铅酸蓄电池发展简史(精选6篇)
近年来,铅酸蓄电池技术不断发展,产品日臻成熟。起动电池结构逐步优化升级,免维护蓄电池广泛使用、仍然是军用、民用交通运输装备的重要电源装置,为我国成为世界主要汽车生产国起到重要支撑作用。阀控电池、胶体电池等作为备用电源、大型储备电源的核心部件,其生产已成为国民经济发展中重要的基础性产业。铅酸蓄电池行业大有可为。
铅酸蓄电池的主要原料——铅可回收反复使用,只要出台废旧电池回收的相关产业政策,正确引导市场,就能够有效解决我国有色金属短缺、铅污染等资源、环境诸多问题。因此,正确认识蓄电池行业现状、把握发展趋势、有效解决其自身存在的问题,是循环利用资源、建设节约型社会,是向国民经济科学发展有效途径。
我国铅酸蓄电池产业现状
自加入WTO后,随着国家相关产业的拉动及国际电池生产厂商在华投资的增多,中国铅酸蓄电池产业发展较快,年增长速度超过30%以上。同时随着国际市场需求的不断增加,中国也成为了世界上最大的铅酸蓄电池出口国之一。我国铅酸蓄电池技术与国际水平差距不明显,汽车电池处于国际先进水平,动力用、电动自行车用电池技术接近国际先进水平。
经过20多年的发展,免维护和密封蓄电池技术进步取得了巨大成就,使铅酸蓄电池不仅在交通运输、军事国防等传统领域得到广泛应用,而且被广泛应用与太阳能光伏发电、风力发电、通信电源、电力变配电系统、铁路、船舶通讯、起动、照明电源、UPS电源中。技术进步推动了蓄电池行业的快速发展,使其成为新兴的朝阳产业之一。但是由于铅酸蓄电池主要原材料——铅的价格在2004年下半年大幅度增长,并持续保持高价位运行,铅酸蓄电池的行业利润呈下降趋势。
近年来,随着市场需求的变化,铅酸蓄电池的生产方式及工艺不断完善,制造水平不断提升,电池比能量、循环寿命、性能一致性、使用安全性和环保性不断提高。随着电动自行车蓄电池等动力电源的发展,高温固化技术发展较快。一般认为高温固化可以提高蓄电池的寿命近年来负极添加剂及配比也积累了大gesep.com量参数,并找出了一些有规律的经验。国内对于其他先进技术如卷绕式电池,双极式,薄型极板等还只是处于研究阶段,没有批量生产。
从我国专利技术申报情况看,蓄电池行业在近几年的总体技术发展防线是电池结构改进及电池型号开发。而国外专利技术则主要涉及现金的薄型极板双极式铅电池、使用模块结构的密封电池和胶体电解液铅电池。因此,我们的专利技术与国外还有一定差距。
铅酸蓄电池产业环保现状及存在的问题
经过多年的建设与发展,我国铅酸蓄电池行业已基本形成体系并呈快速发展
趋势,环保问题也取得了突破性进展,目前,我国对铅烟、铅尘、硫酸雾和水的处理方法和技术已基本成熟,各大、中型铅酸蓄电池厂家不断加大技术改造力度,更新工艺设备,普遍采用环保高效率的滤筒式除尘器替代静电除尘器,采用湿式除尘器净化铅烟,采用湍球式酸雾净化塔进行硫酸雾吸收处理,对含铅酸废水絮凝反应处理,从技术上消除或减少污染物对环境的影响,生产作业环境不断改善,多数大、中型生产企业做到了清洁生产,有一部分通过了国家环境体系认证。
但是,由于以下几个原因,蓄电池生产过程的污染问题没有得到很好解决,特别是数量众多的部分中型及小型企业生产过程的污染问题严重:生产厂家繁多、规模小,污染较严重、品质参差不齐,一些不具备环保条件的作坊式工厂一哄而上,约四分之一的企业未经环保审批擅自选址建设,污染防治设施不配套,生产没有在严格的环保措施和工业安全卫生条件下进行,对操作者和生态环境造成了危害。生产许可证制度没有严把清洁生产、环保设施达标这一关口。虽然我国自2005年实行了生产许可证制度,但由于在审批和执行中存在一些问题,并没有真正促使生产企业实现清洁生产,许多不达标厂家都转为合法化(目前发证企业已达930家),造成了严重的环境问题。与环保相关的法律还存在许多不完善和不尽如人意的地方。针对污染企业,环保等部门罚款数额是有限的,无法与企业污染造成的社会损失相提并论。另外,国家没有指定保护大、中型蓄电池厂家的政策,且当地环保部门也属于对小型蓄电池厂家的管理,只重视对大中型企业的监管,致使大中型企业排污费、监测费、“三同时”评价费等等负担沉重。
解决环保问题的关键举措是全面实施电池回收政策
