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摘要：根据某发电厂阀控蓄电池出现的异常，导致蓄电池寿命下降危及直流系统安全运行的情况进行了分析，总结出了维护方法及巡视检查的要点，对确保阀控式铅酸蓄电池的安全运行具有一定的指导意义。
关键词：阀控电池；环境温度；浮充电；寿命
作者简介：赵春香（1963-），女，北京人，北京高等电力专科学校发电厂及电力系统，工程师。（北京 100025）
中图分类号：TM621.9 文献标识码：B 文章编号：1007-0079（2011）09-0126-02
阀控式密封铅酸蓄电池（下称阀控电池）具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便等优点，所以在20世纪80年代后期的更新换代中得到了广泛应用。在实际应用中由于阀控电池全密封、无须加水维护，故常冠以“免维护”的称号，“免维护”这一词给运行和检修人员带来了认识上的误区，导致阀控电池在日常运行中暴露出一些问题。
某发电厂单元及网控共有六组阀控电池（见表1），已经有了十余年的运行历史。历史先后出现了阀控电池运行中表面温度高和阀控电池电解液干涸等故障现象，这些故障从一定程度上影响了阀控电池的使用寿命，给企业带来损失。该发电厂技术人员通过实践摸索，总结出了阀控电池的维护方法及巡视检查的要点，并对出现的故障进行了有效处理，下文进行详细介绍。
一、阀控电池的故障案例
1.案例1
2008年3月5日某发电厂网控直流母线电压为231V，环境温度为34℃的条件下，网控#2组蓄电池浮充电流逐渐升高至2.9A（正常值为0.25A），电池表面温度为37.6℃。在同一室内的网控#1组蓄电池浮充电流0.9A，电池表面温度为34.6℃。检修人员立即将母线电压降低至227.8V，同时对室内进行通风，降低室内温度，检修人员还对电池进行了检查，发现电池内部干涸，遂对电池补充了纯净水，采取了一系列措施后网控#2组蓄电池浮充电流逐渐下降到0.2A。随后检修人员对#2组电池进行了充放电试验，蓄电池组放电容量达到额定容量的80%以上，试验结果满足直流系统要求。
2.案例2
2008年8月30日一单元控制蓄电池在直流母线电压229V，环境温度36℃的条件下，浮充电流上升至1.8A，电池表面温度升高到39.4℃，在同一室内的动力蓄电池表面温度为36.3℃。经检查发现一单元控制蓄电池内部干涸，于是对电池补充了600ml纯净水。厂家对同一室内的动力蓄电池也进行了检查，补充了900ml水。补充水后对两组电池进行观察，发现控制电池表面温度下降至35℃，充电电流降低至0.5A，运行正常。随后检修人员对控制电池进行了充放电试验，蓄电池组容量达到额定容量的80%以上，满足直流系统要求。
通过上述事件，并结合以往该发电厂蓄电池平均使用寿命为6年的状况，让维护人员意识到在阀控电池的维护和巡视工作中存在的不足，需要采取措施进行处理。
二、阀控电池的原理和故障分析
1.阀控电池的原理
阀控电池主要由：正极板、负极板、隔板、电解液、电池槽及附件组成。[1]其中正极板由正极板栅、活性物质组成；负极板由负极板栅、活性物质组成；正、负极栅板是合金材料，通常是栅状，水平栅条作用是支撑活性物质，垂直栅条作用是集电，用于传导和汇集电流；电解液主要是稀硫酸H2SO4。
蓄电池在放电过程中的化学反应：
PbO2＋2H2SO4＋Pb＝放电＝PbSO4＋2H2O＋PbSO4
