池, 延长蓄电池的使用寿命, 显得尤为重要。
一、VRLA蓄电池的结构
1. 正负极板组
正极板栅Pb-Ca-Sn-Al合金
负极板栅Pb-Ca-Al合金
2. 电解液
VRLA电解液有两种:AGM-稀硫酸溶液, GEL-含硫酸的硅胶。
3. 隔膜
隔膜材料普遍采用超细玻璃纤维 (AGM) , 平行小孔-储存电解液, 垂直大孔-氧气通道。
4. 单向节流阀
又称排气阀, 用于泄放高压盈余气体, 避免电池槽发生炸裂。
二、VRLA蓄电池的工作特点
1. 电化反应
开路状态反应稳定, 氧化速度和还原速度相等, 形成电极平衡。
放电过程:将化学能转化为电能, 对负极而言是绒状Pb加大了溶解速率的氧化过程, 对正极而言是多孔状PbO2加大了吸附速率的还原过程。反应的结果是外电路中出现了定向运动的负电荷。
充电过程:将电能转化为化学能, 对负极是加大了还原速率, 对正极是加大了氧化速率的逆过程。
2. 氧循环
充电-活性物质逐渐恢复-电解水的电流逐渐增多-正极产生氧气, 负极产生氢气。
正极:2H2O→4OH+4e+O2↑
负极:4H++4e→2H2↑
隔膜大孔保证氧气顺利地从正极透向负极, 从而使氧在电池内周而复始地循环, 保证电池内无盈余气体发生。同时, 如果整改氧化还原反应速率较快, 使氧在负极上的复合反应结束, 这样也抑制了氢气的析出, 从而不会有多余的气体发生。这样, 一是避免了电池内部压力增大, 二是保证了电池内水份不会散失。
三、VRLA蓄电池运用中的若干问题
1. 热失控问题
由于VRLA的贫液式设计与紧密装配结构造成散热困难, 而它的工作过程对热又极为敏感, 于是控制热的问题就显得尤为重要了。当通过电池的电流较大而环境温度又很高时, 氧循环过程消耗的电能转化为热量, 电池内部温度上升。试验表明温度升高导致正极电位升高, 电流增大, 电化学反应使正极产生过多的氧无法正常循环而溢出, 电池干沽内阻增大, 产生更多的热, 这种电池内部的热失控对电池造成严重损害。因此必须注意控制温度, 防止出现热失控, 没有限流的充电要绝对禁止。
2. 充电条件对VRLA的影响
正确的均、浮充电压、电流能使电池补足自放电的容量损耗以及在单独放电后补充容量, 同时保持电池内部的氧循环, 使电池处于正常工作状态。试验表明, 当浮充电压提高到单体2.4V时, 蓄电池使用寿命比正常浮充条件下将减少一半。原因是: (1) 过高的浮充电压导致充电电流过大, 使电化学反应剧烈, 水电解加快, 电解液浓度变大, 加快氧气发生速率, 使氧循环不完全而产生赢余气体, 电池内压升高, 从而造成失水。 (2) 充电电压过高与环境温度过高是造成热失控的直接原因。 (3) 氧循环的不完全还会导致氧进入正极活性物质多孔性PbO2内层, 引起正极板栅氧化腐蚀, 并且产生板栅变形。 (4) 过充电还会引起析氢反应, 析出气体时, 负极周围的H+浓度降低, 使PbSO4逐渐增加, 产生结晶, 造成负极硫酸化。
3. 几项重要的技术要求
根据近年来我们维护经验以低限的2.23V更好, 同时要开启开关电源的自动温度补偿功能;最大充电电流不大于2.5I10 A, 使用中应将充电电流限制在2I10 A以下, 在整流设备的电池参数设置中必须有均充限流值;为防止过放电的发生, 还应在电池参数中设置电池电压下限保护值;此外, 在上述标准中规定的环境温度为-15~+45℃, 这是一个较宽的条件, 实际应用如控制在10—25℃则更好。
放电容量应控制在80%以内, 因为频繁的深度放电会使电池低效并直接影响其使用寿命。一般容量试验放出额定容量的30—40%即可。另外, 尽量减少蓄电池的充放电次数。
4. 几个常见故障
(1) 电池充不进电
