浅谈臭氧发生器的使用和维护

常州自来水集团公司 王坚勇
　

    我公司为解决第二水厂因水源污染而引起的水质问题，于2000年12月份成功投建了深度处理工程。该系统采用了臭氧消毒工艺，为此我公司进口了一台瑞士OZONIA公司产的CFL-5型臭氧发生器，现已运行了15840小时。本文主要就该类设备的使用和维护谨与大家交流，共同探索新技术、新设备在生产上的应用。

一、臭氧发生器的结构和工作原理

    臭氧发生器主要有原料进气系统、干燥系统、遍压变频系统、放电系统、冷却系统和控制系统组成。原料气经干燥后进入放电室，放电室中有五组20根放电管，400V、50Hz的输入电压经升压变频后变为4000V、900Hz的输出电压送至放电管，原料气中的氧经高压中频放电后电离为臭氧。放电管为内腔的复合管道，内管有非玻璃放电棒与接地不锈钢内壳组成，用于进出气体和放电，外管为不锈钢管，用于通冷却水而带走放电后产生的大量热量。具体的电离作用公式为：3O2-------2O3

下面是CFL-5型臭氧发生器的主要技术参数：



    我公司采用了液化空气上海有限公司提供的纯氧作为原料气，减少了空压泵站等附属设备，提高了生产效率。

二、臭氧发生量的调节

    该机对臭氧发生量的调节可以分为自动和手动两种。自动调节需另配在线仪表与控制系统形成闭环控制回路。我公司采用了手动调节的方式。根据研究资料，臭氧的产量取决于气体流量和电流的大小，另外冷却介质的温度也有一定的影响。由于没有在先臭氧浓度测定仪，所以只能从臭氧反应接触池后取水来测定余O3的浓度，根据实际需求量来间接调节发生器。冷却介质我公司采用了本厂的出厂水，水温常年在5~25 ℃之间，一般不便进行调节，因此只能通过改变O2的流量和工作电流的大小来控制O3的产量。具体的调节方法我们参照了OZONIA公司提供的O3产量曲线图，通过计算O2的成本和耗电的电费来获取最佳的结合点。经过一段时间的摸索和测试，我公司已得出了O3发生量在1kg~5kg时各点的O2流量及工作电流大小的经验参数。实践证明，用这些经验参数进行手动调节对于江低成本、保障产量行之有效。

三、使用和维护的注意事项

    臭氧发生器的控制面板采用触模式液晶显示屏，使用十分方便，设备的维护也比较简单，但有几点必须引起足够重视：

1.保证气体的干燥

    由于O2的电离是用高压放电，因此必须绝对保证气体的干燥，否则会烧毁放电管。气体要满足下列要求：

a.露点<-60℃

b.碳氢化和物含量<15ppm

    每次停机时间超过一周，重新开机必须先吹扫系统12小时，绝对不可以使水回流到发生器、干燥机，亦不可使湿空气进入发生器。

2、保证冷却水的正常供应

    冷却水对于臭氧发生器的正常运行十分重要，CFL-5型臭氧发生器的冷却水必须满足下列要求：

氯含量 ≤50mg/l

入口温度 2~30℃

操作压力 2~6barg

流量 5.5 m3/h

    我公司的臭氧发生器曾经因为冷却水源因发生两次故障停机。第一次是启用不久，由于施工过程中杂物进入冷却水管堵在弯头处，发生器因冷却水流量不足而自动保护停机。另一次是使用一年多后，冷却水管的Y型过滤器由于长期没有清洗而堵塞，引起自动保护停机。可见适宜的冷却水不仅影响O3的产量，而且是发生器正常运行的必备条件。

3.必须时刻注意安全

    CFL-5型臭氧发生器是一种十分先进的产品，但仍存在着由于使用不当、维护不好、材质更换等原因而导致危险的可能。危险的来源有：氧气、臭氧、机械为线、电及空气压力等，其中氧气和臭氧优易引起危险。

    但臭氧用作原料气时，由于其有助燃并加速燃烧的特性（尤其当空气中含量>25%体积），因此如果通风不好、设备内部或外部管线泄漏、或打开含氧系统都可能使氧浓度上升至危险的水平。氧浓度升高增加了火警危险。为此，特别禁止明火，不准使用油布，与氧接触设备不要与油和黄油接触。

    臭氧是一种有毒、有腐蚀性的气体，它能加剧燃烧，比空气和氧气重（可在地面、狭道内积集），辛辣且不稳定。下面是各种浓度下臭氧会产生的人体反应。



    因此，必须对使用和维护人员进行专门培训；限制其他人员进入“臭氧区域”，并悬挂警告牌；提供充足的通风，表明逃生通道；在出现危险时能实现紧急停车；现场要备合适的呼吸起居；对所有可能有臭氧的场所进行环境监测。

四、使用后的思考

    臭氧发生器是用近二年来，应该说是安全可靠且性能优良，维护工作量亦很少，且自动保护系统良好。但使用和维护必须严格按照说明书的规范执行，稍有不慎便会引起故障。我公司曾经发生一次故障停机，自动保护跳闸后显示原因为系统过热，多处查找后都没有找到故障点，最后全面检查后发生柜体通风口的滤网太脏，原来值班人员在打扫卫生后没有及时更换，清洗后重新开机则故障消除。像这样疏忽就会引起停产12小时的损失，实在值得反思。另外，如果条件允许，可以配置在线监测仪表和安全报警装置，这样操作更加准确快捷，并且使系统更加安全可靠。

    总之，先进的设备必须有合格的技术人员，辅以科学的管理方法才能发挥最佳的效能

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