（正极）（硫酸）（负极）（正极）（水）（负极）
蓄电池在充电过程中的化学反应：
PbSO4＋2H2O＋PbSO4＝充电＝ PbO2＋2H2SO4＋ Pb
（正极）（水）（负极） （正极）（硫酸）（负极）
2.阀控电池故障分析
原本阀控电池设计采用全密封结构，使电池内部保留一定压力和气体，在进行上述反应循环时可抑制气体的析出，进而控制电池内水份的消耗，实现免维护。
在实际运行当中环境温度过高，阀控电池的极板腐蚀加剧，同时将消耗更多的水，从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命，长期运行温度若升高10℃，使用寿命约降低一半。受生产工艺影响阀控电池无法确保全密封，当阀控电池在负极不能及时吸收正极析出的氧气，逸出极群组外的氧气在电池槽上层积累到一定压力时，排出到蓄电池外，从而引起失水。这种失水累积到一定程度就会造成阀控电池内电解液的干涸，进而造成阀控电池充电电流上升，表面温度升高。
三、解决方案
1.改善阀控电池的环境温度
阀控蓄电池工作环境温度是十分敏感的，室温宜保持在5℃～30℃之间，最高不得超过35℃。若35℃时蓄电池的寿命是10年，那么室内温度增加1度蓄电池寿命就会下降10个月。针对这一特点，阀控蓄电池宜安装在背光、通风、清洁的环境下。某发电厂单元室的蓄电池安装在锅炉房零米，与磨煤机相邻，这种工作环境下对蓄电池的长周期安全运行是非常不利的。
2009年3月该发电厂对一二单元蓄电池室夏季运行温度高的问题进行了综合治理。针对蓄电池室东墙紧邻锅炉房，夏季从锅炉房辐射热量的情况，在蓄电池室东墙新增了保温隔热层；同时在蓄电池室西墙加装盘管风机；为了提高制冷效果，还对原有空调输水管路进行扩管并加装管道泵。
综合治理后，2009年夏季一二单元蓄电池室温度由往年的平均34～37℃降低到25～29℃，取得了良好的效果，并且使得全年一二单元蓄电池室的温度整体控制在最适宜阀控电池运行的25℃左右。
2.巡检时加强对浮充电流值与电池表面温度的关注
该发电厂的运行经验表明，蓄电池在出现异常运行的情况下，浮充电电流与蓄电池温度是密切关联的。根据以往的厂家资料及相关文献，只是对蓄电池工作环境温度、浮充电电流、母线电压、蓄电池单体电压值等参数的监视，对电池表面温度的监视没有提及，实际上蓄电池表面的温度也是蓄电池运行是否正常的一个重要指标，它从一个侧面反映了蓄电池的健康状况，这一点在日常运行维护中要特别注意。
在正常运行情况下，蓄电池自损耗产生的热量被周围的空气带走，电池表面温度与周围空气温度基本相同。对上述两起事件的分析，发现当浮充电电流升高时，将会伴随着蓄电池表面温度的升高。即蓄电池产生的热量不能被周围的空气完全带走，使电池热量不断累积，为什么会发生这种现象呢？
蓄电池在正常工作状态下电池内部会产生气体，气体累计引起电池内部压力升高，当压力到达安全阀开启值，安全阀开启排出多余气体，从而造成电池中水份的损失。特别是在较高温度下工作的蓄电池更容易出现这种现象，长期工作在这种方式下会造成蓄电池干涸。干涸的电池内阻会增大，电池内部压降升高，使直流母线电压有下降的趋势。直流系统监控装置为维持直流母线电压在恒定，自动调整增加浮充电电流，从而导致电池自损耗的增加，引起电池温度的进一步提高，循环往复造成恶性循环，使电池热失控。同时会导致电池放电容量的降低。
