ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ

ПОСОБИЕ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЗАРЯДНЫХ СТАНЦИЙ ТЯГОВЫХ ЩЕЛОЧНЫХ И КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ (с изменениями 2001 г.)

М788-1068

Главный инженер института

отдела Зав. лабораторией

Главный инженер проекта

Москва 1993 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1.    Вводная часть........................................................................... 4

2.    Определение количества выделяющегося

водорода и аэрозоли щелочи при заряде тяговых щелочных аккумуляторов и аккумуляторных батарей............................................................... 5

3.    Определение количества выделяющегося

водорода и аэрозоли кислоты при заряде тяговых кислотных аккумуляторов и аккумуляторных батарей............................................................... 8

4.    Расчеты по определению категории зарядного помещения по взрывопожарной опасности для тяговых аккумуляторных

батарей.................................................................................. 11

4.3.    Щелочные аккумуляторные батареи............................................. 11

4.4.    Кислотные аккумуляторные батареи............................................. 15

5.    Определение свободного объема зарядного помещения, гарантирующего его

отнесение к категории Д............................................................ 20

Справочные приложения:

№ 1 -    Номенклатура МНБЭТ............................................................... 23

№2-    Тяговые щелочные аккумуляторы и

аккумуляторные батареи для МНБЭТ (выписки из номенклатурных каталогов, инструкций, стандартов)....................................................... 25

№ 3 -    Тяговые кислотные аккумуляторы и

аккумуляторные батареи для МНБЭТ (выписки из номенклатурных каталогов, стандартов)....................................................................... 33

№ 4 -    Номенклатура зарядных выпрямитель

ных устройств для тяговых аккумуляторных батарей........................................................................ 35

3

М/08-11)08

Таблица 4.3.1

Количество Тип и количество аккумуляторных Свободный объем погрузчиков батарей помещения Vce, м 5 34ТЖН-300 - 2 шт. 190 34ТЖН-600 - Зшт. 10 34ТЖН-300 - 4 шт. 307 34ТЖН-600 - 6 шт. 15 34ТЖН-300 - 7 шт. 437 34ТЖН-600 - 7 шт. 25 34ТЖН-300- 12 шт. 545 34ТЖН-600 - 12 шт. 40 34ТЖН-300 - 20 шт. 868 34ТЖН-600 - 20 шт.

4.3.1. При расчете количества выделяющегося водорода и аэрозоли щелочи принято, что все аккумуляторные батареи станции технического обслуживания заряжаются одновременно.

Таблица 4.3.2

Количество погрузчиков Количество выделяющегося водорода в течение 1 ч Суммарное количество аэрозоли щелочи Мщ, мг/ч в конце заряда после прекращения заряда V’H, м3/ч т'и, кг/ч к;, м3/ч т"н, кг/ч 5 8,72 0,784 0,896 0,08 2040 10 17,44 1,568 1,792 0,16 4080 15 22,89 2,058 2,352 0,21 5355 25 39,24 3,528 4,032 0,36 9180 40 65,4 5,88 6,72 0,60 15300

4.3.2. Приточно-вытяжная вентиляция зарядного помещения должна обеспечить требования взрывопожарной безопасности согласно СНиГО.04.05-91 (приложение 16, п.З) и требования санитарно-гигиенических норм согласно СНиП2.04.05-91 (приложение 16, п.2) и ГОСТ 12.1.005-88.

Расход воздуха по условию обеспечения взрывопожарной безопасности

12

M788-1068

_ 9,6С„н-10~^б -10⁶

0,1НПВ_н 0,1-4,5-10³

Расход воздуха по условию обеспечения санитарно-гигиенических норм

_т, М    0,025С_нп    з,

L =-= ——= 0,05С_ип, м /ч,

Ящ 0,5

где НПВ_н - нижний концентрационный предел взрываемости водорода, равный

4.5- 10³ мг/м³;

М_щ - количество аэрозоли щелочи, поступившей в воздух помещения при заряде батареи, мг/ч;

•з

ц_щ - предельно допускаемая концентрация (ПДК) щелочи, равная 0,5 мг/м . Требования по обеспечению санитарно-гигиенических норм согласно ГОСТ

12.1.005- 88 более чем в два раза жестче требований по обеспечению взрывопожарной безопасности, следовательно, при работе приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей соблюдение санитарно-гигиенических норм, взрывоопасная среда не должна иметь место в зарядном помещении.

