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柴油发电机组的启动蓄电池要求与使用 |
摘要：柴油发电机组配备的启动电瓶的主要功能是存电与放电，在启动发动机时给起动机供电，而在发电机电压高于铅蓄电池电压时将部分电能转化为化学能储存起来。启动用蓄电池的充电维护是一件非常重要而且麻烦的工作，它的好坏严重影响蓄电池的使用及寿命。为了保证启动蓄电池能有充足的电能启动柴油发电机组，维护人员要经常对蓄电池进行检测和充电。
一、启动蓄电池的使用与要求
1、蓄电池的要求
（1）使用前应了解蓄电池的容量和电解液密度。
（2）工作完毕后，在条件许可的情况下，应断开蓄电池连接。断开时要先断负端，然后再断开正端；连接蓄电池时，要先连接正端，再连接负端。
（3）检查液面高度，液面太低时，应补充蒸馏水，禁止加硫酸、配好的电解液或其他不纯净的水。检查蓄电池放气塞的通气孔是否畅通。
（4）对经常移动的发电柴油发电机组，工作时尽量放置于平坦、土质较松软的地面上，蓄电池的放气塞要旋紧，防止电解液溢出。
2、蓄电池保养方法
（1）经常保持蓄电池清洁干燥，要保持通气孔的通畅。当极板或夹头出现氧化物时应将其擦净，涂上少许黄油以免腐蚀。
（2）不可连续使用起动机，每次使用不超过5s，两次启动休息10~15s后再用。严冬蓄电池放电程度不可超过25%，夏天不得超过50%。
（3）加足电解液的蓄电池不得长期在充电不足的情况下放置要定期充电，否则会导致报废。
（4）向蓄电池充电时，电压不要过低或过高，一般12V充电标准电压为(13.5~14.5)V范围内;24V充电标准电压为(28~29.9)V范围内。
（5）电解液液面高度应高出无极板(10~15)mm，液面过低应及时补充蒸馏水不要补充电解液，无蒸馏水可用雨水或雪水代用，不要用河水和自来水。
3、蓄电池初充电
（1）初充电时，应除去胶塞及胶塞内的封闭物，并检查通气孔是否畅通。
（2）将市售电解液倒人蓄电池内，此时液面高度应高出多孔防护板15~20mm，静止放置3~5h，使电池内部温度降至30℃以下。
（3）将蓄电池的正负极分别与充电机的正负极接好。
（4）初次充电通常采用两阶段恒流充电法。先采用10h率的充电电流（即蓄电池额定容量数除以10所得出的电流值）。当单体电池的电压升高到2.3~2.4V时，再将充电电流调整为开始阶段的一半（20h率充电电流）。当单体电池的电压升高到2.6~2.7v时，并且在2~3h中不再升高，电解液中析出大量气泡时，表明已充足电，初充电结束。初充电的时间一般在20h以上。当蓄电池的储存期超过半年时，初充电的时间应更长些。对于干荷式（不需要初充电）的蓄电池，打开胶塞，加入电解液，静置lh后即可使用。
（5）柴油发电机组在平时工作过程中，用柴油发电机组自配的硅整流发电机即可为蓄电池正常充电；当柴油发电机组上的硅整流发电机发生故障时，需用专用的充电机给其充电。给蓄电池充电时，直接将充电机的直流输出插座与蓄电池对接即可。在接线过程中要注意：充电机的正负极与蓄电池的正负极不能接反，否则蓄电池不能正常充电，甚至造成事故。
（5）在充电过程中，应保持电解液温度在35℃以下，最高不得超过45℃，温度过高时，可加强冷却或暂停充电（初充电时不得中途停止）。
4、蓄电池的日常检查
（1）巡视检查有无短路、变形、脊梁上生盐漏酸、弹簧有无移位、有无异常电池等。发现异常情况应仔细查找原因，及时纠正并做出记录。
（2）按照蓄电池的数量指定标示电池，标示电池经指定不得任意变更，以便长期观察蓄电池的工作情况。
（3）电解液的液面应经常保持在高于极板上缘10～20mm，如液面下降低于10mm，比重上升时，在充电开始前，应加入纯水或蒸馏水，以防极板顶部干燥。
（4）为了避免产生落后电池，应每3~6个月进行均衡充电。
（5）在电池发生气体时，应开启通风装置，直到停充后抽到无酸雾时为止。
（6）定期检查极板的脊梁和边框有无断裂变形，脊梁上应剥开粉末仔细检查，如发现裂纹应立即取出。