检查充电回路的连接是否可靠、电池是否缺液、极板是否存在不可逆硫酸盐化。
故障的处理:先将充电回路连接牢固。干涸的电池补加纯水或硫酸, 进行充电、放电恢复电池容量。发现有不可逆硫酸盐化, 应进行均衡充电激活电池恢复容量。
(2) 电池变形
是由于电池内部迅速产生的大量盈余气体无法排除产生的压力造成, 同时还会由于氧气进入多孔性PbO2内层, 引起正极板栅氧化腐蚀, 板栅变形, 电池外壳变形。
避免电池变形的办法是规范电池运行参数设置, 优化充电条件, 改善机房环境。
5. 日常维护经验
(1) 浮充总电压超出 (13.5±0.06) ×nv/单体·25℃ (n指单体总数) 范围内应进行调整, 否则影响电池寿命。
(2) 电池浮充电压每月测量一次, 观察电压差是否在合格范围内。检查电池壳盖有无漏液、鼓涨及损伤, 如出现异常而影响使用则立即进行更换处理。
(3) 连接部件每季检查一次, 如有松动及时处理。
(4) 避免产生过放或过充电, 否则影响电池使用寿命。
(5) 严禁使用有机溶剂清洁蓄电池;避免用易产生静电的干布拭蓄电池。
(6) 经常检测环境温度, 依据公式, 调节电池的浮充电压。
2V系列电池电压调节公式
12V系列电池电压调节公式
U浮—设置浮充电压t—环境温度
(7) 每年做一次容量检查。电池在放电过程中若个别单体或整组电池电压下降异常应停止放电, 检查处理。
四、结束语
综上所述, 蓄电池的正确使用、检修和维护, 是延长蓄电池使用寿命, 保证通信设备正常工作的重要环节。
参考文献
阀控密封式 篇4
关键词:阀控式密封铅酸蓄电池,充电终止控制,改进综合法
0 引言
蓄电池由于价格低廉,原材料丰富且易加工等特点,在各个行业得到了广泛的应用。但蓄电池在充电中,电池的温度和内部压力都会随着充电过程而增加,当蓄电池充电完全后,电池的温度和内压会迅速增加,同时电池两端的端电压开始减小,如果此时还继续充电,温度的升高会加速蓄电池板栅腐蚀速度和电解液的分解,不仅缩短了电池寿命,使其容量下降,甚至会引起蓄电池的爆炸。因此,为了保证蓄电池充电完全且不会过充电,则必须采取一种可靠的充电终止判断方法。
1 常用充电终止控制方法
目前VRLA电池常用的充电终止判断控制方法有定时控制法、电池温度控制和电池电压控制等。
1.1 定时控制法
定时控制方法通常是用于恒流充电模式下,当采用恒流充电法时。已知蓄电池的容量和充电电流的大小,这样就可以很容易地得出所需的充电时间。在充电过程时,定时器发出信号,使充电器停止充电或将电流降至浮充维护充电电流。这样可以避免电池长时间大电流过充。
这种控制方法优点是控制简单,但其缺点是方法单一,又因为电池本身有温度之类影响,实际的充电时间是很难确定的,该方法充电时间是固定的,不能根据蓄电池充电状态进行自动调整,结果仍然会导致蓄电池欠充或过充。此法的准确性比较低。
1.2 电池温度控制法
电池充电时,由于化学反应放出热量,电路产生的热量等原因会使电池温度升高,电池充足电时,充入的电量都消耗在电池中,电池的温度上升很快。蓄电池充电时的温度特性如图1所示。
为防止温度升高对蓄电池的损坏,蓄电池温度上升到规定温度时,必须立即停止充电。常用的温度控制方法有:
最高温度(Tmax)控制法:充电过程中,通常当蓄电池温度达到45℃时,即停止快速充电,否则会损害蓄电池。
温度变化率(ΔT/Δt)控制法:根据图可以观察到,当未充足电时,温度基本保持不变,当VRLA蓄电池充足电后,电池温度迅速上升,当每分钟上升1℃时,应当立即终止充电。