4.3.3. Количество водорода, обращающегося в помещении при работе приточновытяжной вентиляции, определяется по формуле

т_н =^V_ce =    ⁶    V_ce    =    0,192 • 1 (Г³V , кг.

и_щ    0,05    С_ип

Расчетным принимается момент, когда в конце заряда аварийно отключается приточно-вытяжная вентиляция и отключаются сблокированные с ней зарядные устройства, но продолжается выделение водорода с остаточными газами. Количество водорода, содержащееся в этом случае в зарядном помещении, указано в табл. 4.3.3.

Таблица 4.3.3

Количество погрузчиков Количество выделившегося водорода в момент, предшествующий отключению вентиляции, тн, кг в течение первого часа после прекращения заряда т"н, кг Всего Ми =тн +т'и, кг 5 0,036 0,08 0,116 10 0,059 0,16 0,219 15 0,084 0,21 0,294

13

M788-1068

Продолжение табл. 4.3.3

Количество выделившегося водорода Количество в момент, предшествующий в течение первого часа всего погрузчиков отключению вентиляции, после прекращения М„ -тн+ т", гпн, кг заряда т"и, кг кг 25 0,104 0,36 0,464 40 0,166 0,60 0,766

4.3.4. Расчет избыточного давления взрыва обычно должен выполняться технологами. Так как технологами аккумуляторных установок являются электрики, ниже приведен полностью расчет избыточного давления взрыва в зарядном помещении, выполняемый согласно нормам НПБ105-95.

Расчетное избыточное давление взрыва

где Р_Макс - максимальное давление взрыва газовоздушной смеси в замкнутом объеме. При отсутствии данных допускается принимать Р_макс = 900 кПа;

Ро - начальное давление. Допускается принимать Ро= 101 кПа;

М    - масса находящегося в помещении водорода, кг; М = М_н (см. табл.    4.3.3);

Z    - коэффициент участия водорода во взрыве. Для водорода Z = 1,0;

V_ce - свободный объем помещения, м³;

о

р - плотность горючего вещества; р = 0,08987 кг/м - для водорода;

С_ст ~ стехиометрическая концентрация горючего газа, %,

100 _ 100 ^ст~ 1 + 4,84/? “1 + 4,84-0,5

/? - стехиометрический коэффициент водорода в реакции сгорания

_{/! =} „_{c +} !!₁Zi_b ₌ o ₊ b£^ ₌ o,5;

^{и с} 4    2    4    2

п_с, п_н, п₀, п_х - число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения. Допускается принимать К_н= 3.

Согласно НПБ105-95 при устройстве аварийной вентиляции масса горючего М должна быть разделена на величину АТ + 1, где А - кратность воздухообмена аварийной вентиляции; Т - продолжительность поступления горючего газа. В случае отсутствия

14

M788-1068

аварийной вентиляции, но обязательного устройства естественной вентиляции с однократным обменом воздуха, значение величины АТ + 1 принимается равным 2. Результаты расчета сведены в табл. 4.3.4.

Таблица 4.3.4

Количество погрузчиков Свободный объем помещения Гсв> м3 Расчетное избыточное давление взрыва в помещении АР, кПа естественная вентиляция отсутствует с учетом однократной естественной вентиляции 5 190 6,16 3,0 10 307 7,2 3,6 15 437 6,8 3,4 25 545 8,6 4,3 40 868 8,92 4,46

4.3.5.    Следовательно, при наличии надежно работающей блокировки, отключающей зарядные устройства при прекращении действия механической приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей санитарно-гигиенические нормы, расчетное избыточное давление взрыва, с учетом однократной естественной вентиляции, меньше 5 кПа. Принятое при расчете допущение, что все аккумуляторы заряжаются одновременно, гарантирует достоверность этого вывода.