我国正在积极推行循环经济,废旧蓄电池的90%可以回收利用,但是我国产业政策没有给废旧电池回收一个良好的发展空间,致使其成为长期困扰我国蓄电池发展的瓶颈。我国没有一部废旧铅酸蓄电池回收管理的法定规范,全国未建立一家专业性废旧铅酸蓄电池回收公司,无一家专业再生铅企业或蓄电池企业建立了全国性回收网络和地区性回收网络,整个回收工作处于分散经营的无序状态,废铅酸蓄电池的回收率不高。铅回收的问题出现在不规范企业之中,整顿与加强管理势在必行,国家有关部门应尽快出台政策,像取缔小煤窑、小冶炼一样,取缔小的废旧铅回收企业。同时出台政策鼓励、扶持大型蓄电池生产厂家进行废旧电池回收利用。制约我国再生铅行业发展因素主要有:第一,环保设备成本负担重。企业技术先进、环保设备齐全的企业经营效益敌不过技术落后、污染严重的乡镇“小炼铅”。第二,监管力度不够。没有经营许可证也在进行再生铅生产,治理整顿治标不治本,一度关闭的“小炼铅”风声一过,死灰复燃。第三,产业政策不利于正规企业的发展。赋税过重也削弱了大型再生铅企业加大环保治理的能力。
我国铅酸蓄电池产业发展趋势
已有百余年历史的铅酸蓄电池由于材料廉价、工艺简单、技术成熟、自放电低、免维护要求等特性,在未来几十年里,依然会在市场中占主导地位,虽然起动用、动力用电池的市场空间可能会有拐点,在近期国家产业发展中仍将占主流地位,中期也将占有一席之地,长期来看,在不需要高重量比能量的用途领域还
将继续存在。目前,其原有主要应用领域如汽车用、摩托车用、备用电源用等在大幅增长,而且也在新的应用领域如电动助力车用、游览车用等得以发展,阀控式电池技术的发展,满足了高科技如UPS、电力、通信等设备用电源的需要。由于铅酸电池技术的不断进步,使得电动助力车产业获得巨大发展,并对减少燃油汽车和燃油摩托车的污染做出了贡献。免维护技术、拉网板栅技术的发展,满足了汽车产业快速发展的需求。可以说在这些应用领域中铅酸蓄电池的技术进步对提高国家竞争力做出了实实在在的贡献。
电动工具、电动自行车等行业对小型移动电源的需求刺激了动力电池产业的快速增长。电动自行车所配置的电池大部分是阀控密封铅酸蓄电池,经过性能改进,在比能量和循环寿命方面有所突破,但目前为止都还存在着在中、高速率比能量不够高、深循环寿命不够长等缺点,在很大程度上影响了电动自行车行业的高速成长。
电动自行车作为欠发达国家的代步工具,近年来发展迅速,特别是我国。由2000年的29万辆发展到2005年的1209万辆,年平均增长率达到了174%。可以预料,在今后相当长的一段时间内,电动助力车用蓄电池产品将会蓬勃发展。我国电动自行车的动力电池95%以上采用铅酸蓄电池。2006年电动自行车电池的市场容量有40-50亿元,到2015年中国电动车的产值将达到1000亿元,其中配套电池160亿元。二级市场的替换电池达480亿元,这是一个巨大的市场。
我国铅酸蓄电池产业发展方向设想
(一)鼓励企业做大做强,提高产业集中度
提升产业集聚效应,积极应对各种市场风险,通过设备、人才、技术的有效整合,减少浪费,形成结构优化的产品些列,加大环保投资力度,有效解决生产过程污染问题,进一步提高骨干企业综合实力,实现规模化、集团化发展。
(二)铅酸蓄电池呈增长趋势
抓住市场给予,不断扩大铅酸蓄电池产业规模,力争到2010年产量约13175万KVAH,销售收入660亿元。
(三)铅酸蓄电池发展重点
虽然铅酸蓄电池技术在不断进步,但其比功率、循环寿命等问题仍是产业重点研究的课题。因此,加强研发力量,努力提高科研水平、增强竞争力是产业发展的必由之路。通过协会的桥梁与纽带作用,大力为企业创造沟通与交流的平台,同上游铅、隔板等行业、下游如车辆、机电设备组成联合研发体,集体加入国外ALABC联盟或组成类似联盟共同研发,增强产业的研发能力。
(四)加快产品结构调整,规范回收与再生市场
增加新型产品比重,发展无害化和资源节约型产品,重点发展密封免维护铅蓄电池,逐步淘汰开口式电池。加快铅酸蓄电池企业的技术改造,采用先进的工艺设备,有效控制生产过程的环境污染问题,实现清洁生产。鼓励胶体铅蓄电池、卷绕式铅蓄电池和双极性等新型蓄电池的研究与发展,提高比功率和铅利用率。规范铅蓄电池回收与再生市场,减少废弃铅蓄电池对环境的污染,向无害化和资源节约型方向发展。
(五)拓展、规范出口市场,规避贸易摩擦
尽管今天铅酸蓄电池在结构设计与使用原材料方面比过去有了很大的改进, 性能有了相当大的提高, 许多设计和用料精良的免维护铅酸蓄电池使用的理论寿命也在提高, 但真正能在使用中达到理论寿命的电池恐怕是少之又少。现在的行业中已经出现拉网电池、平板电池、曲板电池、铅布卷绕电池以及单体组合电池等。这些改进有的可以减少电解液比重的上下分层, 有的可以提高极板表面积, 有的可以延长蓄电池循环寿命, 有的对发展新型高电压36 V汽车用蓄电池 (暂称“起步用蓄电池”) 指出了改进方向, 然而蓄电池的形状变化是通过电池内部极板形状改变来决定的, 总之一个目的想提高电池容量, 减轻电池重量, 提高电池比能量, 从而又不能影响寿命等都将是产品研发的方向。
