PE隔板在铅酸蓄电池中的应用

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PE隔板在铅酸蓄电池中的应用

张玉娥

(内蒙古化工职业学院)

摘 要:文章主要探讨了PE隔板对起动型铅酸蓄电池性能影响,并且比较了PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)材料性能差异,得出一定的结论:PE隔板放电温度低,且优于PP、PVC隔板。

关键词:PE;铅酸蓄电池

众所周知,铅酸蓄电池隔板发展经历了从木质隔板到橡胶隔板、PVC、玻璃纤维隔板至现在的PE 隔板的历程。从中我们不难看出,隔板的发展也顺应了铅酸蓄电池的发展要求(降低蓄电池的内阻、提高低温起动性能和减小蓄电池的体积)。从表一中我们可以对几种隔板的性能进行比较,PE隔板具有孔径小、孔隙率高、电阻低的特点。

表1不同隔板材料的性能差异

橡胶木纤维PV C P E玻璃纤维可制袋性很差很差差很好很差电阻差差差好好

孔隙率好好差很好很好

最大孔径好差好很好差

抗短路性好差差很好差

耐氧化性差差好好很好低温起动性能好好差够很好好

这些特性增加了蓄电池的体积比能量,提高了蓄电池的低温起动性能,在起动型铅酸蓄电池领域, PE隔板在国外发达国家的使用率达到90%以上。在国内经过近10年的发展,尤其是在免维护蓄电池中已经逐渐占据主流市场。下面简单介绍一下PE隔板对起动型铅酸蓄电池低温性能影响的试验情况。1 试验过程

1.1 影响铅酸蓄电池低温起动的因素很多,主要因素包括极板结构、负极配方、电解液、隔板等。我们首先进行了低温负极配方的研制,共设计了四种负极配方,进行了综合性能对比试验,从中选取了一种较好低温配方,制成同型号电池,进行了不同隔板的同步对比试验。

1.2 电池装配

1.2.1 电池型号:6-Q A-40。

1.2.2 极板片数:+5片/单格-5片/单格。

1.2.3 电池数量:共12只,其中低温铅膏配方电池PE、PVC、PP、10G复合隔板各2只,普通配方电池PE、PVC电池各2只,正极板完全相同。1.3 性能检测

测试电池共6只,其中PE、PVC、PP、10G复合隔板各1只。普通配方PE、PV C电池各1只。

性能实验主要进行20h率容量和低温起动能力试验。低温起动能力试验,是将电池在低温箱中冷冻40~46h,从低温箱中取出,在1m in内以额定电流开始放电,所记温度为电池中间单格电液温度。不同隔板电池测试结果见表2。

表2

电池

编号

隔板

类型

20h率容量*

一次二次

时间

(时、分)

室温

(℃)

时间

(时分)

室温

(℃)

低温起动能力**

时间

(s)

液温

(℃)

电池干重

(kg)

低温1PE21h31min12--134-378.8

低温210G复合20h25min12--139-378.85

低温3P VC18h7m i n1520h27min1586-378.89

低温4PP18h30min1520h18min1565-378.7

普通5PE21h15min15--74-379.1

普通6P VC20h44min1221h10min1354-379.1

*放电电流2A,终止电压:10.5V;**放电电流160A,终止电压6V。2 关注点

通过多年的生产和使用及对一些现象的收集,我们认为PE隔板在使用过程中主要有以下两点需要关注。

2.1 使用和化成时出现黑色油污

铅酸蓄电池在化成或者长时间使用时会出现黑色油污污染电眼,使得电眼无法正常显示电解液状态。

这个问题是每一个PE隔板制造企业都要面临的问题。PE隔板的制造原理:隔板中的填料二氧化硅通过混料系统和PE实现均匀的混合,同时吸附了大量的油,隔板挤出成型后,通过萃取剂进行提油,这部分油所占据的空间就形成了微孔,最终成型的隔板油含量在14%左右。PE隔板使用时,长时间在硫酸中浸泡,隔板中的部分油性物质被浸出,充电过