4.3.6.    Выполненные расчеты подтверждают, что зарядные помещения зарядных станций электропогрузчиков с щелочными аккумуляторами на 5, 10, 15, 25 и 40 мест, сооружаемые по типовым проектам Гипропромтрансстроя, должны быть отнесены к категории Д. В верхней части помещения будет иметь место ограниченная взрывная зона класса В-16 согласно главе 7.3 ПУЭ 6-го изд. или класса 2 согласно ГОСТ Р 51330.9-99.

4.4. Расчет категории зарядного помещения при заряде тяговых кислотных аккумуляторных батарей типов 2х20хЗПАСЗЮ и 2х20х5ПАС310 (производство Болгарии')

Количество батарей и свободный объем помещения указаны в табл. 4.4.1.

15

M788-1068

Таблица 4.4.1

Количество погрузчиков Тип и количество аккумуляторных батарей Свободный объем помещения Vce, м3 5 2x20x3 ПАСЗ10- 2 шт. 190 2х20х5ПАСЗ 10 - 3 шт. 10 2х20хЗПАСЗЮ - 4 шт. 307 2х20х5ПАС310 - 6 шт. 15 2х20хЗПАСЗ 10 - 7 шт. 437 2х20х5ПАСЗ 10 - 7 шт. 25 2х20хЗПАСЗЮ - 12 шт. 545 2х20х5ПАС310 - 12 шт. 40 2x20x3 ПАСЗ 10- 20 шт. 868 2х20х5ПАС310 - 20 шт.

4.4.1. При расчете количества выделяющегося водорода и аэрозоли кислоты принято, что все аккумуляторные батареи станции технического обслуживания заряжаются одновременно.

Таблица 4.4.2

Количество погрузчиков Количество выделяющегося водорода в течение 1 ч Суммарное количество аэрозоли кислоты Мк, мг/ч в конце заряда после прекращения заряда V'H, м3/ч т'н, кг/ч К, м3/ч т"н, кг/ч 5 5 0,45 0,67 0,058 880 10 10 0,9 1,34 0,116 1760 15 13,3 1,2 1,8 0,154 2350 25 22,8 2,04 3,08 0,264 4030 40 38,1 3,4 5,14 0,44 6720

4.2.2. Приточно-вытяжная вентиляция зарядного помещения обеспечивает требования взрывопожарной безопасности согласно СНиП2.04.05-91 (приложение 16, п.З) и требования санитарно-гигиенических норм согласно СНиП2.04.05-91 (приложение 16, п.2) и ГОСТ 12.1.005-88.

Расход воздуха по условию обеспечения взрывопожарной безопасности

16

m..

" 0,\НПВ_и    ОД-4,5-10³

Расход воздуха по условию обеспечения санитарно-гигиенических норм

_L'_{k =} K₌ °’^015С"” = 0,015С_мя , м³/ч,

Я_к 1

где НПВ_н - нижний концентрационный предел взрываемости водорода, равный

4,5-10³ мг/м³;

М_к - количество аэрозоли кислоты, поступившей в воздух помещения при заряде батареи;

q_K -ПДК кислоты, равная 1 мг/м .

В отличие от помещений с щелочными аккумуляторами требования по обеспечению санитарно-гигиенических норм согласно ГОСТ 12.1.005-88 практически идентичны требованиям по обеспечению взрывопожарной безопасности.

4.4.3. Количество водорода, обращающегося в помещении при работе приточновытяжной вентиляции.

т_н =^V_ce = ¹-^МС^-^1Q -= 0,45 • 10"³ V_cs, кг/ч. " Ь'_н ^св 0,017С_нп

Расчетным принимается момент, когда в конце заряда аварийно отключается приточно-вытяжная вентиляция и отключаются сблокированные с ней зарядные устройства, но продолжается выделение водорода с остаточными газами и по причине саморазряда. Количество водорода, содержащегося в этом случае в зарядном помещении, указано в табл. 4.4.3.

