船舶应急蓄电池的几例典型缺陷分析

船舶应急蓄电池的几例典型缺陷分析 船舶应急蓄电池的几例典型缺陷分析 中海发展股份有限公司货轮公司罗数强 据AMSA每月公布的船舶滞留船舶信息统计,被 滞留船舶的应急电源故障包括: ?GMDSS设备应急蓄电池老化,无法达到应急通 讯要求或不能完成GMDSS设备直流供电测试: ?探火和失火报警系统内置应急电池故障; ?应急发电机,启动蓄电池故障,不能启动. 为此.中国船级社2010年9月8日专门发布No. 154船东通告,提醒各有关方面关注. 中海货运"一把尺"检查组.针对这些新情况检查, 发现几例较为典型的船舶应急蓄电池缺陷,提出来与 大家探讨,希望引起有关方面注意. 1GMDSS设备的应急蓄电池 SOLAS公约第?章第l3条规定:每艘船舶应设有 一 个或多个备用电源.当船舶主电源或应急电源发生 故障时,可向无线电装置供电,以便进行遇险和安全通 信:若安装符合规定的应急发电机为应急电源,则 GMDSS设备应配有应急蓄电池,且应急蓄电池能够供 应直流电至少1小时,也就是船舶发电机,应急发电机 完全停止工作后.GMDSS设备的应急蓄电池仍能保证 GMDSS设备至少工作1小时. 另外.SOLAS公约第?章第43条规定:当货船的 应急电源为蓄电池时,它应能承载应急负载而不必充 电,在整个供电期间蓄电池的电压变化在其额定电压 的?l2%之内. PSCO要求测试 GMDSS设备交直流 电源转换,目的是模 拟交流电源不供电 情况下.也就是 SOLAS公约提及的 "船舶发电机,应急 发电机完全停止工 作后",GMDSS设备 能否在应急蓄电池 图1 供电情况下发出遇险报警.以上缺陷若被PSCO查出, 将导致船舶滞留.例如测试某轮GMDSS设备之一MF/ HF的交流电源转(应急)直流电源,当GMDSS应急蓄电 池独立供电(关闭交流电源,也关闭GMDSS蓄电池充电 开关.见图1)时,MF/HF设备无法呼叫相关岸站. 检查发现,是因为GMDSS设备两组应急蓄电池的 一 组老化,达不到要求的工作电压. 船舶自查未能发现GMDSS应急蓄电池已经老化 的原因,是船员不知道每次测试GMDSS设备应急直流 电源时应急蓄电池必须处于不充电状态(当然也必须 脱开交流电源).以往船员测试GMDSS设备应急直流 电源.都操作错误.仅关闭交流电源而不关闭应急蓄电 池充电开关,即应急蓄电池处于一边充电一边输出状 态,所以不能发现蓄电池已老化. 2固定式探火和失火报警系统的应急蓄电池 SOLAS公约第?一2章明确规定:船舶固定式探火 和失火报警系统应有两套电源,一套船舶常用电源,一 套应急电源,多数船舶应急电源是蓄电池. 测试某老旧船 固定式探火和失火 报警系统,当关闭报 警系统交流电源改 用应急蓄电池供应 直流电时.探火和失 火报警系统操作面 板显示电池(BATD 故障.面板电压指 示归零(见图2).这图2 表明应急蓄电池故障,探火和失火报警系统无法工作. 检查发现,探火和失火报警系统的应急电源内置 的免维护型电池(有部分老旧船采用)已失效.而船舶 自查未发现该电池失效的原因,是船员不熟悉设备: ?不知道该设备必须有应急蓄电池; ?不知道应急蓄电池在什么部位(安装比较隐蔽, 拆开报警系统面板下半部分才能看到); ?不知道测试固定式探火和失火报警系统,必须 包括使用应急电源实测. 总之.上述"三不知"使探火和失火报警系统的应 急电源成了船舶维护保养的一个盲区. 为防止上述失误.采用内置免维护型应急电池的 探火和失火报警系统,除按要求进行交直流电源转换 测试外.还应登记电池出厂时间和记录使用年限,以便 及时更换. 3应急发电机的应急蓄电池 SOLAS公约第11—1章第44条规定:每台应急发 电机应有二套主管机关认可的启动装置,除非能证明 人工启动是有效的.该装置应储备至少供三次连续启 动的能源,还应设有在30分钟内另加3次启动的第二 能源. 