🗊Презентация Судовые кислотные аккумуляторы

1.4.1 Судовые кислотные аккумуляторы

Основные понятия Электрические аккумуляторы – гальванические элементы, в которых электрическая энергия преобразуется в химическую, а затем — химическая в электрическую Заряд аккумулятора – преобразование электрической энергии в химическую. Для этого аккумулятор подключают к источнику постоянного тока Разряд аккумулятора – процесс преобразования химической энергии в электрическую. При этом потребители электрической энергии соединяются с аккумулятором Процесс заряда и разряда аккумуляторов называется циклом, который может повторяться многократно В зависимости от химического состава электролита и электродов различают два типа аккумуляторов: - кислотные - щелочные

Конструкция аккумулятора

Технические данные Обозначение типа: 3СТ-60: материал моноблока: Э – эбонит, Т – термопласт, П - пластмасса; материал сепараторов: М – мипласт, МС – мипласт и стекловойлок, Р – мипор, Д – дерево; З – сухозаряженный (3СТЗ-60) Материал пластин: отрицательных – губчатый свинец Pb; положительных – перекись свинца PbO2 Электролит: водный раствор серной кислоты Н2SO4 Плотность электролита: 1,22 – 1,30 г/см3 Уровень электролита: 12 – 15 мм выше верхних кромок пластин Номинальное напряжение: 2,0В Номинальная ЭДС: 2,2В Напряжение в конце заряда: 2,7 – 2,8В Напряжение в конце разряда: 1,7 – 1,8 В Ток заряда: Q/10 Ток разряда: Q/10 Максимальная температура: +30С Внутреннее сопротивление 0,005 Ом

Расчет блока питания Номинальные данные аккумулятора: UА = k UН; IА = Q / 10; Номинальные данные нагрузки: UН; I = РН / UН; Количество последовательно соединенных аккумуляторов: n = UН / UА Количество параллельно соединенных аккумуляторов: m = I / IА Общее количество аккумуляторов: N = n · m

Приготовление электролита Электролит приготовляют в посуде, стойкой по отношению к действию серной кислоты и повышенной температуры: керамическая, эбонитовая, деревянная, выложенная свинцом Нужное количество дистиллированной воды наливают в чистую посуду, затем тонкой струей вливают кислоту при непрерывном помешивании раствора стеклянной или эбонитовой палочкой Запрещается вливать воду в кислоту, так как при этом вода бурно вскипает и разбрызгивается с кислотой Приготовленный электролит должен остыть до температуры 25° С, после чего им заливают аккумуляторы через стеклянную или эбонитовую воронку до нормального уровня

Заряд аккумулятора Заряжают постоянным током (от зарядного устройства) Устройство должно в конце заряда обеспечивать на каждом элементе напряжение не менее 2,7 — 2,8 В Перед зарядом необходимо проверить плотность межэлементных соединений, прочистить вентиляционные отверстия, включить вентиляцию или проверить работу естественной вентиляции Первый заряд можно начинать только после пропитки (0,5 — 2 ч ) при температуре электролита не более +30° С Уровень электролита понижается по мере пропитки пластин и сепараторов, поэтому перед зарядом необходимо довести его до нормы Ток заряда определяют по паспорту аккумулятора При заряде плотность электролита увеличивается (признак нормального заряда аккумулятора) выделяется свободный водород и кислород (возможно образование взрывоопасной смеси), возникает состояние, похожее на кипение (признак окончания заряда) Признаки окончания заряда: постоянство напряжения на выводах каждой банки аккумулятора (2,7 – 2,8 В) постоянство плотности электролита в течение последних 2—3 ч, обильное газовыделение во всех элементах

Разряд аккумулятора Полностью заряженный кислотный аккумулятор создает на один элемент: ЭДС Е Р = 2,2 В, рабочее напряжение UР = 2 В При разряде рабочее напряжение постепенно понижается до 1,7 — 1,8 В (химическая энергия переходит в электрическую) Этот процесс сопровождается уменьшением плотности (показатель нормального протекания разряда аккумулятора) Нормальным считается двадцатичасовой разряд аккумулятора при температуре +15°С (номинальный разрядный ток равен 1/20 части емкости) Отдельные типы аккумуляторов (что оговаривается в заводской инструкции) допускают разряд токами, в несколько раз большими, чем поминальный, однако в этом случае их емкость становится меньше номинальной Не допускается (для обеспечения надежного действия судовых аккумуляторов): разряжать батареи более чем на 50% их емкости, разряжать батареи ниже минимально допустимого напряжения