Таблица 4.4.3

Количество погрузчиков Количество выделившегося водорода в момент, предшествующий отключению вентиляции, тн, кг в течение первого часа после прекращения заряда т"и, кг всего Ми =тн +т"и, кг 5 0,085 0,058 0,143 10 0,138 0,116 0,254 15 0,196 0,154 0,35 25 0,245 0,264 0,509 40 0,39 0,44 0,83

17

M788-1068

Таблица 4.4.4

Количество погрузчиков Свободный объем помещения Vce> м3 Расчетное избыточное давление взрыва в помещении АР, кПа естественная вентиляция отсутствует с учетом однократной естественной вентиляции 5 190 7,6 3,8 10 307 8,4 4,2 15 437 8,12 4,06 25 545 9,46 4,74 40 868 9,68 4,84

4.4.5.    Следовательно, при наличии надежно работающей блокировки, отключающей зарядные устройства при прекращении действия механической приточно-вытяжной вентиляции, расчетное давление взрыва, с учетом однократной естественной вентиляции, меньше 5 кПа. Принятое при расчете допущение, что все аккумуляторы заряжаются одновременно, гарантирует достоверность этого вывода.

4.4.6.    Выполненные расчеты подтверждают, что зарядные помещения зарядных станций электропогрузчиков с кислотными аккумуляторами на 5, 10, 15, 25 и 40 мест, сооружаемые по типовым проектам Гипропромтрансстроя, должны быть отнесены к категории Д. В верхней части помещения будет иметь место ограниченная взрывоопасная зона класса В-16 согласно главе 7.3 ПУЭ 6-го изд. или класса 2 согласно ГОСТ Р 51330.9-99.

19

M788-1068

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЕО ОБЪЕМА ЗАРЯДНОГО ПОМЕЩЕНИЯ, ГАРАНТИРУЮЩЕГО ЕГО ОТНЕСЕНИЕ К КАТЕГОРИИ Д

5Л. При проектировании новых и реконструкции действующих зарядных станций приходится решать задачу по определению свободного объема зарядного помещения для определенного набора аккумуляторных батарей, при котором гарантируется расчетное избыточное давление взрыва в помещении равное или менее 5 кПа.

5.2. При расчетном избыточном давлении взрыва в зарядном помещении АР < 5 кПа

M_HZ 100 1 2АРр С_ст К_н^;

(900-101)М_н.1,0-100^₁₀₁ 2-5-0,08987-29,24-3

С другой стороны, для щелочных аккумуляторных батарей согласно пп. 4.3.3 и 2.2 М=т+ т^пн = 0,192 ■ 10“³ V_ca + 0,99 С п • 10'⁶.

Н    п    п    '    Со    ^J    л

Подставляя значение М_н в выражение V_ce > 1012М_н, определяем для щелочных аккумуляторных батарей

У_св> 1,02С_нл-10‘³, м³.

С учетом коэффициента запаса 1,1 и того, что V_ce принимается равным 0,8 от объема помещения, минимальный объем помещения, отнесенного к категории Д,

У мин ⁼ 1,4С_н/7-10’³, м³.

Для кислотных аккумуляторных батарей согласно пп. 4.4.3 и 3.2

М_И =т_н +т"_н =0,45-10“³ У_св +1,03С_нл-Ю’⁶ и V_ce > 1,28С„л-10'³, м³;

Умин ⁼ 1,76С„н-10'³, м³.

Приведенные зависимости выведены исходя из следующих условий:

заряд всех аккумуляторных батарей, установленных в зарядном помещении, осуществляется одновременно;

отказ принудительной вентиляции в режиме заряда имеет место в конце заряда;

концентрация водорода в помещении в момент, предшествующий отказу вентиляции, определена по условию обеспечения санитарно-гигиенических норм согласно ГОСТ 12.1.005-88;

при отключении механической приточно-вытяжной вентиляции отключаются сблокированные с ней зарядные преобразовательные агрегаты;

20

M788-1068

в зарядном помещении действует естественная вентиляция с однократным воздухообменом.

5.3. При отсутствии в зарядном помещении естественной вентиляции (что противоречит действующим нормам)

Для щелочных аккумуляторных батарей

V_ce > 2,48С„я-10’³, м³.

