Відновлення лужних акумуляторів в локомотивних депо
5. Дослідницька частина.
5.1. Загальні положення.
У ряді локомотивних депо успішно проводиться відновлення лужних акумуляторів, параметри яких не задовольняють вимогам експлуатації. Винахід відноситься до електротехнічної промисловості і може бути використано при ремонті лужних акумуляторів.
Відомий спосіб ремонту лужного акумулятора шляхом проведення розряду, промивання дистильованою водою, введення активують добавок, видалення кристалічних відкладень і шкідливих домішок з наступним активированием електролізом в дистильованої воді і проведенням контрольно-тренувальних зарядно-розрядних циклів в лужному електроліті.
Цей спосіб складний, малопроизводителен і не забезпечує зниження саморозряду, газовиділення і відновлення ємності і е.р.с.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається результатами є спосіб ремонту лужного акумулятора шляхом обробки сепараторів і позитивних електродів водним розчином сірчаної кислоти, промивання водою, нейтралізації в лужному електроліті і заряду
Цей спосіб забезпечує відновлення ємності тільки на 30-50% від номінальної, тобто недостатньо ефективний.
Метою цього винаходу (а. С. №1034559 головного експерта сектору ремонту тепловозів ЦТ МПС Б.Н. Соколова) є підвищення ефективності. Це досягається тим, що в способі ремонту лужного акумулятора, шляхом обробки сепараторів і позитивних електродів водним розчином сірчаної кислоти, промивання водою, нейтралізації в лужному електроліті і заряду, відповідно до винаходу, щільність розчину сірчаної кислоти вибирають рівною 1,25 - 1,27 г / см 3. обробку цим розчином сепараторів ведуть на протязі 3-х годин, а позитивних електродів протягом 20 - 30 секунд.
5.2 Технологія відновлення.
Акумулятор з підвищеною ємністю або підвищеним саморазрядом розряджають до нуля, зливають електроліт, закривають верхню кришку, витягають блоки позитивних і негативних електродів з сепараторами. Сепаратори обробляють водним розчином сірчаної кислоти щільністю 1,25 - 1,27 г / см 3 протягом 3-х годин. Цей час необхідний, щоб гідроксиди заліза і магнетиту перевести в сірчанокисле залізо, частково розчинити його у воді і змити з поверхні сепараторів, відновивши тим самим діелектричні властивості сепараторів і знизивши в кілька разів величину саморозряду. При тривалості просочення менш 3 - х годин на поверхні сепараторів зберігається наліт активної маси, в основному сполуки заліза. Подальше збільшення часу обробки більше 3 - х годин на якість сепараторів ніякого впливу не робить, тобто не приводить до поліпшення їх діелектричних властивостей.
Позитивні електроди обробляють водним розчином сірчаної кислоти щільністю 1,25 - 1,27 г / см 3 протягом 20 - 30 секунд.
Після обробки в розчині сірчаної кислоти виробляють промивку сепараторів і позитивних електродів у воді і нейтралізацію в лужному електроліті. Негативні електроди обробляють водою відразу ж після розбирання, потім обробляють в водному розчині лугу. Після цього електроди збирають з сепараторами в блоки, встановлюють в корпус, заливають подщелоченного воду, приварюють кришку, зливають подщелоченного воду, заливають електроліт нормальної щільності 1,17 - 1,19 г / см 3. виробляють заряд, потім контрольний розряд і остаточний заряд.
Приклад. Для випробування було відібрано 46 акумуляторів марки ТПЖН-550 (одна батарея), які за своїм станом не задовольняли технічним вимогам, в т.ч. 27 акумуляторів нульових (мають підвищений саморозряд), 14 - мають недостатнє напруга (в межах від 0,2до 0,8 В) і 5 переполюсованних.
Ці акумулятори були розібрані, відремонтовані, зібрані і випробувані.
Зняті з позитивних і негативних електродів сепаратори занурювали в водний розчин сірчаної кислоти щільністю 1,25 - 1,27 і витримували 3 години. Потім промивали в струмені води з метою видалення з їх поверхні сірчанокислого заліза.
Позитивні електроди (напівблоки) занурювали в водний розчин сірчаної кислоти щільністю 1,25 - 1,27 і витримували 25 секунд, потім негайно промивали водою. При цьому сірчанокисле залізо легко змивалося з поверхні електродів (ламелей), а також частково з під сіток ламелей, а потім занурювалися разом сепараторами в лужному електроліт.
За зовнішнім виглядом позитивні електроди до обробки мали оксамитову поверхню чорного кольору (FeOH, FeOOH), а після обробки - чисту глянсову металеву поверхню сребрістий кольору, ідентичну новим.
Змонтовані акумулятори були зібрані, заряджені протягом 12 годин струмом десятигодинного режиму 150А, мали ЕРС 1,4 - 1,5 В, а при перевірці на саморазряд по закінченню 100 діб мали ЕРС 1,38 - 1,4 (зазвичай не витримують і 10 діб), мали ємність (при першому розряді) 440 а і більше - 27 акумуляторів, а при 330 - 440 а - 6, 220 - 330 а - 9, 160 - 220 а - 4 акумуляторів.
У період зарядки батареї температура (в кінці циклу) становила від +29 до +38 0 С (при температурі в приміщенні +12 0 С), що свідчить про нормальний перебіг процесу зарядки і хорошому стані акумуляторів.
Відремонтована батарея випробувана на працездатність десятикратним пуском дизеля тепловоза (без підзарядки між пусками). Після десятого пуску загальну напругу на затискачах батареї становило 64В, а перед першим пуском 65 В.
Відремонтована батарея визнана придатною до подальшої роботи на тепловозі в якості джерела електричної енергії.
5.3 Приклад розрахунку річного економічного ефекту.
Розрахунок виконаний відповідно до «Методичних вказівок по визначенню економічної ефективності нової техніки, винаходів і раціоналізаторських пропозицій на залізничному транспорті».
Розрахункова формула має вигляд:
де Е - річний економічний ефект, руб .;
З 1. С2 - експлуатаційні витрати в розрахунку на один акумулятор в рік, в базовому і новому варіантах, руб .;
ЄП - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень, ЄП = 0,15;
К1. К2 - питомі капітальні вкладення у виробничі фонди, відповідно в базовому і новому варіантах, руб .;
А2 - кількість акумуляторів, відновлених в умовах депо в рік, шт.
Після алгебраїчних перетворень формулу 5.1 можна записати в наступному вигляді:
З формули 5.2 видно, що при визначенні економічного ефекту необхідно і достатньо розрахувати зміни тільки тих статей і елементів витрат експлуатації та капітальних вкладень, на які застосування способу відновлення акумуляторних батарей безпосередньо впливає.