海洋石油工程蓄電池組安裝調試與維護

海洋石油工程股份有限公司 張建國

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海洋石油工程蓄電池組安裝調試與維護

海洋石油工程股份有限公司 張建國

【摘要】文章總結了蓄電池組在海洋石油工程中的安裝施工、設備調試和維護保養，同時介紹了蓄電池的充放電原理、參數設置和容量測試等內容。

【關鍵詞】蓄電池組；海洋石油工程；安裝調試；容量測試；充放電

1 引言

在海洋石油平臺的電力系統中, 蓄電池組一般應用在不間斷電源UPS、發電機啟動、直流盤、導航系統等。蓄電池組作為常規電力系統以外的獨立應急電源系統，在平臺正常電力系統發生故障、甚至在火災等應急情況下，仍需保證應急設備可靠工作一段時間，這就對蓄電池提出了很高的可靠性要求。在海洋石油電力系統工程中，良好的蓄電池組質量是獨立應急電源系統高質量運行的基礎，也為將來的設備運行與維護做好準備。工程安裝調試階段對蓄電池組質量檢驗的好壞，將決定蓄電池組的可靠性和使用壽命。

2 蓄電池組的運輸與安裝

蓄電池組在生產檢驗合格后，經過海運或陸運的多次的裝卸后才能到達海洋石油平臺的電池間，在運輸過程中，蓄電池是單體來對待的，到了平臺上的電池間才將所有單體連接起來，在平臺電力系統中起到良好的后備作用。在運輸到庫房后，首先要做的是外觀檢查，外觀檢查主要看單體在運輸及搬運中有無殼體裂痕、漏液、溢酸和發生短路等現象，若外觀有問題，則需要由專業工程師對問題單體進行檢測評估，及時更換問題單體，確保有問題單體不得進入平臺電力系統。

電池的安裝在電池間內，安裝前需清理電池間及安裝支架，創造良好的安裝條件。首先按照設計圖紙完成單體的安裝，緊接著需要使用帶有絕緣護套力矩扳手，利用連接片將單體電池連接起來，連接中需確保連接螺栓力矩滿足規范要求，并嚴格杜絕發生正負極短路和回路短路，在安裝就位后，經檢查單體和回路的正、負極性無誤，電纜連接正確后才能進行下一步工藝檢查。完成安裝后，需對照設計進行工藝檢驗檢查，并用萬用表測量單體之間的連接電壓，依據電壓值的波動來判斷接觸情況是否良好，如有工藝不符合要求的，需及時聯系廠家進行更換。

在蓄電池的安裝過程中，要保護好閥控式蓄電池的“心臟”-安全閥，安全閥的開啟與關閉由廠家專業人員進行設定操作，在平臺電池間的施工場所，由于沒有專業設施，所以一旦觸動了安全閥，很難確保安全閥能夠恢復到原來設定的壓力。

3 蓄電池組的調試

3.1 蓄電池組的充放電原理

平臺蓄電池組安裝就位，加注電解液后，將直流電壓加在蓄電池組的正負極板上，進行充電；負極板上的硫酸鉛被氫離子還原，正極板上的硫酸鉛與硫酸根離子化合，失去電子使正極板變為深褐色的二氧化鉛，在正極板的化學反應式1：

在負極板的化學反應式2：

總的充電反應式3：

在蓄電池組放電過程中，電解液中的氫離子與正極板的二氧化鉛反應生成硫酸鉛;負極板海綿狀鉛與硫酸根反應生成硫酸鉛。

在正極板的化學反應式4：

在負極板的化學反應式5：

總的放電反應式6：

3.2 蓄電池組的充放電參數

目前海洋石油平臺的基礎供電系統由蓄電池組和充電器組成，充電器一般采用智能開關電源系統，所以蓄電池組的后備性能及使用壽命也取決于充電管理裝置的質量及運行的好壞。充電器中需要設置的主要參數如下：