Для кислотных аккумуляторных батарей

F_ce> 3,82010'³, м³.

Этот вариант может рассматриваться лишь при вынужденном размещении зарядного помещения в существующем здании и при заряде в нем ограниченного числа аккумуляторных батарей, при этом требуется согласование с органами Госэнергонадзора.

5.4. В табл. 5.1 (для щелочных батарей) и 5.2 (для кислотных батарей) представлены результаты расчетов по определению свободного объема зарядного помещения, при котором расчетное избыточное давление взрыва в помещении будет меньше или равно 5 кПа. Типы и количество батарей аналогичны принятым в типовых проектах.

Таблица 5.1

Количество Тип и количество 'З Vce, м , обеспечивающий АР <5кПа Ус > м3> погрузчиков аккумуляторных батарей с учетом естественной вентиляции естественная вентиляция отсутствует по типовому проекту 5 34ТЖН-300 - 2 шт. 34ТЖН-600 - Зшт. 62 152 190 10 34ТЖН-300 - 4 шт. 34ТЖН-600 - 6 шт. 124 304 307 15 34ТЖН-300- 7 шт. 34ТЖН-600 - 7 шт. 218 530 437 25 34ТЖН-300 - 12 шт. 34ТЖН-600 - 12 шт. 374 910 545 40 34ТЖН-300 - 20 шт. 34ТЖН-600 - 20 шт. 624 1516 868

21

M788-1068

1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

В 70-е годы институт Тяжпромэлектропроект разработал «Указания по проектированию зарядных станций тяговых аккумуляторных батарей», которые были согласованы с ТУПО МВД СССР и опубликованы в издаваемых институтом «Инструктивных указаниях по проектированию электротехнических промышленных установок» № 7 за 1974 г. и № 11 за 1976 г. Разработка, хотя и не была согласована с Госстроем СССР, получила широкое распространение, так как при значительном количестве строящихся зарядных станций для машин напольного безрельсового электротранспорта (МНБЭТ) была единственным нормативным документом, относящимся к зарядным станциям.

По согласованию с ГТУ Минэнерго СССР в 1985 г. было решено включить в состав ПУЭ 7-го издания новую главу «Зарядные станции тяговых аккумуляторных батарей», в основу которой должна быть положена разработка 70-х годов, но с непременным учетом действующих в настоящее время нормативных документов. Проект новой главы был разработан институтами Тяжпромэлектропроект и Гипропромтрансстрой в 1989 г., до настоящего времени не утвержден и, как справочный материал, был опубликован в сборнике института «Инструктивные и информационные материалы по проектированию электроустановок» № 10 за 1992 г., с. 3 - 11.

Переписка института со сторонними проектными организациями в последние годы свидетельствует, что при проектировании зарядных станций возникают трудности, связанные, прежде всего, с расчетами по определению категории зарядного помещения по взрывопожарной опасности и с количественным определением вредных выбросов из аккумуляторов. Эти вопросы детально рассмотрены в настоящем пособии. Кроме того, в пособии приведены справочные данные по номенклатуре тяговых аккумуляторных батарей, выпускаемых заводами электропромышленности. Также приведены краткие технические характеристики зарядных выпрямительных агрегатов, выпускаемых Гайским заводом «Преобразователь».

4,

M788-1068

Таблица 5.2

Количество погрузчиков Тип и количество аккумуляторных батарей Vcg, м3, обеспечивающий АР < 5 кПа к., м3. по типовому проекту с учетом естественной вентиляции естественная вентиляция отсутствует 5 2x20x3 ПАСЗ10- 2 шт. 76 224 190 2х20х5ПАС310 - 3 шт. 10 2х20хЗПАСЗЮ - 4 шт. 152 448 307 2х20х5ПАСЗ 10 - 6 шт. 15 2х20хЗПАСЗЮ - 7 шт. 200 600 437 2х20х5ПАСЗ 10 - 7 шт. 25 2х20хЗПАСЗЮ - 12 шт. 344 1026 545 2х20х5ПАСЗ 10 - 12 шт. 40 2х20хЗПАСЗЮ - 20 шт. 572 1706 868 2х20х5ПАС310 - 20 шт.

