歐洲ALCAD蓄電池組40年運行案例

遼陽石化公司是1972年籌備建廠，1973年經中國技術進出口公司同法國德西尼布(TECHNIP)、斯貝西姆（SPEICHIM）兩公司簽訂《以石腦油為原料生產聚酯、錦綸六六、聚合級已烯、聚合級丙烯的聯合企業合同》，上述生產單元配置的設備從法國成套引進，煉油及公用工程生產單元涉及的設備國內配套，建成石油化工化纖聯合企業。1974年開工建設，計劃1977年上半年建成試車。

法國進口生產裝置供電用電設備是從法國配套引進，一共建設變電所8座，命名為P級變電所。P級變電所所用直流電源為110V，兩套整流柜是法國EMP 廠家生產，一套整流柜運行、另一套整流柜備用，有自動切換裝置。直流母線上接1組蓄電池作為備用電源，每座變電所1組，一共8組蓄電池。當一套整流柜（運行的）失電或故障時，備用整流柜自動投入運行，當兩套整流柜失電或故障時蓄電池組獨立供電。生產裝置儀表用直流電源為48V，兩套整流柜同時運行供電，互為備用，直流母線上接1組蓄電池作為備用電源。儀表直流電源共10套，10組蓄電池。

110V 成組的蓄電池由阿爾卡德(ALCAD)英國公司制造，型號DLS。48V 成組的蓄電池由阿爾卡德(ALCAD)瑞典公司制造，型號DLS。兩國供應的都是鎘鎳堿性（NICKEL CADMIUM BATTERY）蓄電池。這批蓄電池是1975年進口到安裝現場，1976年安裝調試結束，到現在已經40年過去。這批蓄電池絕大部分已經隨著生產工藝升級換代改換成閥控式鉛酸蓄電池，有的則隨著生產裝置退役而拆除，僅有的1組110V 蓄電池和1組48V蓄電池還在P13變電所中服役，運行狀態良好。以下就把這組運行了40年的蓄電池的日常運行和維護的經驗作以總結，也包括另外早已退出服役的16組同型號蓄電池，主要以法國進口文件為藍本。

1 40年鎘鎳蓄電池組基本情況

運行了40年的110V 鎘鎳堿性蓄電池組見圖1，48V 鎘鎳堿性蓄電池組見圖2。48V 直流電源單線系統圖同110V 直流電源單線系統圖一樣（圖3）。儀表專業對直流電壓的要求在(-15%～10%)48V，以保證儀表系統正常工作。

圖1 P13變電所110V 蓄電池組

圖2 P13變電所48V 蓄電池組

直流110V系統蓄電池79只成組，單只容量100AH，標稱電壓1.2V/只，成組標稱電壓94.8V，浮充電工作時蓄電池組端電壓是110.6V，工程上統稱直流110V。儀表專業用48V系統蓄電池36只成組，單只容量102AH，標稱電壓1.2V/只，成組標稱電壓43.2V，浮充電工作時蓄電池組端電壓是50.4V，工程上統稱直流48V。此外，其他P級變電所還有126AH、268AH和280AH 三種容量的蓄電池。

圖3 110V 直流電源單線系統圖

電壓要求：110V系統浮充電電壓1.40V/只 ×79只=110.6V，充電電壓1.46V/只×79只=115.3V，強充電電壓1.55V/只×79只=122.5V，最高充電電壓 1.70V/只×79只=134.3V，最低放電電壓1.0V/只×79 只=79V；48V系統浮充電電壓1.40V/只×36只=50.4 V，充電電壓1.46V/只×36只=52.7V，強充電電壓 1.55V/只×36只=55.8V，最高充電電壓1.70V/只× 36只=60.2V，最低放電電壓1.0V/只×36只=36V。

電流要求：110V系統和48V系統充電電流都是≤0.2C，浮充電電流一般很小（正常工作時），放電電流≤0.2C。

3 堿性鎘鎳蓄電池的運行維護

充電要求：強充電電壓控制在1.55V/單瓶，最高電壓為1.7V/單瓶。整流柜已調定的充電電壓是1.46V/單瓶×蓄電池瓶數，浮充電電壓為1.40V/單瓶×蓄電池瓶數。為了活化蓄電池，每半年至少一年要進行強充電、放電各一次。為了不損傷蓄電池，充電電流一般應控制在0.2CA 以下。強充電一般開始為恒電流充電（0.2CA），后期應恒電壓（1.70V/只）充電，周期6～8小時。

放電要求：為了考核蓄電池實際容量，一般采用恒電流（0.2CA）放電。蓄電池的終止放電電壓為1V/單瓶。蓄電池實際放電容量按著恒電流（0.2C A）×放電時間（H）核算。若實際放電容量大于額定容量的80%，則認為蓄電池組是可繼續使用的。在放電試驗過程中應隨時測定各瓶蓄電池的端電壓，以發現并更換落后蓄電池。如果等到放電終止時，電壓將立即回升，不易發現。

蓄電池容量核對性試驗要求：蓄電池長期處于浮充電工作狀態下，容量會不均或不足。即便是按著定期充電要求做了充電操作，那也是在1.46V/只下進行的定期充電，還不是強充電操作。因此，必須每年充電放電各一次，以活化蓄電池，恢復其容量。

電解液的要求：電解液的配制采用表1的要求，完全采用國產的材料。

表1 電解液配制比例表

4 蓄電池組近15年的維護

2000年以前，各P級（法國進口）、B級（國產）變電所蓄電池的維護是由變電所員工操作完成的。從2000年以后到現在，對蓄電池的維護工作由廠外檢維修單位來承擔。檢維修單位自制一座工作房，里面配備了整流設備和蓄電池組。需要做一年一次或半年一次的容量核對工作時，用汽車和吊車將工作房運至變電所。交流電源取至變電所，把變電所的蓄電池組退出運行，接上工作房里的蓄電池組，以供變電所的直流或儀表用直流。變電所退出的這組蓄電池用工作房里的設備進行充電和放電試驗，P13變電所110V、48V 這兩組蓄電池每年做一次活化試驗工作，每次都按法方技術要求配制電解液，并進行電解液補充操作。2013年11月充電放電記錄記載，放電容量還保持在48V60%、110V40%，放電終了電壓控制在1.15V 計。

5 結語

本文介紹的鎘鎳堿性蓄電池技術和裝備制造水平與同時代國內已有的相差不多，上世紀70、80年代我國也正在廣泛推廣使用。同期建設的國產變電所就使用鎘鎳堿性蓄電池組，180只成組，20Ah，DC220V。筆者也經歷過有用25年的記錄，那時還沒退役的計劃。在遼陽石化公司P13變電所里兩組蓄電池連續運行了40年性能不減，具有說服力。事實表明，只要按照技術規程來運行和維護蓄電池，蓄電池是能夠實現長周期高質量運行的。