海洋石油工程蓄电池组安装调试与维护

海洋石油工程股份有限公司 张建国



海洋石油工程蓄电池组安装调试与维护

海洋石油工程股份有限公司 张建国

【摘要】文章总结了蓄电池组在海洋石油工程中的安装施工、设备调试和维护保养，同时介绍了蓄电池的充放电原理、参数设置和容量测试等内容。

【关键词】蓄电池组；海洋石油工程；安装调试；容量测试；充放电

1 引言

在海洋石油平台的电力系统中, 蓄电池组一般应用在不间断电源UPS、发电机启动、直流盘、导航系统等。蓄电池组作为常规电力系统以外的独立应急电源系统，在平台正常电力系统发生故障、甚至在火灾等应急情况下，仍需保证应急设备可靠工作一段时间，这就对蓄电池提出了很高的可靠性要求。在海洋石油电力系统工程中，良好的蓄电池组质量是独立应急电源系统高质量运行的基础，也为将来的设备运行与维护做好准备。工程安装调试阶段对蓄电池组质量检验的好坏，将决定蓄电池组的可靠性和使用寿命。

2 蓄电池组的运输与安装

蓄电池组在生产检验合格后，经过海运或陆运的多次的装卸后才能到达海洋石油平台的电池间，在运输过程中，蓄电池是单体来对待的，到了平台上的电池间才将所有单体连接起来，在平台电力系统中起到良好的后备作用。在运输到库房后，首先要做的是外观检查，外观检查主要看单体在运输及搬运中有无壳体裂痕、漏液、溢酸和发生短路等现象，若外观有问题，则需要由专业工程师对问题单体进行检测评估，及时更换问题单体，确保有问题单体不得进入平台电力系统。

电池的安装在电池间内，安装前需清理电池间及安装支架，创造良好的安装条件。首先按照设计图纸完成单体的安装，紧接着需要使用带有绝缘护套力矩扳手，利用连接片将单体电池连接起来，连接中需确保连接螺栓力矩满足规范要求，并严格杜绝发生正负极短路和回路短路，在安装就位后，经检查单体和回路的正、负极性无误，电缆连接正确后才能进行下一步工艺检查。完成安装后，需对照设计进行工艺检验检查，并用万用表测量单体之间的连接电压，依据电压值的波动来判断接触情况是否良好，如有工艺不符合要求的，需及时联系厂家进行更换。

在蓄电池的安装过程中，要保护好阀控式蓄电池的“心脏”-安全阀，安全阀的开启与关闭由厂家专业人员进行设定操作，在平台电池间的施工场所，由于没有专业设施，所以一旦触动了安全阀，很难确保安全阀能够恢复到原来设定的压力。

3 蓄电池组的调试

3.1 蓄电池组的充放电原理

平台蓄电池组安装就位，加注电解液后，将直流电压加在蓄电池组的正负极板上，进行充电；负极板上的硫酸铅被氢离子还原，正极板上的硫酸铅与硫酸根离子化合，失去电子使正极板变为深褐色的二氧化铅，在正极板的化学反应式1：

在负极板的化学反应式2：

总的充电反应式3：

在蓄电池组放电过程中，电解液中的氢离子与正极板的二氧化铅反应生成硫酸铅;负极板海绵状铅与硫酸根反应生成硫酸铅。

在正极板的化学反应式4：

在负极板的化学反应式5：

总的放电反应式6：

3.2 蓄电池组的充放电参数

目前海洋石油平台的基础供电系统由蓄电池组和充电器组成，充电器一般采用智能开关电源系统，所以蓄电池组的后备性能及使用寿命也取决于充电管理装置的质量及运行的好坏。充电器中需要设置的主要参数如下：

●单体浮充电压和浮充总电压值。

●蓄电池组的均充电压值。

●蓄电池组的电压温度补偿参数。

●蓄电池组的放电终止电压。

●蓄电池组的充电限流值。

参数设定中还要考虑各种充电装置对于蓄电池组的管理能力和具体要求，以便进行设定蓄电池组充电器的其他相关的具体参数。

3.3 蓄电池组的容量测试

平台蓄电池组系统安装完毕后，还要对蓄电池组进行多次充放电测试，实现对新安装的蓄电池组容量的复查。在蓄电池组循环充放电3次，稳定后的数据作为原始记录使用，原始记录推算的电池容量真实可靠。