（7）经常检查连接螺栓与导线铜条是否紧密，保持其清洁，并在各连接处涂上凡士林或黄油，以防锈蚀及酸液侵蚀。
（8）注液胶塞、防爆帽座子与蓄电池胶盖连接丝扣应旋紧，并涂上凡士林或黄油，以保证不漏气。防爆帽如发生破裂，必须立即更换。
（9）蓄电池测量用的仪表如比重表、温度计、电压表等应定期校验，避免由于仪表不正确导致蓄电池维护工作不当。
（10）蓄电池室内应经常保持清洁干燥，空气流通，光线充足。保持室内湿度，减少电池中水的蒸发。
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图1 启动蓄电池的三维模拟图 |
图2 启动蓄电池整体轴测图 |
二、影响蓄电池容量大小的因素
蓄电池的容量表示充足电的蓄电池在放电期间端电压降低约10%时的电量，通常采取蓄电池25℃时10h放电率容量作为电池的额定容量，也就是正极片数与每片极板的额定容量的乘积，通常用放电电流与放电时间乘积表示容量。影响蓄电池容量的因素如下：
1、放电率与容量的关系
放电率越高则容量越小。因高放电率放电时，极板表面的有效物质强烈发生变化，生成的硫酸铅容易堵塞极板的小孔，硫酸不易进入极板深层，极板深层的有效物质不参加反应，内阻增加，电压下降快，使电池不能放出全部容量。以铅酸蓄电池为例：10h放电率放出容量为100%，而3h放电率放出容量近75%,1h放电率放出容量为51.4%。
放电电流与容量的关系可由下式决定：
Q=QN（ⅠN/Ⅰ）n-1
式中，Q——10h放电率的额定容量（A·h）；
ⅠN———10h放电率的额定放电电流（A）；
Ⅰ———非10h放电率放电电流（A）；
QN———放电电流为ⅠN时的容量（A·h）；
n——蓄电池放电容量指数，当Ⅰ/ⅠN＞3时，n=1.313，当Ⅰ/ⅠN≥3时，n=1.414。
2、温度与容量的关系
电解液温度降低，蓄电池容量减小。温度↓粘度↑，电解液渗入极板困难，活性物质利用率↓→C20↓；同时，粘度↑内阻↑内压降↑端电压↓→C20↓。实验证明，电解液温度每下降1℃，缓慢放电时蓄电池容量约减少1%，迅速放电时蓄电池容量约减少2%。因此，温度越高，稀硫酸粘度越低，活动力越强，内阻越小，使蓄电池的有效电压升高，增加输出的能量。温度每升高1℃，容量增加0.8%。
容量与温度的关系：
Q25=Qt/1+0.008（t-25）
式中，Q———电解液平均温度为25℃时容量（A·h）；
t———放电过程中电解液的实际平均温度（℃）。
上式适用于电解液温度在-15℃～35℃之间。若温度降低，则容量的减少更为显著，但当温度超过35℃时，则容量反而减少。
3、电解液密度对容量的影响
电解液密度ρ↑电动势E↑，电液渗透能力↑，参加反应的活性物质↑→C20↑；ρ过高，粘度↑，内阻↑，极板硫化↑→C20↓。实践证明：电解液密度偏低有利于提高放电电流和容量。即使是冬季使用的电解液，在不使其结冰的前提下，也应尽可能采用稍低密度的电解液。
4、构造因素对容量的影响
（1）极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，相同蓄电池尺寸下极板片数多，容量就越大。
（2）极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。
（3）同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大。
5、电解液纯度对容量的影响
电解液中的一些有害杂质会腐蚀栅架，沉附于极板上的杂质形成局部电池产生自放电，导致输出电量减小。如：电解液中若含有1%的铁，则蓄电池在一昼夜内就会放完电。
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图3 蓄电池不同放电电流下放电特性 |
图4 电解液温度与蓄电池容量的关系图 |
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