温度控制法的优点在于减小了蓄电池因为温度而产生的损坏,但其缺点是由于VRLA是密闭空间,不能很好地用温度传感器测量,温度传感器放置外部时,由于环境温度的影响及充电制度、测温器件输出信号线性度和测量精度、实测温度的时间滞后性等方面的影响,并不能测出准确温度值,还是易导致充电不足或过充。因此定时控制方法和温度控制方法一般作为充电终止的辅助控制方法,配合其他的方法,避免损坏电池。
1.3 电池电压控制
在电压控制方法中,电池在最高电压时最容易检测出来。VRLA蓄电池充电时,其端电压会不断变化,VRLA蓄电池属于铅酸蓄电池,所以它们的端电压变化曲线相似,图2为铅酸蓄电池充电过程中端电压变化曲线。
常用的电压控制方法有:
(1)最高电压(Vmax)控制法。从图2,即蓄电池充电时的电压特性可知,对电池进行充电时,电池电压会升高,当电池电压达到最大值的时候,电池充满电。当电池充电时,电池电压达到规定值时,应立即停止充电。这种方法的缺点是,蓄电池的最高电压不能确定,最高电压会随着环境温度、充电速率而改变,因此此方法不可能非常准确地判断蓄电池是否已经充足电。
(2)电压负增长(-ΔV)控制法。因为电池电压的负增长与电池组的绝对电压无关,并且不受环境温度和充电速率等影响,所以可以比较准确地判断电池已充满电。此方法的缺点是电压的负增长基本上都发生在充满电以后,也就是过充的情况下,这样电池过充,易对电池造成损坏,所以,这种方法最好与其他控制方法配合应用。
(3)电压零增长(0ΔV)控制法:在VRLA蓄电池充电过程中,为了避免电压负增长控制法中因为等待负增长而产生过充对电池的损害,通常采用电压零增长控制法。此方法的缺点是在没有充足电之前,电池电压在一段时间会变化很小,如果此时被误认为零增长而停止充电,则会造成误操作。目前,大多数VRLA蓄电池快速充电器采用高灵敏的(0ΔV)检测,当电池电压略有降低时,就立即停止充电。
2 改进综合法
从蓄电池充电特性可知,电池两端电压变化曲线达到最大时,为电池充足电的显著标志。综上可知,电压零增长(0ΔV)控制方法最易控制,且受外界因素干扰最小,相对其他控制方法更安全、更合理,但其误操作对电池造成损害的缺点仍然不能忽视,为了克服此缺点,可以通过微量压降来代替零电压降,再以定时控制法和温度控制法加以辅助。
不同的充电方法,不同的充电电流,温度不同都会产生不同的VRLA蓄电池端电压的变化曲线。如图3为VRLA蓄电池恒流充电时端电压的变化曲线;图4为不同充电电流时蓄电池端电压在充电时的变化曲线;图5为不同温度时蓄电池端电压在充电时的变化曲线。
从图4和图5中可见蓄电池充电时端电压走向基本一致。当以恒流充电时,以蓄电池单格电压变化曲线为例,如图3中所示,在电池充电过程中,刚开始充电时a-b段的电压变化很低,这段易在电压零增长(0ΔV)控制法中导致误操作,所以为了提高抗干扰能力,使a-b段不干扰到微量压降法,在a-b段不采用微量压降法,又由于VRLA是全密封的,温度检测误差太大,需结合其他的方法,所以用电压的其他控制法和时间控制法相结合,辅助电压微量压降法来对VRLA充电的终止进行判断。
先检测ΔV,大约估算充电过程中过a-b段的时间t0。其中t0采用电压法估算,以VRLA蓄电池恒流充电时端电压的变化曲线为例,从图3可见,此时b点的值约为2.3V,所以取当电压到达2.3V所用的时间t0,当充电时间大于预定时间t0时,开始采用微量压降代替零增长法,预先设定一微量压降值ΔV0(ΔV0≈0且ΔV0≠0),用随时监测的ΔV与预定的ΔV0值进行比较,小于或等于ΔV0时,说明充电满,立即停止充电。在此还需考虑蓄电池的温度,在充电过程中,通常当蓄电池温度到达45℃时,应立即停止快速充电,否则会损害蓄电池。图6为改进综合法的控制系统流程图
3 结论
对于VRLA蓄电池而言,合适的充电终止控制方法可以有效地防止蓄电池因过充或欠充导致的电池损害,可以延长电池寿命。