在了解蓄电池温度与浮充电电流的变化关系后，在日常的巡视检查中要特别关注浮充电电流升高时蓄电池温升的变化。若电池温升达到3K，同时伴随着浮充电电流升高，那么就可以基本判断出现了电池干涸，及早发现蓄电池的异常工作状况，避免极端情况发生。在运行管理上，要对浮充电电流、母线电压、环境温度及蓄电池外表温度进行至少每天一次的抄表并进行分析。
关键词：阀控电池；环境温度；浮充电；寿命
作者简介：赵春香（1963-），女，北京人，北京高等电力专科学校发电厂及电力系统，工程师。（北京 100025）
中图分类号：TM621.9 文献标识码：B 文章编号：1007-0079（2011）09-0126-02
阀控式密封铅酸蓄电池（下称阀控电池）具有防爆安全、使用数量少、电池单体电压高、维护方便等优点，所以在20世纪80年代后期的更新换代中得到了广泛应用。在实际应用中由于阀控电池全密封、无须加水维护，故常冠以“免维护”的称号，“免维护”这一词给运行和检修人员带来了认识上的误区，导致阀控电池在日常运行中暴露出一些问题。
某发电厂单元及网控共有六组阀控电池（见表1），已经有了十余年的运行历史。历史先后出现了阀控电池运行中表面温度高和阀控电池电解液干涸等故障现象，这些故障从一定程度上影响了阀控电池的使用寿命，给企业带来损失。该发电厂技术人员通过实践摸索，总结出了阀控电池的维护方法及巡视检查的要点，并对出现的故障进行了有效处理，下文进行详细介绍。
一、阀控电池的故障案例
1.案例1
2008年3月5日某发电厂网控直流母线电压为231V，环境温度为34℃的条件下，网控#2组蓄电池浮充电流逐渐升高至2.9A（正常值为0.25A），电池表面温度为37.6℃。在同一室内的网控#1组蓄电池浮充电流0.9A，电池表面温度为34.6℃。检修人员立即将母线电压降低至227.8V，同时对室内进行通风，降低室内温度，检修人员还对电池进行了检查，发现电池内部干涸，遂对电池补充了纯净水，采取了一系列措施后网控#2组蓄电池浮充电流逐渐下降到0.2A。随后检修人员对#2组电池进行了充放电试验，蓄电池组放电容量达到额定容量的80%以上，试验结果满足直流系统要求。
2.案例2
2008年8月30日一单元控制蓄电池在直流母线电压229V，环境温度36℃的条件下，浮充电流上升至1.8A，电池表面温度升高到39.4℃，在同一室内的动力蓄电池表面温度为36.3℃。经检查发现一单元控制蓄电池内部干涸，于是对电池补充了600ml纯净水。厂家对同一室内的动力蓄电池也进行了检查，补充了900ml水。补充水后对两组电池进行观察，发现控制电池表面温度下降至35℃，充电电流降低至0.5A，运行正常。随后检修人员对控制电池进行了充放电试验，蓄电池组容量达到额定容量的80%以上，满足直流系统要求。
通过上述事件，并结合以往该发电厂蓄电池平均使用寿命为6年的状况，让维护人员意识到在阀控电池的维护和巡视工作中存在的不足，需要采取措施进行处理。
二、阀控电池的原理和故障分析
1.阀控电池的原理
阀控电池主要由：正极板、负极板、隔板、电解液、电池槽及附件组成。[1]其中正极板由正极板栅、活性物质组成；负极板由负极板栅、活性物质组成；正、负极栅板是合金材料，通常是栅状，水平栅条作用是支撑活性物质，垂直栅条作用是集电，用于传导和汇集电流；电解液主要是稀硫酸H2SO4。
蓄电池在放电过程中的化学反应：
PbO2＋2H2SO4＋Pb＝放电＝PbSO4＋2H2O＋PbSO4
（正极）（硫酸）（负极）（正极）（水）（负极）
蓄电池在充电过程中的化学反应：
PbSO4＋2H2O＋PbSO4＝充电＝ PbO2＋2H2SO4＋ Pb