5.5. Учитывая значительное влияние устройства естественной вентиляции зарядного помещения на минимальные объемы помещений, обеспечивающих значение расчетного давления взрыва менее 5 кПа, требуется обязательное выполнение естественной вентиляции, обеспечивающей не менее однократного воздухообмена в 1 ч.

Также требуется надежная работа блокировки зарядных устройств с работой приточно-вытяжной вентиляции. Помимо выполнения электромеханической блокировки и устройства сигнализации об отключении вентиляционной установки в зарядном помещении, отнесенном к категории Д, должны быть установлены газоанализаторы, действующие на отключение зарядных устройств, а также подъемно-транспортных механизмов при появлении концентрации водорода в воздухе, превышающей 20% НПВ.

22

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫДЕЛЯЮЩЕГОСЯ ВОДОРОДА

И АЭРОЗОЛИ ЩЕЛОЧИ ПРИ ЗАРЯДЕ ТЯГОВЫХ ЩЕЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

2.1. Максимальное выделение водорода, имеющее место в течение последнего часа заряда аккумуляторной батареи, может быть количественно оценено по методике, приведенной в книге Н. С. Хрюкина «Вентиляция и отопление аккумуляторных батарей» (М.: Энергия, 1979),

= —Irj_anK_t , Ри

где q_H = 0,037 г/А-ч - электрохимический эквивалент водорода;

р_н - 0,08987 г/дм³ - плотность водорода при температуре 0°С, давлении 760 мм.рт.ст. и относительной влажности 0%;

т]_г - коэффициент расхода зарядного тока на газовыделение. В конце заряда принимают т]_г = 0,95;

/ - зарядный ток, А. Для тяговых щелочных аккумуляторов емкостью С_н максимальное значение зарядного тока при нормальном режиме заряда согласно ГОСТ 26500-85 составляет / = 0,25С_Н;

п - количество аккумуляторов в батарее;

K_tp - коэффициент, учитывающий отклонения температуры и атмосферного давления от 0°С и 760 мм.рт.ст., соответственно,

„    760(Г,+Г)

Влиянием изменения атмосферного давления можно пренебречь ввиду его незначительности. При температуре окружающей среды t = 25°С

273 + 25

K_t =-

'    273

Подставляя приведенные значения, имеем

’    •    0,25С_Н    •    0,95«    •    1,09    =    0,101С п • 10“³, м³/ч.

0,08987

Масса выделяющегося водорода т'_н =9,6С_нп-Ю ⁶, кг/ч.

2.2. Количество водорода, выделяющегося из щелочного аккумулятора с остаточными газами в течение 1 ч после прекращения заряда определяется по формуле

5

M788-1068

<= PC _ипК_1р,

где ft - объем водорода, выделяющегося после прекращения заряда в течение 1 ч из аккумулятора емкостью 1 А-ч, дм³:

Р~ 0,01 - для аккумуляторов НЖ;

Р = 0,0033 - для аккумуляторов НК.

В целях упрощения расчетов принимаем р = 0,01 для щелочных аккумуляторов любого типа. Тогда

v" = 0,011С_нл-10'³, м³/ч; т"_н = 0,99С_нп • 10“⁶, кг/ч.

2.3. Количество выделяющегося водорода из щелочных аккумуляторов (п = 1) различной емкости представлено в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Номинальная емкость аккумуля-тора С„, А-ч Количество выделяющегося водорода в течение 1 ч в конце заряда после прекращения заряда к;, м3/ч т'н, кг/ч к;, м3/ч т", кг/ч 250 0,027 0,0024 0,0027 0,00025 300 0,032 0,0029 0,0033 0,0003 350 0,037 0,0034 0,0039 0,00035 400 0,043 0,0038 0,0044 0,0004 450 0,048 0,0043 0,005 0,00045 500 0,054 0,0048 0,0054 0,0005 525 0,056 0,005 0,0058 0,00052 550 0,059 0,0053 0,0061 0,00054 600 0,064 0,0058 0,0066 0,0006 650 0,07 0,0062 0,0072 0,00064 720 0,077 0,0069 0,0079 0,00071 950 0,102 0,0091 0,0105 0,00094 1150 0,123 0,011 0,0126 0,00114

2.4. Количество выделяющегося водорода из щелочных аккумуляторных батарей некоторых типов представлено в табл. 2.2.