本文在探讨VRLA蓄电池充电终止控制方法的优缺点的基础上,提出了改进综合法。此方法尽量降低了外界因素对充电控制的影响,有效地提高了可靠性。
参考文献
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阀控密封式 篇5
关键词:蓄电池,市电变化,机房环境,电池质量,解决办法
1 市电变化
1.1 案例
2000年前后, 晋南某地市级机房, 市电由于电网的原因电压不稳, 经常欠压。220 V的线电压, 最低时降到150 V。再如, 2005年左右吕梁一县级市机房因电网改造, 经常临时停电。这两个机房的市电供电情况变化均未引起中心机房网管的足够重视, 直到蓄电池严重损坏, 早期失效酿成重大安全播出事故。
1.2 原因
1.2.1 设计缺陷
省干网机房21个, 一律按二类市电设计, 没有考虑到供电电网等级的局部波动和变化。
按照YD 5046-97光缆通信工程无人值守电源设备安装设计暂行规定, 二类市电平均每月停电次数不大于3.5次, 平均每次故障时间不大于6 h。二类市电供电的无人值守机站, 可采用市电与大容量蓄电池组成的供电系统供电。然而, 那段时间这两个机房实际上已属三, 四类市电, 平均每月停电次数超过4.5次, 平均每次故障时间达到8 h以上, 按规定, 应当配备发电机。
正是由于设计中对这种情况没有考虑到, 导致当初设计时, 就没有在投产运行初期设定相应的维护流程, 配备相应的维护设备。
1.2.2 维护缺陷
维护人员缺乏相应的知识, 缺乏独立分析问题、解决问题的能力;管理部门一味依赖设计投产前所设定的维护规程, 对第一次问题出现后维护部门提出购买油机发电机的申请迟迟不予办理, 以致有一次发生重大安全播出事故。
1.2.3 机理
铅蓄电池放电产物是PbSO4, 若不及时充电将会转化为Pb和PbO2, 那么PbSO4晶体就会发生变化失去活性, 引起极板硫酸盐化, 降低电池容量, 缩短电池寿命。
1.3 解决办法
1) 加强勘察设计管理, 按照设计规定的每一条认真审核设计。加强对设计所依据的资料的审查, 认真评估各种条件出现的风险。并在设计审查阶段提出相应的风险提示及其相应的应急预案。
2) 加强对维护人员的培训, 使维护人员不仅能够依照现行的维护程序维护和排除故障, 更重要是培养维护人员跳出现有章程的框框, 独立解决运行维护中的问题和修订运行维护规程的能力。
3) 强化网管值班时对各机房市电电压情况的监测和记录。加强与当地供电部门的信息沟通, 及时把握各地的供电情况。定期对蓄电池进行检测评估。
2 机房环境
2.1 案例
某机房因遭盗窃, 窗户被破坏, 蓄电池出现“鼓肚子”现象。另一机房因装修改造过程未采取相应的保护措施, 导致蓄电池失水。
2.2 原因
1) 机房环境破坏, 气温升高超过35℃以上, 此时浮充电流就相应增加。若不及时降低浮充电压, 则会使电池温度迅速升高。
2) 氧复合反应机理。
氧复合反应是放热反应, 如不能及时散热、下调浮充电压就会使浮充电流加大, 后者又引起析氧量加大, 复合反应加剧。如此反复积累, 将会导致电池出现热失控。
2.3 预防措施
虽然阀控式密封铅蓄电池本身在不断放热并且散热困难, 但只要采取适当措施并认真进行维护, 热失控是可以防止的。
1) 正确选择, 及时调整浮充电压。2) 加强电池室的通风管理, 特别是季节性巡检, 以防环境温度升高。
3 蓄电池质量
3.1 案例
由于种种原因, 初期蓄电池的招标订货, 选择的厂家较多, 牌子较杂, 质量良莠不齐。有的是单个质量不过关导致整个电池组早期失效;有的是整批质量不过关, 造成蓄电池失水, 使之提前老化