同时对蓄电池的电解液也进行了改进。铅酸蓄电池的电解液, 以硫酸为主, 纯度提高, 影响到电池存放周期, 为了减少电池自放电, 有些企业高档产品中采用了试剂纯硫酸。电解液用液体式还是固体 (胶体) 正是当今改进方向, 因为固体电解液虽在大电流放电性上不如液体, 但固体电解液蓄电池不会倒流出硫酸, 加上产品密封性好, 电池使用后期不会因缺电解液而影响容量, 并在防止活性物质脱落上延长了电池寿命, 所以优点很多, 因此一些密封型蓄电池产品已逐步使用固体电解质, 同时, 电解液内加入减少内阻的添加剂也能改善固体电解液的大电流放电性能, 所以研究它仍具有提高产品性能和质量的好处。目前除了采用先配成胶体电解液后再直接灌入电池外, 还有用无水硅胶磨成粉再灌入电池后加入硫酸解决电解液固体化的问题。
所以说未来铅酸蓄电池的开发目标中, 第一个重要趋势是生产免维护电化学系统。目前还只有阀控式铅酸蓄电池 (即VRLA电池) 能满足这个要求。阀控式电池大大减少了维护或者是完全免维护。因此它比富液式电池便宜。在循环寿命和比能量输出方面, 阀控式铅酸蓄电池性能比富液式铅酸蓄电池差10%~15%。需要提高阀控式电池的上述性能, 使其接近富液式铅酸蓄电池。
铅酸电池发展的第二个重要趋势是提高输出功率。一般采用包铅的铜扩展式板栅 (极板的栅架) 替代负极铅板栅而实现。另外一个发展较快的设计趋势是采用卷绕式箔片极板的高功率蓄电池。板栅的改进是当今蓄电池行业主攻方向, 板栅的改进分二类, 一类是以改变材质及合金成分为主, 其中有碳纤维、玻纤维和导电塑料外包铅的识成铅布为板栅, 另有栅、压网板栅、铅网板栅、电沉积板栅、铸管式、袋式等新型板栅, 以上这些板栅的改进都只有一个目的要减轻板栅重量, 提高板栅的抗腐蚀程度, 提高导电性减少内阻。总之, 提高极板中的膏与板栅的重量比, 从常规重运用稀土材料配制成稀土合金作板栅。另一类以改变形状为主, 现出现的纤维板栅、拉网板量比64提高到73从而降低铅耗、节约成本。这些板栅的改进均是当前蓄电池产品改进的方向。
铅酸蓄电池技术第三个重要趋势是提高铅酸蓄电池可靠性。蓄电池的可靠性不仅取决于生产技术, 而且也取决于充电方法。精心制定适用于各种类型蓄电池的充电方法, 提高其循环寿命, 是蓄电池技术发展的另一个重要趋势。目前行业上使用的隔板品种越来越多, 有PVC、PP、PE和橡胶, 纤维纸桨以及为配套密封电池用的AGM隔板, 隔板的主要作用除了隔离正负极板短路并使电解液通过完成电化学反应外, 另外作用是减少活性物质脱落, 对密封电池中的AGM隔板还需具有吸附尽量多的酸量的作用, 还需提高表面积, 帮助被阴极吸收氧气合成水的作用。可以考虑在隔板紧贴极板的一面增加一层导电材料, 使极板能减少内阻的作用。所以对隔板的改进和要求会越来越高, 当今, 可以提高蓄电池寿命的袋式隔板已在蓄电池产品中应用, 并不断扩大, 对隔板的改进希望在隔板生产厂来研发, 并满足蓄电池厂新产品研发所需。
铅酸蓄电池将继续在制造过程中采用高技术工艺, 向着提高电池可靠性和降低价格的方向发展。新型隔板的使用打开了通向蓄电池新设计方向之门, 需要进一步精心制作和优化, 使铅酸蓄电池能够应对与其它提高了竞争性电源的挑战。由环境需求和能源限制而引发的竞争, 使汽车不得不面临较大的变化。提高安全性、舒适性以及降低燃耗将是汽车业发展的重点, 汽车蓄电池将向着高功率、轻量化、小型化方向发展。同时, 进一步强调其免维护性能, 研究适宜的新技术、新工艺, 完善阀控电池性能, 降低阀控电池对温度的敏感性, 以保持铅酸电池在化学电源中的主导地位, 应对新的汽车技术的挑战。
摘要:汽车用蓄电池一般为铅酸蓄电池, 简称“蓄电池”。蓄电池是汽车必不可少的一部分, 主要作用是启动发动机, 以及在发电机未发电时, 暂时为汽车电气供电。蓄电池是电动汽车发展的瓶颈, 世界各国都在研发可满足整车要求的、可靠性高的蓄电池。蓄电池的主要性能 (能量密度、功率密度、循环寿命、温度特性、安全性) 影响着蓄电池的发展。
关键词:蓄电池,发展,方向
参考文献
[1]周建平.汽车电器设备构造与维修[M].人民交通出版社, 2005, 5:8-19.