6

M788-1068

Таблица 2.2

Тип аккумуляторной батареи Количество выделяющегося водорода в течение 1 ч Мщ, мг/ч в конце заряда после прекращения заряда к, м3/ч т'н, кг/ч V", м3/ч т", кг/ч 28ТНЖ-250 0,76 0,067 0,076 0,007 175 34ТНЖ-300 1,09 0,098 0,112 0,001 255 80ТНЖ-350 2,96 0,272 0,312 0,028 700 40ТНЖ-550 2,36 0,212 0,244 0,022 550 34ТНЖ-600 2,18 0,197 0,224 0,02 510 36ТНЖ-950 3,67 0,327 0,378 0,034 850 70ТНЖ-950 7,14 0,637 0,735 0,066 1665 36ТНЖ-1150 4,43 0,396 0,454 0,041 1035

2.5. Количество аэрозоли щелочи, выделяемое из аккумуляторной батареи с газами, определяется по формуле

М_щ =0,025С_нп, мг/ч.

Значения М_щ для аккумуляторных батарей указанных выше типов даны в табл. 2.2.

7

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫДЕЛЯЮЩЕЕОСЯ ВОДОРОДА

И АЭРОЗОЛИ КИСЛОТЫ ПРИ ЗАРЯДЕ ТЯГОВЫХ КИСЛОТНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

ЗЛ. Максимальное газовыделение, имеющее место в течение последнего часа заряда кислотных аккумуляторов, может быть количественно оценено по методике, приведенной в книге Н. С. Хрюкина «Вентиляция и отопление аккумуляторных батарей» (М.: Энергия, 1979),

где q_H = 0,037 г/А-ч - электрохимический эквивалент водорода;

р_н = 0,08987 г/дм³ - плотность водорода при температуре 0°С, давлении 760 мм.рт.ст. и относительной влажности 0%;

т)_г - коэффициент расхода зарядного тока на газовыделение. В конце заряда принимают rj_z = 0,95;

/ - зарядный ток, А. Для тяговых кислотных аккумуляторов емкостью С_н максимальное значение зарядного тока при нормальном режиме заряда согласно ГОСТ 28133-89 составляет / = 0,2С_н;

п - количество аккумуляторов в батарее;

K_tp - коэффициент, учитывающий отклонения температуры и атмосферного давления от 0°С и 760 мм.рт.ст., соответственно,

_к _ 760(1Г₀₊0

^,р РТ₀

Влиянием изменения атмосферного давления можно пренебречь ввиду его незначительности. При температуре окружающей среды t = 25°С

273 + 25 273

Подставляя приведенные значения, имеем

v' =    ’    -0,2С, -0,95и-1,09 = 0,085С «-10“³,м³/ч.

"    0,08987

Масса выделяющегося водорода т'_н = 7,64С_нп-10’⁶, кг/ч.

3.2. Количество водорода, выделяющегося из кислотного аккумулятора с остаточными газами и в результате саморазряда в течение 1 ч после прекращения заряда

8

M788-1068

vⁿH =0,0115С„л-1(Г³, м³/ч; т"_н = 1,03С_нп • 10“⁶, кг/ч.

Первая формула отражает экспериментальные данные, содержащиеся в книге Н. С. Хрюкина, а именно, что количество водорода, выделяющегося из аккумулятора емкостью 100 А-ч в течение первого часа после прекращения заряда с остаточными газами и в результате саморазряда, равно 1150 см³.