3.2 原因
1) 个别早期失效电池的出现, 一般是由于生产过程中的个别偶然因素引起的, 比如组焊极群时有微小铅粒落入极群中, 电池加酸量控制不严, 不合格部件装入电池, 某些原材料不合格等。
2) 电池密封不好或单向阀太松, 是造成电池失水的重要原因一旦电池失水, 就会引起电池正负极板跟隔膜脱离接触或供酸量不足, 引起电池放不出电来, 阀控式密封铅蓄电池组容量下降。
3.3 解决办法
1) 选择质量稳定, 性价比高的产品。2) 遇到失水问题, 及时采取以下维护措施。a.正确选择, 及时调整浮充电压。浮充电压过高, 电解水反应加剧, 析气速度大, 失水量必然增大;浮充电压过低, 虽然可降低失水速度, 但容易引起极板硫酸盐化。因而必须根据电源系统负荷电流大小、停电频次以及电池温度和电池组新旧程度及时调整浮充电压。b.尽可能使环境温度保持在 (20±5) ℃, 这样方可保持电池内部温度不超过30℃, 短时间内也不超过35℃。c.定期检测电池内阻 (或电导) 。一且发现内阻异常增大, 则很可能是失水所致, 其结果必然导致容量下降。d.适当补加蒸馏水。使用一段时间的阀控式密封铅蓄电池, 如果出现内阻很快增加, 那么可设法补加一些蒸馏水, 电池容量将会有所改善。
4 结语
机房市电变化、机房环境变化、电池质量不确定, 是本人在有线电视网络机房运行维护中遇见的实际问题。在这里总结一下, 希望与同行分享。
参考文献
阀控密封式 篇6
VRLA蓄电池 (阀控式密封铅酸蓄电池) 具有体积小、无污染、自放电低、深放电恢复性能好、高能量密度、少维护工作等突出优点, 自问世以来, 以其便用性、耐用性和可靠性在电力行业得到了广泛的应用。目前绝大多数电厂都已使用VRLA蓄电池代替了传统的普通铅酸蓄电池, 但这并不代表使用VRLA蓄电池以后就可以高枕无忧、无须进行常规检查维护了。3月26日凌晨某电厂就地检查时发现蓄电池室内有浓烟冒出, 并伴有刺激性气味, 空中漂浮着黑色粉尘, 室内能见度极低, 蓄电池组有明火, 后隔离并将火源扑灭。对此起罕见的新安装不久VRLA蓄电池就严重烧毁的事件原因进行详细分析, 查出着火的主要原因为蓄电池本体质量问题, 并针对存在的问题, 从型号选择、运行环境、测量检查等方面提出预防阀控式密封铅酸蓄电池着火的整改措施。
1 故障原因
1.1 现场检查情况
此次烧毁的动力三组蓄电池共104只, 为某国产品牌, 型号为BT-MSE-1000, 2V 1000Ah/10HR, 出厂日期为2013年10月, 2013年11月投运, 运行5个多月。动力三组蓄电池的主要作用是为3号机组的重要辅机提供直流电能, 以确保机组安全停机。
动力三组蓄电池在室内分三段布置, 北侧靠墙一段为01~36号蓄电池, 中间段为37~68号蓄电池及4个备用蓄电池, 南侧靠墙一段为69~104号蓄电池, 每段又分上、中、下三层, 每层12个蓄电池。
事后待打开门窗让浓烟散尽后, 发现动力三组蓄电池室屋顶上方的砂浆层已经部分脱落, 室内顶部环氧树脂板制成的通风风道也已脱落, 所有照明灯具损坏, 墙壁全部熏黑。
从外观上观察, 北侧靠墙的01~36号蓄电池与南侧靠墙的69~104号蓄电池中的上层12个蓄电池顶部塑料防护罩已完全溶化, 中层的12个蓄电池顶部防护罩部分因高温而变形, 外壳熏黑, 并出现不同程度的鼓包, 下层的12个蓄电池外壳基本没有受损, 仅有粉尘粘附在其表面。中间段37~68号蓄电池严重烧损, 其中上层与中间层的共24个蓄电池烧损严重, 部分极柱烧断, 部分极柱铜芯端子外部包围的铅融化, 只剩铜芯与螺栓、电缆连接, 蓄电池外壳烧熔, 大部分已经露出极板, 汇流条熔化, 下层的12个蓄电池中 (含4个备用蓄电池) 有2个烧损严重, 外壳已烧熔露出极板, 极柱烧损, 汇流条熔化。蓄电池组损坏情况见图1。