资料来源:开发区环境保护局
------马永刚 杨洪永
铅酸蓄电池是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池,它所消耗的铅占全球总耗铅量的82%。我国铅酸蓄电池工业在上世纪80年代进入蓬勃发展时期,随着国民经济的发展,其市场将不断扩大,以汽车、摩托车及电力、通讯为主要对象。到上世纪90年代,我国铅酸蓄电池年产量3000多万KWH⑴。近年来,电动汽车等无烟交通工具的开发,会使铅酸蓄电池有更大的发展。铅酸蓄电池产量越大,报废更新的铅酸蓄电池越多。从环保的角度来看,铅酸蓄电池也是对环境、人类健康危害最大的一种电池,如不采取较完善的回收制度,随意抛置的废铅酸蓄电池所分解出的重金属和有毒废液会对生态平衡和人体健康造成严重威胁,急性或慢性的铅摄入人体会造成神经代谢、生殖等方面的疾病,严重时可导致死亡。
由此可见,废铅酸蓄电池是固体废物中的危险废物,应遵循分类管理、强制处置,对其收集、转运、贮存、处理、处置等重点环节要有严格要求和重点控制,实行集中处置的原则进行管理。虽然我国颁布的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》对于固体废物,特别是危险废物的产生、运输、贮存、处置都作了相应的规定,但我国目前还没有完善合理的废铅酸蓄电池管理法规与具体可操作的管理法规实施细则,以及具体管理办法。对于废铅酸蓄电池收集者、运输者、再生产者、综合利用者等都尚无明确和具体的要求,管理极其薄弱。为加强我国废铅酸蓄电池回收和再生产管理,制订切实可行的管理法规实施细则刻不容缓,势在必行。
1、废铅酸蓄电池回收现状
我国每年约有5000万只约30万吨废铅酸蓄电池产生,回收工作总的说来处于一种无序状态,多家收购、多管齐下、分散经营。全国尚无一家企业建立了全国性回收网络。从事回收的部门有:供销系统的物资回收公司;物资系统的物资再生利用公司;机电系统的蓄电池制造企业;有色系统的再生铅企业以及数以万计的个体收购者,回收主渠道掌握在大量的个体专业户手中。由于小商小贩(个体户)和小工业者缺乏环境意识,在收集、转运过程中,随意拆解,将废旧电池中有毒废酸液任意倒置,将塑料外壳到处丢弃,不仅严重影响环境和人类健康,还造成废铅资源严重的浪费。整只废蓄电池一般含有20~25%的电解液,其中含有15~20%的硫酸以及悬浮的含铅化合物,经过静置澄清的废电解液含铅浓度达7~10g/l。由于大部分整只电池随意倒酸,假设只有10%整只废电池得到了妥善处置,则每年有5万吨废硫酸流入大地和地下水中,污染之重不言而喻。
2、搞好再生铅生产是解决废铅资源回收与环境问题的根本出路,是实现铅资源可持续发展的重要保证
再生铅工业是我国在重视环境保护和充分利用金属再生资源的情况下逐步发展起来的新兴产业,随着我国汽车工业、通讯和化学工业的迅速发展,对铅的需求不断提高。2003年,我国铅的需求量将达到70万吨以上,其中蓄电池行业需要铅60万吨。这样一来,既扩大了再生铅的消费市场(目前在蓄电池消耗的铅中有50%为再生铅),又因为蓄电池消费量的增大而导致废蓄电池的增多,使再生铅工业有了更多的原料来源,我国再生铅工业正处于非常有利的发展时期。
我国铅储量居世界前列,但过度开采及勘察的滞后,铅矿资源短缺现象日益严重,资源的安全保障问题已成为一个急需考虑的问题。回收和再生铅生产已成为我国实现铅工业可持续发展战略的不可缺少的重要组成部分。首先,回收再生铅可充分利用再生铅废料,减少原生铅矿石的开采量,延长其开采期限。据国家资源信息中心资料,截止到1999年底,我国铅保有储量为3497万吨,已经开发利用的铅保有储量2086万吨,占总保有储量的59.7%,目前可供利用的铅保有储量1069万吨,占总保有储量的30.6%,其中近期可利用和推荐利用的只有249万吨,只占总保有储量的7%。精矿供应趋紧,已由净出口国变为净进口国,2000年,进口铅精矿30.9万吨。2001年,铅精矿进口(实物量)39.7万吨,增长27.5%。另外,全国五大铅锌矿基地(西北、东北、湖南、两广、滇西)中,东北(青城子、八家子柴河、西林、天宝山等)铅锌矿基地资源基本枯竭;两广铅锌基地6个矿山中有5个(泗顶、佛子冲、大新、丙村、大尖山)已关闭或列入关闭矿山,仅凡口矿尚保有一定的储量;湖南铅锌矿基地7个矿山中3个(桃林、潘家冲、东坡)列入关闭矿山,4个矿山(水口山、黄沙坪、宝山、七宝山)后备资源不足;滇川铅锌基地和西北基地,除澜沧铅锌矿列入关闭矿山外,其他矿山由于建设较晚或矿山找矿突破较大(如会泽),尚保有较多储量。按目前的开采水平,我国铅矿资源可采储量只够开采6~7年。预计矿产铅产量不会有多大增加,而
再生铅资源则不同,它会随铅消费量的增加而增加。其次,回收再生铅可节约能源。再生铅能耗仅用原生铅的25.1~31.4%,生产再生铅从铅废料中直接回收,不需要像生产原生铅那样经过采矿、选矿等工序,生产成本较低。据测算,再生铅生产成本比原生铅低38%。再次,回收再生铅资源有利于环境保护。铅是有害于环境和人体健康的金属,各种铅废料若不加以合理回收,都将成为环境的污染源,尤其是废铅酸蓄电池,只有充分回收利用,才能避免其中的铅膏和硫酸污染环境。可见,为保护环境,保证铅工业的可持续发展,必须发展再生铅工业,使铅金属进入生产———消费———再生的良性循环,这是一个长远的战略问题。
