柴油发电机启动蓄电池的维护保养
发布时间：2024-04-07 点击：128
柴油发电机启动蓄电池的维护保养
启动用普通铅酸蓄电池主要用于柴油发电机组等发动机的启动和点火电源，启动用铅蓄电池通常为12v的单个蓄电池组成的24v启动电源。由于铅酸电池工作环境差和经常大电流放电，与其他种类电池相比，其使用寿命较短；但是由于其良好地耐热性和可修复性的特点已被市场普遍认可和接受产品，而且在保修范围内损坏的话还可以以旧换新。
一、充电方法
1、初充电
初充电是对新的普通铅蓄电池进行的活化充电。其目的是使极板上的活性物质全部转化成海绵状铅和二氧化铅，让蓄电池的放电容量能达到额定容量。初充电对柴油发电机蓄电池放电容量和使用寿命有着直接的影响，如果初充电不彻底，会使极板上部分活性物质不能还原，以致造成电池永久性的充电不足，所以必须严格按照蓄电池使用说明书进行初充电。一般按如下步骤进行。
（1）充电前的检查
检查电池外壳有无损伤、防酸隔爆帽通气是否良好和螺口有无松动，蓄电池结构如图1所示，并将电池外壳擦拭干净，然后在正负极接线柱上涂上黄油或凡士林油，以减轻酸雾对接线柱的腐蚀。
（2）计算硫酸与水的用量
计算依据是：
①稀释前硫酸的质量w1与水的质量w2之和等于所配电解液的质量w3（即稀释前后溶液质量相等）；
②稀释前浓硫酸中硫酸的质量等于稀释后所得电解液中硫酸的质量（即稀释前后溶质质量相等）。
设硫酸、水和电解液的质量浓度分别为p1、p2（水的质量浓度为0％）和p3，它们的密度分别为d1、d2（水的密度为1）和d3，体积分别为v1、v2和v3，则上述关系可用以下式子表达：
w1p1＋w2p2＝w3p3
w1＋w2＝w3
也可以写成
v1d1p1＝v3d3p3
v1d1＋v2＝v3d3
（3）配制电解液
①准备好配电解液用的器具，包括耐酸和耐热的容器（如陶瓷缸、塑料盆和胶木盆等）、搅拌用的玻璃棒或用塑料管封好的金属棒、防护眼镜、口罩、耐酸橡胶手套和围裙、5％苏打水等。具体的配制方法如下。
②先量取所需的纯水倒入洗净的容器内，然后将所需要量的纯浓硫酸小心地徐徐注入纯水中，并用搅棒不断地搅拌使之均匀。刚配好的电解液温度可达80℃左右，必须让其冷却到35℃以下才能灌入电池内。
③配制硫酸电解液时，应注意以下几点：a.禁止将纯水注入浓硫酸中，否则会造成酸液飞溅；b.倒入硫酸的速度不宜太快，否则因局部温升过快会导致酸液沸腾溅射；c.配制时不要迎风站立，应穿戴上防护眼镜、耐酸橡胶手套和围裙，以免硫酸溅到眼睛、皮肤和衣服上。若皮肤溅上酸液时，可先用5％的苏打水冲洗，然后用自来水清洗。
电解液密度应以15℃时的值为准，否则应用下式进行换算：
dt＝d15－α(t-15)
式中，dt为t℃时的密度；
d15为15℃时的密度；
t为电解液的实际温度，℃；
α为温度系数，表示硫酸溶液从15℃时变化，每增加或降低1℃时，密度变化的数值（启动用电池的电解液取α＝0.00074，固定用电池的电解液取α＝0.00068）。
（4）电解液的灌注
将配制好的电解液徐徐注入蓄电池内，液面应高出极板上沿10～20mm。在灌注时，应注意电池间的距离不得小于25mm，以便散热；灌注时间不宜太长。应在尽可能短的时间内完成灌注工作，最长不得超过2h。
（5）静置浸泡
灌好电解液以后，应静置浸泡5～8h，使电解液充分渗透到极板内部。在此期间，电解液和极板发生剧烈的化学反应，使极板上的活性物质转变成硫酸铅，因而出现电解液密度逐渐下降，温度逐渐上升并产生气体的现象，液面也略有下降。有关的化学反应为：
pb＋h2so4－pbso4＋h2↑
pbo＋h2so4－pbso4＋h2o
pbo2＋h2so4－pbso4＋h2o＋1/2o2↑
若液面下降到规定高度以下，应补加电解液至规定液面。当化学反应充分完成以后，气泡逐渐减少，电解液密度不再下降，温度也逐渐下降，此时测得单体电池两端的开路电压为2v左右。若开路电压很低，应立即检查，看正负极板是否倒置，或者电池是否短路。当电解液温度下降至35℃以下时，即可进行初充电。
电解液灌注之后，静置时间不宜过长，否则会引起硫化，使初充电时间延长。若达置时间后，电解液温度仍然很高，可采取降温措施，同时用小电流进行充电，待温度下降之后，再按规定的初充电电流进行充电。