（正极）（水）（负极） （正极）（硫酸）（负极）
2.阀控电池故障分析
原本阀控电池设计采用全密封结构，使电池内部保留一定压力和气体，在进行上述反应循环时可抑制气体的析出，进而控制电池内水份的消耗，实现免维护。
在实际运行当中环境温度过高，阀控电池的极板腐蚀加剧，同时将消耗更多的水，从而使电池寿命缩短。蓄电池在25℃的环境下可获得较长的寿命，长期运行温度若升高10℃，使用寿命约降低一半。受生产工艺影响阀控电池无法确保全密封，当阀控电池在负极不能及时吸收正极析出的氧气，逸出极群组外的氧气在电池槽上层积累到一定压力时，排出到蓄电池外，从而引起失水。这种失水累积到一定程度就会造成阀控电池内电解液的干涸，进而造成阀控电池充电电流上升，表面温度升高。
三、解决方案
1.改善阀控电池的环境温度
阀控蓄电池工作环境温度是十分敏感的，室温宜保持在5℃～30℃之间，最高不得超过35℃。若35℃时蓄电池的寿命是10年，那么室内温度增加1度蓄电池寿命就会下降10个月。针对这一特点，阀控蓄电池宜安装在背光、通风、清洁的环境下。某发电厂单元室的蓄电池安装在锅炉房零米，与磨煤机相邻，这种工作环境下对蓄电池的长周期安全运行是非常不利的。
2009年3月该发电厂对一二单元蓄电池室夏季运行温度高的问题进行了综合治理。针对蓄电池室东墙紧邻锅炉房，夏季从锅炉房辐射热量的情况，在蓄电池室东墙新增了保温隔热层；同时在蓄电池室西墙加装盘管风机；为了提高制冷效果，还对原有空调输水管路进行扩管并加装管道泵。
综合治理后，2009年夏季一二单元蓄电池室温度由往年的平均34～37℃降低到25～29℃，取得了良好的效果，并且使得全年一二单元蓄电池室的温度整体控制在最适宜阀控电池运行的25℃左右。
2.巡检时加强对浮充电流值与电池表面温度的关注
该发电厂的运行经验表明，蓄电池在出现异常运行的情况下，浮充电电流与蓄电池温度是密切关联的。根据以往的厂家资料及相关文献，只是对蓄电池工作环境温度、浮充电电流、母线电压、蓄电池单体电压值等参数的监视，对电池表面温度的监视没有提及，实际上蓄电池表面的温度也是蓄电池运行是否正常的一个重要指标，它从一个侧面反映了蓄电池的健康状况，这一点在日常运行维护中要特别注意。
在正常运行情况下，蓄电池自损耗产生的热量被周围的空气带走，电池表面温度与周围空气温度基本相同。对上述两起事件的分析，发现当浮充电电流升高时，将会伴随着蓄电池表面温度的升高。即蓄电池产生的热量不能被周围的空气完全带走，使电池热量不断累积，为什么会发生这种现象呢？
蓄电池在正常工作状态下电池内部会产生气体，气体累计引起电池内部压力升高，当压力到达安全阀开启值，安全阀开启排出多余气体，从而造成电池中水份的损失。特别是在较高温度下工作的蓄电池更容易出现这种现象，长期工作在这种方式下会造成蓄电池干涸。干涸的电池内阻会增大，电池内部压降升高，使直流母线电压有下降的趋势。直流系统监控装置为维持直流母线电压在恒定，自动调整增加浮充电电流，从而导致电池自损耗的增加，引起电池温度的进一步提高，循环往复造成恶性循环，使电池热失控。同时会导致电池放电容量的降低。
在了解蓄电池温度与浮充电电流的变化关系后，在日常的巡视检查中要特别关注浮充电电流升高时蓄电池温升的变化。若电池温升达到3K，同时伴随着浮充电电流升高，那么就可以基本判断出现了电池干涸，及早发现蓄电池的异常工作状况，避免极端情况发生。在运行管理上，要对浮充电电流、母线电压、环境温度及蓄电池外表温度进行至少每天一次的抄表并进行分析。