安科瑞陈海霞
(上海安科瑞电气股份有限公司,上海嘉定 201801)
摘 要:随着电力工业的快速发展、计算机网络技术的成熟、智能高压综保的应用,电力系统监控已进入智能化、网络化、数字化的时代。本文介绍Acrel-2000电力监控软件在高容量全密封免维护铅酸蓄电池电力监控系统的应用。系统实现了分散式采集和集中控制管理的智能化、数字化、网络化电力监测。
关键词:工厂变配电;高压综保;电力监测软件 0 引言
配电自动化,是一项集计算机技术、数据传输技术、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统。其目的是提高供电可靠性,改善电能质量,向用户提供优质服务,降低运行费用,减轻运行人员的劳动强度。
随着电力网络的不断发展,用电负荷的持续增长,各种新型负载不断涌现,用户更加关注电能质量问题,同时也对电能质量提出了更加严格的要求。用户需要更加有效的电力监控管理解决方案来应对上述变化带来的挑战,以实现配电系统持续可靠、高效低耗的运行。
本文以高容量全密封免维护铅酸蓄电池厂电力监控系统为例,简单介绍变电站的配电自动化监测系统。1 项目简介
高容量全密封免维护铅酸蓄电池厂是江森集团投资新建的,该厂坐落在江西安吉和平镇306国道傍,整个厂用电高压部分分为20kV和10kV。20kV高压线路分两路送至电厂,分别为和江甲线和和森乙线。整个高压变配电系统中用的是2台美国SEL(20kV)和39台美国GE(10kV)的智能综合保护,综合保护带有RS485通讯端口,可供上位计算机通讯来实现实时监测和智能管理。为了满足工厂智能化变配电监测的要求,浙江江森采用了上海安科瑞的电力监控软件Acrel-2000,该软件用来实现对电池厂智能用电设备的自动采集、远传和存储、预处理及分析的电力监测平台。2 系统结构
Acrel-2000电力监控软件是对现场智能综保进行电参量采集与电能数据存储的软件,系统为智能化网络电力监测系统,系统综合应用计算机网络、通讯、数据库、数值处理等多种现代信息技术,是电力系统的基础和重要组成部分。软件组态灵活、实用性强、操作简单、易于维护和扩展性强。它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法,能够满足企业智能化供配电的要求,而且可利用网络通讯和IT信息处理技术,有效的加强企业的内部管理,提升企业的科学管理决策速度和准确度。
系统采用分布式结构,数据处理以数据库为中心,分采集、显示、算法等模块,各主要结构关系如图1所示:
图1 系统总体拓扑图
整套电力监控系统监控管理部分包括监控管理主机、打印机、UPS电源等;该配电系统分成两个部分:20kV高压配电系统以及10kV低压配电系统,相应的一次设备安装在高压电气柜、温控箱内。其中20kV开关柜内安装的2台微机保护通过一条485总线接入智能通讯管理机;10kV开关柜内39台微机保护通过2条485总线接入智能通讯管理机,另外变压器温控仪经过一条485总线接入智能通讯管理机。智能通讯管理机将现场所有设备信号经以太网接入监控主机。
2.1 主要设计参考依据 IEC870-1 IEC870-4 IEC870-5 DL 448-91
《远动设备及系统总则一般原理和指导性规范》 《远动设备及系统性能要求》 《远动设备及系统传输规约》 《电能计量装置管理规程》
ISO/IEC11801 GB/50198-94
《国际综合布线标准》
《监控系统工程技术规范》
2.2 软件功能
系统依据客户实际需求及相关标准进行设计,并实现了配电监测、远程抄表、电能报表、趋势曲线、事件及报警等功能。
人机交互
图2所示为本系统配电监测界面,显示了当前各回路设备运行状态及电力参数的实时显示。实时显示网球中心10KV各回路三相电压、电流;并显示当前回路断路器分合闸状态,另外对于设备通讯故障以及负荷越限等非常规状态进行声光报警,提醒工作人员及时发现并处理突发事件,消除隐患,确保所有设备在安全稳定的环境下运行,图2 数据采集
数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层的测控装置采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Ep、远程设备运行状态、温度等。
数据处理
数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询、分析。避免了运行保障团队直接去配电室查看配电系统运行状态,确保在最短时间发现并排除故障。
故障报警及事故追忆查询
在配电系统发生运行故障时,会及时发出声光报警提示用户及时响应故障回路,同时自动记录事件发生的时间地点,以被用户查询,追忆故障原因,记录如图3所示:
图3 用户权限管理
可根据用户要求添加和删除软件的用户数量和设置用户的权限。针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。
运行负荷曲线
定时采集进线及重要回路电流负荷参量,自动生成运行负荷趋势曲线的,方便用户及时了解设备的运行负荷状况、方便管理员掌握用电设备的运行状况,对存在故障隐患的设备及时提出整改,对不合理用电单位提出科学合理的改进,如图4所示
图4 4
数据报表查询
为了更加直观的显示各回路运行的历史数据,本系统开发出了报表查询功能,可以通过时间设定窗口,查询任意一段时间内的或者任意时间点的电度或者电流数据。为用户提供了准确的历史数据查询。
系统特点
系统的软硬件全部模块化,硬件全部智能化。软硬件设计选择工业级标准,可靠性非常高;整个系统的智能控制终端,远程智能通讯控制器全部由16位微机组成,这种集散型控制系统速度快,实时性好,通讯可靠;智能控制终端自带CPU,采集周期短,实时性强,系统冗余度高;各个子系统都是独立工作,互不影响;并且和子系统都实现了模块化,进一步提高了整个系统的安全及可靠性。
4总结
本文介绍了高容密全密封免维护铅蓄电池电力监控系统的总体结构以及实现功能。在2011年系统投资运营以后,已经成功运行了近一年时间,为该厂电力设备运行状况起到了良好的监督与管理作用,并将进一步为该厂设备维护提供数据依据,将各种隐患消除于萌芽之中。参考文献: 1)《电力电测数字仪表原理与应用指南》 任致程,周中,中国电力出版社 作者简介:
陈海霞,女,本科,上海安科瑞电气股份有限公司,技术支、询价、采购:陈海霞
我国是足部疗法起源最早的国家。几千年前的中国就有关于足部按摩的记载。古代黄帝内经 “ 足心篇 ” 之 “ 观趾法 ”(一种诊疗方法);隋朝高僧所撰《摩河止观》之 “ 意守足 ”(常擦足心,能治多种疾病);汉代神医华佗著于《华佗秘笈》之 “ 足心道 ”(意即足底的学问),司马迁《史记》之 “ 俞跗用足治病 ”(“ 俞 ” 通 “ 愈 ”,跗指足背);其中包括许多在脚上的穴位。如肝经的大敦、行间、太冲、内庭、陷谷、冲阳、解溪等等。这说明我们的祖先早已认识到脚部的许多敏感反映点(胸穴)与人体内脏器官的关系。指出刺激这些反映点可起治病的作用。
根据有关史料,我国长沙马王推出的医学文献《五十二病方》中就有“温烫”、“药摩”、“外洗”等内病外治的记载。公元前三世纪,东汉医学家张仲景《伤寒论》等书及汉代司马迁所著《史记》、《素问●举痛篇》均对足浴对人体的好处作了详细介绍,宋代文豪苏东坡先生对养生颇有研究,对坚持摩擦足底涌泉穴对身体的益处就大加赞赏,称 “ 其效不甚觉,但积累至百余日,功用不可量 „„若信而行之,必有大益。” 说明中国人很早就对足部按摩有益于健康有很深的了解。明朝时期,足部按摩得到进一步发展。后因封建礼教、女子裹脚等轻视足部健康的 “ 政策 ”、民风,大大影响了该疗法的健康发展。特别是到了清末年间,这一中国历史文化遗产更是遭到了外国列强的残酷掠夺,一度在国内 “ 销声匿迹 ”,几乎失传。
1、中国式足部按摩在唐代传入日本、朝鲜.元朝以后又传入欧洲;2、20世纪初,美国医生威廉·菲茨杰拉德以现代医学方法研究整理足部反射疗法的成果,于1917年发表了《区域疗法》(Zone Therapy)一书.3、十九世纪三十年代,美国印古哈姆《足的故事》专门介绍了 “ 足部按摩疗法 ”。
4、一九七五年,瑞士玛鲁卡多《足反射疗法》,从学术上总结了人类关于足部反射区的自然疗法。5、20世纪80年代在台湾传教的瑞士神父吴若石先生用“中国古代的足部按摩术”治好了他多年的风湿关节炎,并发表了《若石健康法——足部反射自学手册》一书.1982年台湾成立了“国际若石健康研究会”;6、1985年英国现代医学协会将足部推拿法定为现代医学“足部反射区疗法”;7、1988年,中国足疗之父扬茗茗老师在北京创建若石保健咨询服务中心,同年组建中国若石健康法专业委员会。8、1989年在美国加州召开了足反射疗法会议.9、1990年在日东京举行了国际若石健康法学术研讨会,使足部健康反射疗法在国际上崭露头角.10、1991年,“中国足部反射区健康法研究会” 于北京正式挂牌成立,足部按摩健康法在国内亦得到了重视。11、1994年,中国足疗之父扬茗茗老师出版发行了《若石健康法——足部保健按摩实用手册》三种版本和教学录像带。12、1997年,扬茗茗老师组织起草了《足部按摩师国家标准》《国家职业资格培训鉴定教材》以及试题和考核办法。13、1997年6月18日,在泉城济南解放桥诞生了第一家专业足体保健店——良子足疗,1998年7月,富侨足疗保健在重庆九龙坡毛线沟创立;从此足疗保健行业的两大连锁品牌,绽放神州大地。14、1999年1月,“足部按摩师国家职业标准”通过了国家鉴定,经国务院批准国家劳动和社会保障部将足部按摩师国家职业标准纳入《中华人民共和国职业分类大典》。足部按摩师正式成为中国政府承认的一个工种而服务于社会,填补了中国职业分类的空白。