Виды зарядов Первый заряд: для сухозаряженных – 15 – 25 часов (в зависимости от срока хранения с момента изготовления) для незаряженных – 25 – 50 часов Ускоренный заряд (не применять при вводе в эксплуатацию): первая ступень тока: (1,5  2)IН - до повышения напряжения на каждом элементе до 2,4В вторая ступень тока: IН - до окончания заряда Контрольный цикл: для проверки работоспособности аккумулятора по величине отдаваемой мощности проводится после ремонтных работ для выяснения пригодности батарей Тренировочный цикл: - при вводе в эксплуатацию для получения номинальной емкости Лечебный цикл: если долго находится в полностью заряженном состоянии – при этом идет снижение емкости из-за усадки активной массы отрицательных пластин проводятся через два месяца в период навигации если после лечебного цикла емкость менее 80 % номинальной, то аккумулятор сдается в ремонт

Контрольный цикл Батарея полностью заряжается током нормального режима Через час – снова подключить на заряд Если «кипение» наступает менее, чем через 2мин (в каждом элементе) – заряд закончен Если «кипение» наступает более, чем через 2мин: ставится на заряд на 2 часа током 0,5IН делается одночасовой перерыв повторно включается на заряд с контролем времени «кипения» Корректируется плотность электролита в каждой банке Разряд током десятичасового режима: ток разряда поддерживается постоянным по величине разряд идет до 1,7В хотя бы на одном элементе напряжение замеряется каждый час, в конце заряда – каждые 15 мин Определяется емкость: Q = IР · t Р Если величина емкости на 20% ниже номинальной емкости – батарея отправляется на ремонт

Тренировочный цикл Батарея полностью заряжается током нормального режима Разряд током десятичасового режима: ток разряда поддерживается постоянным по величине разряд идет до 1,7В хотя бы на одном элементе напряжение замеряется каждый час, в конце заряда – каждые 15 мин При каждом тренировочном цикле заряд-разряд замеряют плотность электролита температура электролита уровень электролита Определяется емкость: Q = IР · t Р Результаты замеров и расчетов заносят в аккумуляторный журнал Номинальная емкость достигается для сухозаряженных – через 2 – 3 цикла для незаряженных – через 4 – 5 циклов Тренировочные циклы обязательны для аккумуляторных батарей, работающих в качестве аварийной резервной

Лечебный цикл Батарея полностью подзаряжается током нормального разряда Разряд током десятичасового режима При каждом лечебном цикле заряд-разряд замеряют плотность электролита температура электролита уровень электролита Определяется емкость: Q = IР · t Р Результаты замеров и расчетов заносят в аккумуляторный журнал Количество лечебных циклов определяется величиной емкости: - Если при последующем цикле емкость не возрастает, то лечебные циклы больше не проводятся

Техника безопасности Допускаются лица, имеющие соответствующие знания Об устройстве и эксплуатации аккумуляторных установок Правил техники безопасности Правил оказания первой доврачебной помощи при травмах в результате действия кислоты, щелочи, свинца и электрического тока Спецодежда: Резиновые сапоги и перчатки Резиновый фартук Хлопчатобумажный костюм с кислотоупорной пропиткой Защитные очки Бутыли с кислотой должны иметь защищающее приспособление (плетеная корзина) Должен быть 5% водный раствор соды и 10% раствор нашатырного спирта Пролитая кислота убирается резиновой грушей, засыпается опилками, которые сметаются щеткой. Запрещается использовать ветошь. Места после сбора жидкости нейтрализуются специальным раствором или водой При составлении электролита запрещается воду лить в кислоту Аккумуляторные помещения взрывоопасные, обязательна должна быть вентиляция На дверях аккумуляторного помещения должны быть надписи «Аккумуляторная», «С огнем не входить», «Курение запрещается» Аккумуляторные помещения должны быть постоянно закрыты

Оборудование и инструмент Аккумуляторные батареи должны находиться в специальных помещениях, в закрытых шкафах или ящиках, расположенных вдали от источников тепла Внутренние поверхности аккумуляторных помещений окрашиваются кислотоупорной краской Пол аккумуляторного помещения покрывается слоем цемента или метлахскими плитками Освещение – взрывозащищенными светильниками или простеночными иллюминаторами При отсутствии естественной вентиляции должна быть искусственная вытяжная вентиляция. При выключении вентиляции должны отключаться зарядные устройства Аккумуляторные батареи устанавливаются на стеллажах не более, чем в два яруса, должны быть закреплены от перемещений при кренах и дифферентах судна В аккумуляторном помещении должно находиться только то, что связано с эксплуатацией аккумуляторов: Инструмент Приспособления для монтажа и демонтажа батарей Измерительные приборы Дистиллированная вода Вспомогательные материалы Посуда Средства защиты