经查运行值班记录, 运行人员在事件当天凌晨2:00交接班时到直流室进行检查, 没有发现异常, 3:10发生火警, 因动力三段负荷在正常情况下是在浮充状态, 出事前运行无任何操作, 动力三段负荷均为热备用状态, 1号充电器输出电流0.8A, 浮充电压为234V。
事发后对动力三组蓄电池验收时的充放电记录及3月份运行定期单体电压测量记录进行了追溯, 从运行定期电池电压检测记录中发现动力三组电池电压测量正常, 最小电压值为2.21V (30号电池) , 最大电压值为2.32V (78号电池) 。从安装后进行交接试验时的数据记录来看, 放电电流100A, 放电从8:29至12:18约4h, 其最大电压值为2.135V (23号电池) , 最小电压值为1.865V (5号电池) 。
事后分别对该蓄电池外盖进行了燃烧试验, 发现蓄电池盖阻燃情况很差, 不但能用打火机点着, 而且点着后将火源去除, 蓄电池盖的自身燃烧加剧。
1.2 原因分析
经现场勘查, 发现蓄电池组及其附近的物品烧损严重, 但所有蓄电池外形基本完整, 没有发现有蓄电池外壳炸裂飞散的痕迹, 因此可基本排除爆炸的可能性。
在事发时发现中间段电池有明火, 烧损最严重, 而两端的蓄电池均为顶层盖子高温融化, 中间层盖子部分融化, 下层盖子没有融化, 天花板砂浆层脱落, 可以基本判断中间段电池先着火, 着火后的高温烟气烘烤导致两侧的上层蓄电池顶部融化及房间的天花板受热脱落。
蓄电池着火的原因主要有:电池本身质量存在问题导致电池内部短路;电池壳体破裂或者极柱密封不严, 内部电解液漏出与电池架或者电池正负极间外部短路;输出电缆与电池端子连接处松动导致接触电阻过大并伴有打火;输出电缆与电池架短路;与蓄电池相连的设备发生故障造成电池组外部短路;蓄电池室通风照明设备受损短路着火;人为误操作或其他原因。
由于事故现场已损毁严重, 无法找出直接原因, 故只能对可能发生的着火原因逐一进行分析排除。
由于事发的电池为动力三组蓄电池, 正常时主要供直流油泵、事故照明、UPS等重要保安电源, 但在正常情况下这些负荷都是处于热备用状态, 事发时充电器在浮充状态, 电压为234V, 负荷电流不超过1A, 且没有任何直流动力负荷启动及运行, 也没有直流系统异常报警信号, 因此可基本排除外部故障短路或者人为误操作而导致电池高温发热着火的可能性。
蓄电池室内由空调保持恒温, 通风机处于停运状态, 蓄电池室照明线路及灯具与蓄电池均保持一定距离, 即使故障也不会烧至蓄电池, 可基本排除蓄电池室通风照明设备受损短路着火引起蓄电池着火的可能性。
在2013年10月对该组蓄电池进行安装时, 检修人员已对蓄电池端子和连接条或连接线用力矩扳手进行了紧固, 并对连接电缆进行了检查, 安装完成后进行了电流为100A的连续充放电交接试验, 试验期间用红外测温仪检测蓄电池外壳、连接线温度, 均没有发现异常;蓄电池间装设有空调, 室内基本保持恒温, 根据蓄电池在线检测装置最后的数据存档, 连接线的电阻最大为427μΩ。因此, 因蓄电池端子和连接条或连接线连接不够牢固, 导致连接条或连接线与极柱接触电阻变大使得端子和连接条或连接线发热及输出电缆与电池架无故短路的可能性不大。
对于是否由于蓄电池本身质量问题导致内部短路或壳体破裂, 或者极柱密封不严, 使内部电解液漏出造成外部短路的问题, 由于电池烧毁严重, 且运行检修人员平时对蓄电池的检查不够细致, 已无法提供有效证据来证明或者排除。