待新安装的蓄电池组补充电完成后，需静置12h，再进行放电测试。蓄电池组的放电负载可以借助放电智能负载进行，也可以采用平台的实际负载进行。对于海洋石油平台新安装的电池组，考虑到蓄电池组的安全性、快速性、便捷性方面，实际中通常采用放电智能负载进行放电，并按照规范要求的10h放电率进行容量测试。在蓄电池组的放电过程中，需要间隔一段时间便记录被测试的蓄电池单体电压和环境温度，10h放电率的测量间隔时间为电1h/次，但在放电终止的最后半小时内，需加快测量的频次。当蓄电池组中的任意一只电池达到终止电压，则视为该组电池到了终止电压，并停止该蓄电池组的放电测试；一次放电后应及时对蓄电池组进行充电，通过放电率和放电时间等参数计算出该蓄电池组所放出的电量，进行蓄电池组的容量核算。

平台蓄电池组的充电分两步进行，首先进行恒流充电，参数设定为0.1C10，恒流充电达到设定值后，进行恒压充电，参考环境温度为25℃时设定电压，设置现场温度下的单体充电电压。在蓄电池组的充电过程中需要记录单体电压和环境温度，当蓄电池单体的电压达设定值，且充电器的充电电流值在3小时内不减小，则视为蓄电池组充电完成，通过计算得出所充入该蓄电池组的电量，进行蓄电池组的容量核算。

蓄电池组在第一次充电完成后，若核算的蓄电池组容量可以达到设计的98%以上，则该蓄电池组的容量满足平台设计要求，该蓄电池组的容量测试已经完成。如果核算容量不达标，则需进行第2次充放电循环。在进行蓄电池组的充放电测试中，需要进行全过程的测试与记录。在海洋石油平台电池间中新安装的蓄电池一般都需经过3次的充放电循环：安装后首次补充电—放电、二次充电—放电和三次充电。

4 蓄电池组的保养与维护

1）蓄电池维护应严格按照国家、行业标准规定的项目及周期进行,对性能有怀疑和运行多年的蓄电池应缩短维护保养周期,有蓄电池生产厂家技术参数时,其性能合格标准参照厂家数据,无厂家数据时依据国家和行业标准。

2）做好投运前、日常和历年蓄电池维护测试的数据记录并妥善保管,可以作为判断蓄电池性能好坏、故障分析的依据。对性能下降较快的蓄电池及早进行活化或更换,避免蓄电池组容量不足或失效对平台生产的影响。

3）定期检查蓄电池组安全阀的周围是否有被喷射的污点,以此确定安全阀是否拧紧或损坏，同时检查蓄电池组的外观有无异常变形和发热。

4）如果蓄电池组中某一单体的容量不足需要更换时，不能仅把某一单体单独更换下来，否则会因蓄电池组的内阻不平衡而影响整组电池的使用寿命。

5）蓄电池组的放电容量、寿命、自放电、内阻等都受周围环境的影响，平台电池间的温度应控制在22℃～25℃之间，在这个温度下蓄电池组有最佳的容量和寿命。

6）蓄电池组放置时间过长时，在使用前一定要进行补充电，不同厂家、型号的电池禁止混用。

参考文献

[1]电源设备安装设计规范.YD5040-97.

[2]GFM蓄电池组安装用户手册.浙江南都电源动力股份有限公司.

[3]侯聪玲,吴捷,李金鹏,张淼.蓄电池充电方法研究[J].电源技术应用,2004,(2):103.

[4]吕耀文.蓄电池充电方法研究[J].内蒙古科技与经济, 2009,(2):98.

[5]袁宝善著.蓄电池[M].黑龙江科学林犬出版社,1981.

张建国（1982－），男，中级职称，从事海洋油气工程电仪调试与设计工作。

作者简介：