（6）开始充电
充电电路如图2所示。初充电采用的是两阶段恒流充电法，充电电流和充电时间与电池的型号、静置浸泡时的化学反应是否充分以及储存期的长短等都有关系，最好按厂家的说明书进行。若无厂家说明书，可按下述一般步骤进行。
①第一阶段：
用10h率充电约25h，当单体电池的端电压升高到2.5v以上，极板上析出大量气体，电解液密度已经不再上升且大小在1.210kg/l附近时，可用纯水对密度过高的电池进行密度调整，对密度偏低的电池则暂不作调整。
②第二阶段：
用20h率充电约20h，此时各单体电池电压升高到2.7v左右，电池两极激烈冒气，电解液密度不再上升，若连续测得上述三个标志保持3h不变，则意味着初充电过程结束。两个阶段充电时间共需约45h，充入电量约为额定容量的3.5倍。
在充电过程中，可在电池组中选定一只电池作为标示电池，然后每隔1h测定一次标示电池的端电压、密度和液温，以代表全组的情况。在第一阶段充电时，每隔4h将全组电池普测一次，在第二阶段充电时，则每隔2h普测一次，在接近充电终止时，应每隔1h普测一次，以便准确掌握充电结束的时机。
在初充电过程中还应注意以下几点：
a．当电解液温度快达到40℃时，应适当减小充电电流，使电解液的温度不超过40℃，待降温之后再用规定电流充电，并相应延长充电时间；
b. 不能随意停止充电，否则会引起电池硫化，使充电时间延长；
c. 当发现充电过程中液面下降并低于规定高度时，应立即补加纯水，不能加电解液。
（7）调整密度
初充电结束后，各单体电池的电解液密度可能不一致，或者其密度达不到要求，在这种情况下，则应在充电停止并静置1h后进行密度调整，使每只电池的密度达到规定值。密度偏高者，用纯水调整；密度偏低者，用密度为1.40kg/l的硫酸溶液去调整。调整方法是：将电池的电解液吸出一部分，再加入等量的纯水或密度为1.40kg/l的稀硫酸，然后用20h率电流充电0.5h，利用充电时产生气泡的搅拌作用，使电解液浓度均匀一致。若测得电解液密度仍不符合要求，可继续用上法调整，直至合格为止。
（8）检查容量
调整好电解液密度后，必须用10h率电流放电进行容量检查，最好在静置1～2h使电解液扩散均匀后进行。放电方法如下。
将人工负载（可变电阻或水阻）连接在电池组上，调整电阻的大小使放电电流为电池10h率电流值。放电过程中，一开始测量标示电池的端电压、密度和温度一次，以后每隔1h测量一次。在接近放电终止时，要对电池组进行普测，间隔时间也要根据实际情况缩短，以防过量放电。电池每一次放电容量不得超过额定容量的75％。当出现下列现象之一时，则认为是电池放电终止，应立即停止放电。
①放电容量已达到额定容量的75％；
②个别蓄电池的端电压已降到1.80v；
③电解液的密度（15℃）已降到1.170kg/l。
放电完毕后，应立即给蓄电池进行正常充电，第2～5次充入容量为额定容量的3～1.5倍（逐次下降）。约经过8～10次充放电循环之后，容量可达到额定容量。
（9）整理资料
初充电过程及容量检查时的所有关于端电压、密度和温度变化的数据，应绘制成曲线作为原始资料保存，以供今后维护时参考。
图1 柴油发电机启动电池外形结构图
图2 柴油发电机蓄电池充电线路图
2、正常充电
（1）正常充电状态
柴油发电机蓄电池活化启用后，在以下情形下进行的充电，称为正常充电，如图3b所示。
① 当电池已放完电（应在24h之内进行），放电状态如图3a所示。
② 部分放电或小电流间隙式放电，虽然放电容量未达到额定容量的一半，但放电后搁置时间超过一周。
③ 一个月内蓄电池未放电。
正常充电的目的是及时恢复铅蓄电池的容量，以免使电池因长时间处于放电状态而损坏。正常充电可以用两阶段恒流充电法、先恒流后恒压充电法（或限流恒压充电法）以及快速充电法等。采用两阶段恒流充电法时，第一阶段用10h率电流充电，直到单格电池电压达2.4v，这一阶段一般延续5～6h。第二阶段用20h率电流充电，直到充电终了，这一阶段一般延续8～10h左右。
（2）充电结束的标志
①充电结束示例如图4c所示，现象为正负极板剧烈冒泡。
②电解液密度达到规定值：固定型蓄电池上升至1.20～1.22kg/l，移动型蓄电池上升至1.280～1.300kg/l，且不再上升。