Оборудование и инструмент В аккумуляторном помещении должны находиться: Ареометр Аккумуляторный пробник (нагрузочная вилка) с набором нагрузочных сопротивлений Термометр Стеклянная трубка Инструмент для монтажа и демонтажа аккумуляторной установки Комплект посуды для аккумуляторного помещения: Кружка для электролита емкостью 1 – 2 л Воронка Резиновая груша для отбора электролита из аккумулятора Емкость для дистиллированной воды Емкость для приготовления электролита Стеклянная палочка Стеклянная посуда емкостью 1,5л с 10% раствором соды Стеклянная посуда емкостью 1,5л с 10% нашатырного спирта Комплект средств защиты: резиновые перчатки, резиновый фартук, очки

Технические уходы в период навигации ТО №1 (ежедневный): Очистить батарею от пыли, пролитого электролита (ветошью, смоченной в нашатырном спирте или 10% растворе кальцинированной соды), вытереть насухо Установить исправность корпуса Проверить крепление и плотность контакта наконечников проводов с выводными клеммами Убедиться в отсутствии местных нагревов Проверить величину напряжения на батарее (по щитовому вольтметру) ТО №2 (один раз в неделю при эксплуатации батареи): Все работы ТО №1 Проверить степень разряженности каждого элемента по плотности электролита Проверить уровень электролита (добавить дистиллированной воды, если уровень ниже нормального) Измерить сопротивление изоляции (напряжение батареи ниже 25В – не менее 100кОм, напряжением 25В и выше – не менее 0,5МОм) Измерить температуру электролита во всех элементах (если у отдельных аккумуляторов она выше, чем у других – проверять температуру при проведении ТО №1) Измерить напряжение каждого аккумулятора (нагрузочной вилкой) Очистить вентиляционные каналы в аккумуляторах Проверить вентиляцию аккумуляторного помещения Все работы по техническим уходам за аккумуляторами, результаты измерений записываются в аккумуляторный журнал

Хранение аккумуляторов Новые аккумуляторы (без электролита): В сухом помещении с температурой не менее 0С Проверить наличие и состояние герметизирующих деталей (пробок, уплотнительных резиновых дисков, крышек) Нанести тонкий слой вазелина на металлические части Аккумуляторы не должны подвергаться действию тепловых и солнечных лучей (до нагревательных приборов не менее 1м) Срок хранения аккумуляторов: С сепараторами из мипора, мипласта, материалов, комбинированных с ними – 2 года С сепараторами из дерева – 1 год

Хранение аккумуляторов Батареи, бывшие в эксплуатации, не требующие ремонта, в период зимнего отстоя судов – в заряженном состоянии, с электролитом (32ТН-450 разрешается оставлять на судне – каждые 15 суток заряжать двухступенчатым режимом – 65 и 35А): Произвести контрольный цикл, если необходимо (емкость ниже 90%) – лечебный цикл Полностью зарядить Измерить плотность, температуру, уровень электролита Протереть крышки содовым раствором, борны и соединительные перемычки смазать тонким слоем чистого технического вазелина При хранении – ежемесячно заряжать (пока напряжение и плотность не будут постоянными в течении 1часа) Температура специально оборудованных помещений от -5С до +30С Помещения должны быть чистыми, сухими, вентилируемыми (в соответствии с техникой безопасности) Все работы, связанные с хранением, должны быть записаны в аккумуляторный журнал Замерзание электролита не допускается После зимнего хранения – контрольный цикл, полный заряд, после установки на судне – ТО№1 и ТО№2

Хранение аккумуляторов Помещения должны быть чистыми, сухими, вентилируемыми (в соответствии с техникой безопасности) Если батареи направлены на ремонт – без электролита, в разряженном состоянии: Батарею разрядить до 1,7В на каждом элементе током десятичасового разряда Вылить электролит, залить дистиллированную воду Каждые 3 часа воду менять, пока в ней не будут наблюдаться примеси кислоты (лакмусовая бумага) Поставить отверстиями вниз (для стекания воды) С открытыми отверстиями просушить в сухом проветриваемом помещении Правила хранения – как для новых аккумуляторов Все работы, связанные с хранением, должны быть записаны в аккумуляторный журнал

Домашнее задание Соловьев Н.Н. Судовые электроэнергетические системы. М.: Транспорт, 1987 3.3 – 3.6 – конспект, ответы на контрольные вопросы