15、1999 年国家职业资格工作委员会足部按摩专业委员会正式成立,劳动部任命杨茗茗先生为国家职业资格工作委员会足部按摩专业委员会主任,负责组织足部按摩师职业教材编写、职业标准制定和题库的开发。16、1999年11月为了统一规范足部按摩师国家职业标准,劳动和社会保障部在黄山培训部举办了全国首届高级足部按摩师和足部按摩师考评员培训班,当时有34名同志考取了国家高级足部按摩师和足部按摩师考评员资格。至此,足部保健行业逐步走向职业化、标准化的发展轨道。这不仅充分体现出国家对这一职业的重视程度,更为足部保健行业的规范发展奠定了技术理论基础。17、2000年杨茗茗老师创建了北京若石保健按摩职业技能培训学校并任校长,成为全国品牌最大的专业足部按摩学校,并为我国的足部保健行业培养了大批专业人才。18、2004年为培养高技能人才,我国修订了《足部按摩师国家职业标准》和《教程》,增加了足部按摩师技师级别,使足部按摩行业的技术水平提升到一个新的专业高度。19、2007年,6月22日华夏良子德国巴特基辛根店正式开业,它的成功建立标志着中国足疗走向世界。20、2007年8月,《足浴保健经营技术规范》行业标准,编号为:SB/T10441-2007,商务部批准已于2008年5月1日起实施;
铅酸蓄电池是蓄电池的一种, 主要特点是采用稀硫酸做电解液, 用二氧化铅和绒状铅分别作为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。
放电后不能用充电的方式使内部活性物质再生的叫原电池, 也称为一次性电池。放电后可以用充电的方式使内部活性物质再生, 把电能储存为化学能, 需要放电时再次把化学能转换为电能的电池, 叫蓄电池, 也称为二次电池。
2 铅酸蓄电池分类
(1) 按蓄电池极板结构分类:
有形成式、涂膏式和管式蓄电池。
(2) 按蓄电池盖和结构分类:
有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池。
(3) 按蓄电池维护方式分类:
有普通式、少维护式、免维护式蓄电池。
3 铅酸蓄电池的工作原理
3.1 铅酸蓄电池电动势的产生
铅酸蓄电池充电后, 正极板二氧化铅 (PbO2) , 在硫酸溶液中水分子的作用下, 少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质——氢氧化铅 (Pb (OH) 4) , 氢氧根离子在溶液中, 铅离子 (Pb4) 留在正极板上, 故正极板上缺少电子。铅酸蓄电池充电后, 负极板是铅 (Pb) , 与电解液中的硫酸 (H2SO4) 发生反应, 变成铅离子 (Pb2) , 铅离子转移到电解液中, 负极板上留下多余的两个电子 (2e) 。
可见, 在未接通外电路时 (电池开路) , 由于化学作用, 正极板上缺少电子, 负极板上多余电子, 两极板间就产生了一定的电位差, 这就是电池的电动势。
3.2 铅酸蓄电池放电过程的电化反应
铅酸蓄电池放电时, 在蓄电池的电位差作用下, 负极板上的电子经负载进入正极板形成电流, 同时在电池内部进行化学反应。
负极板上每个铅原子放出两个电子后, 生成的铅离子 (Pb2) 与电解液中的硫酸根离子 (SOundefined) 反应, 在极板上生成难溶的硫酸铅 (PbSO4) 。
正极板的铅离子 (Pb4) 得到来自负极的两个电子 (2e) 后, 变成二价铅离子 (Pb2) , 与电解液中的硫酸根离子 (SOundefined) 反应, 在极板上生成难溶的硫酸铅 (PbSO4) 。正极板水解出的氧离子 (O-2) 与电解液中的氢离子 (H) 反应, 生成稳定物质水。
电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极, 在电池内部形成电流, 整个回路形成, 蓄电池向外持续放电。
放电时H2SO4浓度不断下降, 正负极上的硫酸铅 (PbSO4) 增加, 电池内阻增大 (硫酸铅不导电) , 电解液浓度下降, 电池电动势降低。
3.3 铅酸蓄电池充电过程的电化反应
充电时, 应在外接一直流电源 (充电极或整流器) , 使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原来的活性物质, 并把外界的电能转变为化学能储存起来。
在正极板上, 在外界电流的作用下, 硫酸铅被离解为二价铅离子 (Pb2) 和硫酸根负离子 (SOundefined) , 由于外电源不断从正极吸取电子, 则正极板附近游离的二价铅离子 (Pb2) 不断放出两个电子来补充, 变成四价铅离子 (Pb4) , 并与水继续反应, 最终在正极极板上生成二氧化铅 (PbO2) 。
在负极板上, 在外界电流的作用下, 硫酸铅被离解为二价铅离子 (Pb2) 和硫酸根负离子 (SOundefined) , 由于负极不断从外电源获得电子, 则负极板附近游离的二价铅离子 (Pb2) 被中和为铅 (Pb) , 并以绒状铅附着在负极板上。