3.3. Количество водорода, выделяющегося из кислотных аккумуляторов различной емкости, представлено в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Номинальная емкость аккумуля-тора, А-ч Количество выделяющегося водорода в течение 1 ч в конце заряда после прекращения заряда V'H, м3/ч т'н, кг/ч V", м3/ч т"н, кг/ч 110 0,009 0,0008 0,001 0,0001 220 0,018 0,0016 0,002 0,0002 300 0,025 0,0023 0,0035 0,0003 400 0,034 0,0031 0,0046 0,0004 500 0,043 0,0039 0,0058 0,0005 600 0,051 0,0046 0,007 0,0006 800 0,068 0,0062 0,0092 0,0008 1000 0,086 0,0078 0,0116 0,001

3.4. Количество выделяющегося водорода из кислотных аккумуляторных батарей некоторых типов представлено в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Тип аккумуляторной батареи Количество выделяющегося водорода в течение 1 ч мк, мг/ч в конце заряда после прекращения заряда Уи, м3/ч т'н, кг/ч У’, м3/ч т"н, кг/ч 12ЭН-400 0,41 0,037 0,055 0,005 72 16ЭН-400 0,54 0,05 0,074 0,0064 96 20ЭН-400 0,68 0,062 0,092 0,008 120

9

M788-1068

Продолжение табл. 3.2

Тип аккумуляторной батареи Количество выделяющегося водорода в течение 1 ч мк, мг/ч в конце заряда после прекращения заряда V'H, м3/ч т'н, кг/ч V", м3/ч т”н, кг/ч 2x20x3 ПАСЗ10 0,714 0,064 0,096 0,008 126 210 А-ч 2х20х5ПАС310 1,19 0,107 0,161 0,014 210 350 А-ч

3.5. Количество аэрозоли кислоты, выделяемое из тяговой аккумуляторной батареи с газами, определяется по формуле

М_к =0,015С_нл, мг/ч.

Значение М_к для аккумуляторных батарей указанных выше типов дано в табл. 3.2.

10

M788-1068

4. РАСЧЕТЫ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КАТЕГОРИИ ЗАРЯДНОГО ПОМЕЩЕНИЯ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ТЯГОВЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ

БАТАРЕЙ

4.1.    Согласно действующим в настоящее время требованиям зарядное помещение относится по взрывопожарной и пожарной опасности к категории А, а взрывоопасная зона класса В-16 занимает верхнюю часть зарядного помещения (п. 7.3.42 ПУЭ 6-го изд.). Изложенное противоречит требованиям гл. 7.3 ПУЭ, согласно которой при установленной категории А взрывоопасная зона класса В-Ia должна занимать весь объем помещения, а зона класса В-16 не должна иметь место в этом случае. В 1995 г. были введены в действие разработанные ГУГПС МВД РФ общероссийские нормы НПБ105-95, согласно которым и должно осуществляться категорирование помещений по взрывопожарной и пожарной опасности. Категория помещения определяется в зависимости от значения расчетного избыточного давления взрыва в помещении. При значении последнего, равном или меньшим 5 кПа, зарядное помещение следует относить к категории Д, при давлении более 5 кПа помещение относится к категории А. Согласно ГОСТ Р 51330.9-99 в случае отнесения зарядного помещения к категории А весь объем помещения занимает взрывоопасная зона класса 2 (или В-Ia согласно ПУЭ 6-го изд.), а при отнесении зарядного помещения к категории Д зона 2 (или В-16) занимает лишь верхнюю часть помещения. Таким образом, задача по определению категории зарядного помещения сводится к расчету значения расчетного избыточного давления взрыва, производимому согласно нормам НПБ105-95.

4.2.    Расчеты выполнены для станций технического обслуживания на 5, 10, 15, 25 и 40 электропогрузчиков, для которых институтом Гипропромтрансстрой разработаны типовые проекты при использовании щелочных или кислотных тяговых аккумуляторных батарей. Исходные для расчетов данные приняты из указанных типовых проектов.

Пользуясь приведенными примерами расчетов, проектировщику-электрику не составит труда выполнить подобные расчеты для конкретной станции технического обслуживания с любым набором тяговых щелочных или кислотных аккумуляторных батарей.

4.3.    Расчет категории зарядного помещения при заряде тяговых щелочных аккумуляторных батарей типов 34ТЖН-300 и 34ТЖН-600

Количество батарей и свободный объем зарядного помещения указаны в табл. 4.3.1.

И