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 2009年第19期 内蒙古石油化工

变频调速控制系统在采油注水泵站的应用

翟全良,蒋青莲,李蛟真

(中原油田分公司采油四厂)

摘 要:本文通过中原油田采油四厂文二联高压注水泵站节能改造项目实例,介绍了由西门子SIM OV ERT变频器、PLC(S7-300)、人机界面软件WINCC等产品和PORFIBU S-DP总线构成的控制系统在采油注水项目中的应用。

关键词:采油注水;压力;变频器;PID控制器;节能

1 系统介绍

在石油集输行业中,地下原油不断被采集,地层压力持续减小,会影响原油的产量。为了增加地层压力,一般通过向地下注入高压水来恢复地层压力。向地下注水,需要30M Pa以上的水压,由于正常的进水压力一般不会超过1M Pa,故采油注水多采用两级以上的泵站供水。一级中心泵站将经过处理的净水加压到10M Pa以上,二级注水泵站再将其加压至所需水压,注入地下。

采油四厂文二联高压离心泵站建于1984年,原有高压离心泵5台,该泵站日开泵1~2台,注水泵压12~14M Pa,汇管压力(注水干线首端压力)6~10.5M Pa,日供水能力12000~21000m3,平均注水单耗为3~5kW・h/m3。

由于注水水量变化很大,改造前的人工控制是以每小时调节一次出口电动阀来控制流量,调控效果很差,在阀上的能量损失也很大。就出口节流的损耗来说,仅仅由于离心泵出口阀上的压力损失,能量损耗就占输入功率的30%左右。由于需水量是一直变化的,只能靠多泵组合运行,尽可能的靠近泵高效运行区,这种调节方式局限很大,可调节的范围太小,而且其他几个小的离心泵泵效很差,能耗会显著增大。针对这些问题,决定对该泵站进行节能及自动化改造。

2 改造方案选择

目前水量在500~700m3/h波动,用一台500 m3/h工频泵加一台250m3/h左右的变频泵运行,能满足现场需求。

在改造方案上,有两种方案选择,一种是使用离心泵调速运行,一种是使用柱塞泵调速运行。

程中产生的气体将油性物质从液体带出,扩散到电眼和排气孔。

2.2 使用后期出现氧化短路现象

在铅酸蓄电池的质保期内,蓄电池厂总会接到极个别的退货,通过对电池的解剖,其中原因众多。收集其中发生在PE隔板方面的问题进行分析研究。

最常见的隔板老化现象:解剖后的隔板朝向正极的一面被白色物质覆盖并且不同程度地发生穿孔,在孔的周围隔板变脆、变白。

原因分析:产生这个现象的原因为枝晶穿透。在蓄电池使用过程中,由于种种原因硫酸铅晶体穿透PE隔板,造成短路并产生局部高温作用,将隔板组份中的聚乙烯、工艺油等有机物全部氧化,残余的白色物质是二氧化硅。

3 问题讨论

为何出现上述关注点现象,经上述试验证明均是M n、Fe、Cu等杂质金属元素含量高造成,其来源主要从电解液、合金、隔板中来。就PE隔板的使用而言,为何富液免维护电池要远远好于干荷电铅酸蓄电池呢?我们主要认为富液免维护蓄电池全部是生产厂家带液出厂,电解液的质量有保证;而干荷电电池全部是用户加液,电解液质量无保证,电解液市场杂乱,相当一部分是以自来水和工业硫酸配制而成,从而使杂质带入电解液的几率更大。

4 结论

4.1 PE隔板与PVC隔板相比,放电温度越低,PE 隔板的优势越明显。

4.2 在低温情况下起动放电性能,PE隔板优于10G复合隔板和PP隔板,更优于PVC隔板。

[参考文献]

[1] 朱松然.蓄电池手册.天津大学出版社,1998.

[2] 赵宇,付卧忠,张磊等.PE隔板蓄电池性能研

究.石油化工,2005,4(92).

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