电解液中, 正极不断产生游离的氢离子 (H) 和硫酸根离子 (SOundefined) , 负极不断产生硫酸根离子 (SOundefined) , 在电场的作用下, 氢离子向负极移动, 硫酸根离子向正极移动, 形成电流。充电后期, 在外电流的作用下, 溶液中还会发生水的电解反应。
3.4 铅酸蓄电池充放电后电解液的变化
从上面可以看出, 铅酸蓄电池放电时, 电解液中的硫酸不断减少, 水逐渐增多, 溶液比重下降。从上面可以看出, 铅酸蓄电池充电时, 电解液中的硫酸不断增多, 水逐渐减少, 溶液比重上升。实际工作中, 可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电池的充电程度。
4 铅酸蓄电池的常见故障现象及处理
4.1 极板硫酸盐化的现象及处理
正常蓄电池在放电后, 正负极板上的活性物质, 大都变成松软硫酸铅的小结晶, 均匀地分布在极板中, 在充电时容易恢复成原来的二氧化铅和海绵状铅, 这是一种正常的硫酸化作用。处理极板硫酸盐化方法:
(1) 过充电法。
(2) 反复充电法。
(3) 水疗法。
4.2、极板弯曲和断裂的原因及处理
电池在使用寿命终止后, 由于板栅腐蚀、强度变小、造成极板断裂, 尤其正极板表现更为严重, 这属于正常的寿命终止。但由于使用维护不当, 会造成极板的弯曲和加速板栅的腐蚀, 如极板断裂严重, 应更换极群装入电池, 换入的极群应与电池中极群的新旧程度不宜相差过多, 因为极群串联接入电池后, 即使是新极板也会受到其他单格旧极群的制约而不能发挥更好的效率。如果极板有少量的大筋断裂, (对大型, 固定型电池或厚型极板而言) 可将断裂处锉出金属光泽, 进行焊补修理。
4.3 活性物质过量脱落的原因及处理
将电池的极群取出, 检查沉淀槽中的沉淀物, 如果是活性物质少量脱落, 在电池正常工作的范围内是允许的, 活性物质过量脱落, 一方面造成电池容量下降, 另一方面容易在电池底部造成正负极板短路, 使电池使用寿命及早终止。如果因为活性物质脱落, 引起极板底部短路, 则需要将极群抽出, 取出沉淀物, 清除极板短路部位, 将极群装入电池, 更换新的电解液, 再以较小电流充电, 并在充电后期调整电解液密度和液面高度, 使电池恢复使用。
4.4 短路现象的检查和处理
蓄电池内部短路的原因是, 导电物体落入电池内造成正负极板短路, 或是焊接装配时有“铅豆”在正负极之间造成短路。隔板穿孔或孔径太大使极板在充放电时形成的“铅绒“穿透隔板, 造成短路, 极板弯曲变形而损坏隔板或活性物质脱落, 沉淀在极板下缘造成短路。
拧开排气栓, 直接观察有无导体落入造成极板之间的短路, 如有则取出导电物体。对电池充电, 正负极板之间不冒气泡, 用温度计测量, 正负极板间温度较高, 此时可用薄塑料片插入, 慢慢移动, 清除极板间的短路物体。不能直接消除时, 将发生故障的单格电池极群组取出, 清理导电物体和沉淀物, 检查隔板有无破损, 如有则更换隔板, 修复电池。
4.5 反极现象的检查和处理
反极现象反映在两个方面, 一是由于装配中单格电池极群组接反, 另一方面是电池在使用中, 由于某个单格电池容量降低, 甚至完全丧失容量, 这时这个电池不但不会放电, 反而会被反充, 使原来的负极变成正极, 原来的正极变成负极。
电池灌好电解液后, 首先用电压表进行测量电池端电压, 对额定电压为12伏的电池, 如测量电压为8伏左右, 说明1个单格电池反极, 如测量电压为4伏左右, 说明两个单格反极, 然后分别测量各单格电池, 如极性相反, 说明该单格电池反极。这些在装配造成反极的电池, 必须进行返工修理。因为正负极板填加剂不一样, 即使继续充电将正负极板强行转换, 其容量和寿命也会受到很大影响。
4.6 容量降低现象的分析
电池容量如果逐渐降低, 检查极板是否有硫酸盐化现象, 电解液是否混入了有害杂质, 电池是否有局部短路现象。电池因使用时间较长是否有板栅腐蚀, 极板断裂, 活性物质过量脱落, 并分别采取处理措施。
4.7 电压异常现象的分析
电池充好电以后, 每个单格电池的电压应该在2.1伏左右。电池使用初期电压偏低, 应检查充电是否完全, 电解液密度是否偏低。电池在充电时电压偏高, 同时有大量气泡出现, 而在放电使用时电压很快降低, 此时说明极板已经硫酸盐化, 应进行处理。电池在使用中, 开路电压明显降低, 有时相差很多, 应检查电池是否有反极, 短路现象, 并按照本书前面所讲的方法进行修复处理。
4.8 冒气异常现象的分析
电池使用后进行充电, 在充电末期不冒气或冒气少, 说明充电电流太小, 或电池充电还未充足。电池在充足电后不冒气, 说明电池内部有短路现象, 在短路的极板之间不冒气, 而未短路的极板之间冒气, 这样在单格电池内便出现冒气少或冒气不均匀的现象。
电池在充电中冒气太早并且大量冒气, 说明极板有硫酸盐化现象, 需要进行反复充电处理。有时电池在放置或在放电过程中冒气, 说明电解液杂质较多, 需要更换纯净的电解液。
4.9 电解液温度高现象的分析
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