③柴油发电机蓄电池的单格电压达到2.7～2.8v，不再上升。
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一、充电方法
1、初充电
初充电是对新的普通铅蓄电池进行的活化充电。其目的是使极板上的活性物质全部转化成海绵状铅和二氧化铅，让蓄电池的放电容量能达到额定容量。初充电对柴油发电机蓄电池放电容量和使用寿命有着直接的影响，如果初充电不彻底，会使极板上部分活性物质不能还原，以致造成电池永久性的充电不足，所以必须严格按照蓄电池使用说明书进行初充电。一般按如下步骤进行。
（1）充电前的检查
检查电池外壳有无损伤、防酸隔爆帽通气是否良好和螺口有无松动，蓄电池结构如图1所示，并将电池外壳擦拭干净，然后在正负极接线柱上涂上黄油或凡士林油，以减轻酸雾对接线柱的腐蚀。
（2）计算硫酸与水的用量
计算依据是：
①稀释前硫酸的质量w1与水的质量w2之和等于所配电解液的质量w3（即稀释前后溶液质量相等）；
②稀释前浓硫酸中硫酸的质量等于稀释后所得电解液中硫酸的质量（即稀释前后溶质质量相等）。
设硫酸、水和电解液的质量浓度分别为p1、p2（水的质量浓度为0％）和p3，它们的密度分别为d1、d2（水的密度为1）和d3，体积分别为v1、v2和v3，则上述关系可用以下式子表达：
w1p1＋w2p2＝w3p3
w1＋w2＝w3
也可以写成
v1d1p1＝v3d3p3
v1d1＋v2＝v3d3
（3）配制电解液
①准备好配电解液用的器具，包括耐酸和耐热的容器（如陶瓷缸、塑料盆和胶木盆等）、搅拌用的玻璃棒或用塑料管封好的金属棒、防护眼镜、口罩、耐酸橡胶手套和围裙、5％苏打水等。具体的配制方法如下。
②先量取所需的纯水倒入洗净的容器内，然后将所需要量的纯浓硫酸小心地徐徐注入纯水中，并用搅棒不断地搅拌使之均匀。刚配好的电解液温度可达80℃左右，必须让其冷却到35℃以下才能灌入电池内。
③配制硫酸电解液时，应注意以下几点：a.禁止将纯水注入浓硫酸中，否则会造成酸液飞溅；b.倒入硫酸的速度不宜太快，否则因局部温升过快会导致酸液沸腾溅射；c.配制时不要迎风站立，应穿戴上防护眼镜、耐酸橡胶手套和围裙，以免硫酸溅到眼睛、皮肤和衣服上。若皮肤溅上酸液时，可先用5％的苏打水冲洗，然后用自来水清洗。
电解液密度应以15℃时的值为准，否则应用下式进行换算：
dt＝d15－α(t-15)
式中，dt为t℃时的密度；
d15为15℃时的密度；
t为电解液的实际温度，℃；
α为温度系数，表示硫酸溶液从15℃时变化，每增加或降低1℃时，密度变化的数值（启动用电池的电解液取α＝0.00074，固定用电池的电解液取α＝0.00068）。
（4）电解液的灌注
将配制好的电解液徐徐注入蓄电池内，液面应高出极板上沿10～20mm。在灌注时，应注意电池间的距离不得小于25mm，以便散热；灌注时间不宜太长。应在尽可能短的时间内完成灌注工作，最长不得超过2h。
（5）静置浸泡
灌好电解液以后，应静置浸泡5～8h，使电解液充分渗透到极板内部。在此期间，电解液和极板发生剧烈的化学反应，使极板上的活性物质转变成硫酸铅，因而出现电解液密度逐渐下降，温度逐渐上升并产生气体的现象，液面也略有下降。有关的化学反应为：
pb＋h2so4－pbso4＋h2↑
pbo＋h2so4－pbso4＋h2o
pbo2＋h2so4－pbso4＋h2o＋1/2o2↑
若液面下降到规定高度以下，应补加电解液至规定液面。当化学反应充分完成以后，气泡逐渐减少，电解液密度不再下降，温度也逐渐下降，此时测得单体电池两端的开路电压为2v左右。若开路电压很低，应立即检查，看正负极板是否倒置，或者电池是否短路。当电解液温度下降至35℃以下时，即可进行初充电。
电解液灌注之后，静置时间不宜过长，否则会引起硫化，使初充电时间延长。若达置时间后，电解液温度仍然很高，可采取降温措施，同时用小电流进行充电，待温度下降之后，再按规定的初充电电流进行充电。
（6）开始充电
充电电路如图2所示。初充电采用的是两阶段恒流充电法，充电电流和充电时间与电池的型号、静置浸泡时的化学反应是否充分以及储存期的长短等都有关系，最好按厂家的说明书进行。若无厂家说明书，可按下述一般步骤进行。