●單體浮充電壓和浮充總電壓值。

●蓄電池組的均充電壓值。

●蓄電池組的電壓溫度補償參數。

●蓄電池組的放電終止電壓。

●蓄電池組的充電限流值。

參數設定中還要考慮各種充電裝置對于蓄電池組的管理能力和具體要求，以便進行設定蓄電池組充電器的其他相關的具體參數。

3.3 蓄電池組的容量測試

平臺蓄電池組系統安裝完畢后，還要對蓄電池組進行多次充放電測試，實現對新安裝的蓄電池組容量的復查。在蓄電池組循環充放電3次，穩定后的數據作為原始記錄使用，原始記錄推算的電池容量真實可靠。

待新安裝的蓄電池組補充電完成后，需靜置12h，再進行放電測試。蓄電池組的放電負載可以借助放電智能負載進行，也可以采用平臺的實際負載進行。對于海洋石油平臺新安裝的電池組，考慮到蓄電池組的安全性、快速性、便捷性方面，實際中通常采用放電智能負載進行放電，并按照規范要求的10h放電率進行容量測試。在蓄電池組的放電過程中，需要間隔一段時間便記錄被測試的蓄電池單體電壓和環境溫度，10h放電率的測量間隔時間為電1h/次，但在放電終止的最后半小時內，需加快測量的頻次。當蓄電池組中的任意一只電池達到終止電壓，則視為該組電池到了終止電壓，并停止該蓄電池組的放電測試；一次放電后應及時對蓄電池組進行充電，通過放電率和放電時間等參數計算出該蓄電池組所放出的電量，進行蓄電池組的容量核算。

平臺蓄電池組的充電分兩步進行，首先進行恒流充電，參數設定為0.1C10，恒流充電達到設定值后，進行恒壓充電，參考環境溫度為25℃時設定電壓，設置現場溫度下的單體充電電壓。在蓄電池組的充電過程中需要記錄單體電壓和環境溫度，當蓄電池單體的電壓達設定值，且充電器的充電電流值在3小時內不減小，則視為蓄電池組充電完成，通過計算得出所充入該蓄電池組的電量，進行蓄電池組的容量核算。

蓄電池組在第一次充電完成后，若核算的蓄電池組容量可以達到設計的98%以上，則該蓄電池組的容量滿足平臺設計要求，該蓄電池組的容量測試已經完成。如果核算容量不達標，則需進行第2次充放電循環。在進行蓄電池組的充放電測試中，需要進行全過程的測試與記錄。在海洋石油平臺電池間中新安裝的蓄電池一般都需經過3次的充放電循環：安裝后首次補充電—放電、二次充電—放電和三次充電。

4 蓄電池組的保養與維護

1）蓄電池維護應嚴格按照國家、行業標準規定的項目及周期進行,對性能有懷疑和運行多年的蓄電池應縮短維護保養周期,有蓄電池生產廠家技術參數時,其性能合格標準參照廠家數據,無廠家數據時依據國家和行業標準。

2）做好投運前、日常和歷年蓄電池維護測試的數據記錄并妥善保管,可以作為判斷蓄電池性能好壞、故障分析的依據。對性能下降較快的蓄電池及早進行活化或更換,避免蓄電池組容量不足或失效對平臺生產的影響。

3）定期檢查蓄電池組安全閥的周圍是否有被噴射的污點,以此確定安全閥是否擰緊或損壞，同時檢查蓄電池組的外觀有無異常變形和發熱。

4）如果蓄電池組中某一單體的容量不足需要更換時，不能僅把某一單體單獨更換下來，否則會因蓄電池組的內阻不平衡而影響整組電池的使用壽命。

5）蓄電池組的放電容量、壽命、自放電、內阻等都受周圍環境的影響，平臺電池間的溫度應控制在22℃～25℃之間，在這個溫度下蓄電池組有最佳的容量和壽命。

6）蓄電池組放置時間過長時，在使用前一定要進行補充電，不同廠家、型號的電池禁止混用。

參考文獻

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[2]GFM蓄電池組安裝用戶手冊.浙江南都電源動力股份有限公司.

[3]侯聰玲,吳捷,李金鵬,張淼.蓄電池充電方法研究[J].電源技術應用,2004,(2):103.

[4]呂耀文.蓄電池充電方法研究[J].內蒙古科技與經濟, 2009,(2):98.

[5]袁寶善著.蓄電池[M].黑龍江科學林犬出版社,1981.

張建國（1982－），男，中級職稱，從事海洋油氣工程電儀調試與設計工作。

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