从事后的蓄电池燃烧痕迹来看, 中间段蓄电池的下层有1只蓄电池烧损非常严重, 极柱完全烧化, 连接电缆烧断, 外壳烧熔, 极板外露, 汇流条熔化, 其他的外壳均保持完整, 按正常情况来讲, 如果是上部先着火, 由于高温烟气是往上走的, 是不可能导致下层极个别电池着火的, 因此可以初步确认蓄电池组中间段下层的67号号蓄电池为最初着火点。
最初起火点、蓄电池布置示意图分别如图2、图3所示。由以上分析情况判断此次事故的基本过程是:67号电池内部发生短路故障或者漏液导致电池外部短路, 产生高温, 使其外壳塑料烧熔, 并导致该蓄电池内部氢气等气体溢出, 与空气混合后产生爆燃;由于其外壳塑料不是耐燃材料, 火势不断扩大到中间段的中层及上层的电池, 同时由于不同层之间的正负极连接电缆烧损后粘在蓄电池支架上导致蓄电池组正负极短路, 加剧燃烧;燃烧产生高温, 烘烤天花板及两侧蓄电池, 使两侧的蓄电池顶盖熔化, 整个蓄电池室空间酸雾、烟雾和氢气大量增加, 烟雾消防报警启动。
2 存在问题及整改措施
2.1 存在问题
(1) 设备设计选材不规范。标准4.2.2要求“蓄电池槽、盖、安全阀、极柱封口剂等的材料应具有阻燃性”。也许厂家从成本出发考虑, 该品牌的蓄电池盖子使用塑料的阻燃等级明显过低, 试验得知该材料基本没有阻燃功能, 甚至起了助燃的作用, 这也是火势扩大的罪魁祸首。
(2) 运行人员与检修人员的巡检与维护工作不到位, 对直流系统的巡检与维护工作不够重视和细致, 没有按规范要求对蓄电池进行定期巡检与维护, 对蓄电池在线监测设备的使用不熟悉, 对蓄电池出现异常后的反应不够及时。
(3) 蓄电池室设计不够规范。规程要求蓄电池室内照明灯具应为防暴型, 室内不应装设开关和插座, 但目前该厂蓄电池室为普通照明灯具并在室内设有照明开关。
(4) 蓄电池相关设备安装不够合理。蓄电池室的通风机电源开关设在蓄电池室内, 当蓄电池出现故障时, 根本无法进去开风机抽风排烟;蓄电池在线监测装置设在蓄电池旁, 蓄电池出现故障, 会对价格昂贵的在线监测装置造成损坏, 增大损失。
2.2 整改措施
(1) 严控蓄电池选型, 对电池外壳阻燃等级提出明确要求, 耐燃等级在UL94V0级以上, 在预算可控的情况下尽量选择国际知名品牌或者口碑已得到国内外普遍认可的品牌, 并控制好进货渠道, 尽量与厂家取得联系, 避免买到假货或者劣质货。
(2) 对目前还在使用的不是采用阻燃材料的国产蓄电池要加强监视, 尽快将其全部更换。
(3) 严格按照国家标准规范、厂家要求进行蓄电池的运行维护工作:蓄电池室内保持清洁、通风, 室内温度控制在22~25℃之间;定期测量蓄电池组、单体电池电压、电池外壳温度、极柱温度和环境温度, 一个月一次, 而且单体电池端电压的测量不能只在浮充状态, 还应在放电状态下进行;巡视中需检查蓄电池的连接条有无松动和腐蚀现象, 如有松动应紧固螺丝, 检查壳体有无渗液变形, 极柱和安全阀周围是否有渗液和酸雾溢出, 如有应及时清洁, 保持蓄电池表面干净;对新安装的蓄电池组, 应进行全核对性放电试验, 以后每隔2~3年进行一次核对性试验, 己运行了6年的蓄电池应每年做一次核对性放电试验, 若经过2~3次全核对性放电, 蓄电池组的容量均达不到额定容量的80%以上, 可认为此组蓄电池已失效, 应安排更换。
(4) 对蓄电池室内设备安装进行整改:蓄电池室内照明灯具改为防暴型, 蓄电池室的照明开关与通风机电源开关改设到蓄电池室外, 蓄电池在线监测装置装设在蓄电池室外。
(5) 加强运行人员与检修人员工作责任心, 加强运行人员与检修人员的技术培训, 提其高巡视、维护蓄电池技能, 加强监督管理力度, 保证制度得到落实。
参考文献
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