①第一阶段：
用10h率充电约25h，当单体电池的端电压升高到2.5v以上，极板上析出大量气体，电解液密度已经不再上升且大小在1.210kg/l附近时，可用纯水对密度过高的电池进行密度调整，对密度偏低的电池则暂不作调整。
②第二阶段：
用20h率充电约20h，此时各单体电池电压升高到2.7v左右，电池两极激烈冒气，电解液密度不再上升，若连续测得上述三个标志保持3h不变，则意味着初充电过程结束。两个阶段充电时间共需约45h，充入电量约为额定容量的3.5倍。
在充电过程中，可在电池组中选定一只电池作为标示电池，然后每隔1h测定一次标示电池的端电压、密度和液温，以代表全组的情况。在第一阶段充电时，每隔4h将全组电池普测一次，在第二阶段充电时，则每隔2h普测一次，在接近充电终止时，应每隔1h普测一次，以便准确掌握充电结束的时机。
在初充电过程中还应注意以下几点：
a．当电解液温度快达到40℃时，应适当减小充电电流，使电解液的温度不超过40℃，待降温之后再用规定电流充电，并相应延长充电时间；
b. 不能随意停止充电，否则会引起电池硫化，使充电时间延长；
c. 当发现充电过程中液面下降并低于规定高度时，应立即补加纯水，不能加电解液。
（7）调整密度
初充电结束后，各单体电池的电解液密度可能不一致，或者其密度达不到要求，在这种情况下，则应在充电停止并静置1h后进行密度调整，使每只电池的密度达到规定值。密度偏高者，用纯水调整；密度偏低者，用密度为1.40kg/l的硫酸溶液去调整。调整方法是：将电池的电解液吸出一部分，再加入等量的纯水或密度为1.40kg/l的稀硫酸，然后用20h率电流充电0.5h，利用充电时产生气泡的搅拌作用，使电解液浓度均匀一致。若测得电解液密度仍不符合要求，可继续用上法调整，直至合格为止。
（8）检查容量
调整好电解液密度后，必须用10h率电流放电进行容量检查，最好在静置1～2h使电解液扩散均匀后进行。放电方法如下。
将人工负载（可变电阻或水阻）连接在电池组上，调整电阻的大小使放电电流为电池10h率电流值。放电过程中，一开始测量标示电池的端电压、密度和温度一次，以后每隔1h测量一次。在接近放电终止时，要对电池组进行普测，间隔时间也要根据实际情况缩短，以防过量放电。电池每一次放电容量不得超过额定容量的75％。当出现下列现象之一时，则认为是电池放电终止，应立即停止放电。
①放电容量已达到额定容量的75％；
②个别蓄电池的端电压已降到1.80v；
③电解液的密度（15℃）已降到1.170kg/l。
放电完毕后，应立即给蓄电池进行正常充电，第2～5次充入容量为额定容量的3～1.5倍（逐次下降）。约经过8～10次充放电循环之后，容量可达到额定容量。
（9）整理资料
初充电过程及容量检查时的所有关于端电压、密度和温度变化的数据，应绘制成曲线作为原始资料保存，以供今后维护时参考。
图1 柴油发电机启动电池外形结构图
图2 柴油发电机蓄电池充电线路图
2、正常充电
（1）正常充电状态
柴油发电机蓄电池活化启用后，在以下情形下进行的充电，称为正常充电，如图3b所示。
① 当电池已放完电（应在24h之内进行），放电状态如图3a所示。
② 部分放电或小电流间隙式放电，虽然放电容量未达到额定容量的一半，但放电后搁置时间超过一周。
③ 一个月内蓄电池未放电。
正常充电的目的是及时恢复铅蓄电池的容量，以免使电池因长时间处于放电状态而损坏。正常充电可以用两阶段恒流充电法、先恒流后恒压充电法（或限流恒压充电法）以及快速充电法等。采用两阶段恒流充电法时，第一阶段用10h率电流充电，直到单格电池电压达2.4v，这一阶段一般延续5～6h。第二阶段用20h率电流充电，直到充电终了，这一阶段一般延续8～10h左右。
（2）充电结束的标志
①充电结束示例如图4c所示，现象为正负极板剧烈冒泡。
②电解液密度达到规定值：固定型蓄电池上升至1.20～1.22kg/l，移动型蓄电池上升至1.280～1.300kg/l，且不再上升。
③柴油发电机蓄电池的单格电压达到2.7～2.8v，不再上升。
300千瓦康明斯及潍柴发电机组价格差异及影响因素
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