多数船舶应急发电机配备的第一套启动装置是液 《航海技术》2011年第5期 航标太阳能电源系统应用超级电容实验电路 海军蚌埠士官学校彭天堂 1航标太阳能电池供电系统 目前.航标灯的供电方式较多采用"太阳能电池+ 蓄电池"模式,属小功率电源系统,能量存储普遍采用 铅酸蓄电池. 航标(不包括灯塔和大型灯桩)太阳能供电系统的 供电对象是航标灯及其遥控遥测系统.航标灯的光源, 过去是白炽灯泡,现在一般都用LED光源;遥控遥,?贝0 系统,主要是GPS+GMS或"北斗"定位通信系统.这些 设备的耗电量都不大(一般每天不超过60W—h),但尽 管所配备的太阳能电池和蓄电池的容量普遍偏大,还 经常出现供电不足现象. 分析原因,笔者认为主要是太阳能电源系统充电 效率太低所致.由于受日照强度(昼夜,云层)以及环境 温度等影响,太阳能光伏发电的能量输入不稳定,从而 导致太阳能光伏发电的能量输出也不稳定.尤其是阴 天及早晚等光线不强条件下,太阳能电池在仅能输出 微弱电流,几乎不能对大多数蓄电池充电.而航标太阳 能供电系统的放电控制器大多比较简单,只有蓄 电池的过充电保护和放电保护.很少考虑太阳能电池 板输出电能的变化.所以大多数航标太阳能供电系统, 只有阳光充足的几个小时可对蓄电池充电,其它时间 太阳能板产生的能量则白白浪费. 如舸将这部分微弱电流充人蓄电池以提高太阳能 电池效率,一直是太阳能光伏发电研究的重要课. 2超级电容 (1)功能 超级电容器(Supercapacitors),是近几年国内外迅 速发展起来的一种新型储能元件,既具备传统电容那 样的充放电功能.也具备化学电池储存电荷的能力. (2)性能 超级电容器,与传统电容器相比: ?具备法拉级别的超大电容量,储存电荷能力比 普通电容器大.能量密度和功率密度比电解电容器高; ?阻抗非常小,充放电速度快,效率高; ?工作温度范围较宽: ?使用寿命长. 超级电容器.与蓄电池相比【l】: ?比功率高, ?充电没有最低门限电压, ?充电次数可高达几十万次. ?不污染环境. 因此可以说,超级电容器是一种高效,实用,环保 压贮能启动装置或胶片启动装置,第二套启动装置是 蓄电池.但是,配备胶片启动装置的应急发电机测试 时,较难一次启动成功.为了避免国内外检查出现被动 局面,这类船舶再多配一组启动蓄电池,当胶片启动装 置启动应急发电机失败时,额外配备的蓄电池能够启动 应急发电机,以获得PSCO认可(视为满足公约要求). 例如,某轮应急发电机启动装置配备有胶片启动 装置和二组启动蓄电池(其中一组是额外配备的).测 试该轮应急发电机,胶片启动装置启动不成功,一组蓄 电池启动正常,但另一组蓄电池无法启动,该轮应急发 电机启动方式无法满足公约要求. 检查发现,该轮额外配备的蓄电池组是免维护型. 使用寿命已超过五年,电池已老化失效. 船上人员未能发现有一组蓄电池失效的原因.也 是船员不熟悉: ?不知道免维护型蓄电池的寿命(一般五年),超 期使用致老化失效(某些品牌的免维护型电池外壳上 有三种颜色显示电池储电能力的状态指示器). ?不知道测试应急发电机启动蓄电池,每次都要 测试全部蓄电池组,而不可只测试某一组.尤其是不可 长期只测试某一组. 额外配备一组应急发电机启动电池的船舶,轮机 主管人员仍然应熟悉液压储能启动装置或胶片启动装 置的启动方法,以保证某一组蓄电池无法启动应急发 电机时,能使用液压储能启动装置或胶片启动装置启 动来满足检查要求. 4结束语 GMDSS设备,探火和失火报警系统,应急发电机 启动等应急蓄电池的这些缺陷.产生原因都可归结于 船员的"不知道". 船员的"不知道",原因可能有: ?船员原有知识不足,对有关公约熟悉不够,应加 强考证和考试培训. ?船员不熟悉部分设备和部分操作.公司QSMS 的新船员上岗前应熟悉设备程序部分执行不良;部分 船员在船继续培训不足. ?部分岸基人员管船思路未更新,未能给船员提 供有效指导,培训. 看来,要解决问题,不仅需要提升公司QSMS文件 的执行力,还需要加强公司职能部门的监督力度. 航标太阳能电源系统应用超级电容实验电路——彭天堂