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淺談臭氧發(fā)生器的使用和維護(hù)
常州自來(lái)水集團(tuán)公司 王堅(jiān)勇
我公司為解決第二水廠因水源污染而引起的水質(zhì)問(wèn)題，于2000年12月份成功投建了深度處理工程。該系統(tǒng)采用了臭氧消毒工藝，為此我公司進(jìn)口了一臺(tái)瑞士OZONIA公司產(chǎn)的CFL-5型臭氧發(fā)生器，現(xiàn)已運(yùn)行了15840小時(shí)。本文主要就該類(lèi)設(shè)備的使用和維護(hù)謹(jǐn)與大家交流，共同探索新技術(shù)、新設(shè)備在生產(chǎn)上的應(yīng)用。
一、臭氧發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和工作原理
臭氧發(fā)生器主要有原料進(jìn)氣系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、遍壓變頻系統(tǒng)、放電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。原料氣經(jīng)干燥后進(jìn)入放電室，放電室中有五組20根放電管，400V、50Hz的輸入電壓經(jīng)升壓變頻后變?yōu)?000V、900Hz的輸出電壓送至放電管，原料氣中的氧經(jīng)高壓中頻放電后電離為臭氧。放電管為內(nèi)腔的復(fù)合管道，內(nèi)管有非玻璃放電棒與接地不銹鋼內(nèi)殼組成，用于進(jìn)出氣體和放電，外管為不銹鋼管，用于通冷卻水而帶走放電后產(chǎn)生的大量熱量。具體的電離作用公式為：3O2-------2O3
下面是CFL-5型臭氧發(fā)生器的主要技術(shù)參數(shù)：
我公司采用了液化空氣上海有限公司提供的純氧作為原料氣，減少了空壓泵站等附屬設(shè)備，提高了生產(chǎn)效率。
二、臭氧發(fā)生量的調(diào)節(jié)
該機(jī)對(duì)臭氧發(fā)生量的調(diào)節(jié)可以分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種。自動(dòng)調(diào)節(jié)需另配在線儀表與控制系統(tǒng)形成閉環(huán)控制回路。我公司采用了手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式。根據(jù)研究資料，臭氧的產(chǎn)量取決于氣體流量和電流的大小，另外冷卻介質(zhì)的溫度也有一定的影響。由于沒(méi)有在先臭氧濃度測(cè)定儀，所以只能從臭氧反應(yīng)接觸池后取水來(lái)測(cè)定余O3的濃度，根據(jù)實(shí)際需求量來(lái)間接調(diào)節(jié)發(fā)生器。冷卻介質(zhì)我公司采用了本廠的出廠水，水溫常年在5~25
℃之間，一般不便進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此只能通過(guò)改變O2的流量和工作電流的大小來(lái)控制O3的產(chǎn)量。具體的調(diào)節(jié)方法我們參照了OZONIA公司提供的O3產(chǎn)量曲線圖，通過(guò)計(jì)算O2的成本和耗電的電費(fèi)來(lái)獲取最佳的結(jié)合點(diǎn)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索和測(cè)試，我公司已得出了O3發(fā)生量在1kg~5kg時(shí)各點(diǎn)的O2流量及工作電流大小的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。實(shí)踐證明，用這些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)于江低成本、保障產(chǎn)量行之有效。
三、使用和維護(hù)的注意事項(xiàng)
臭氧發(fā)生器的控制面板采用觸模式液晶顯示屏，使用十分方便，設(shè)備的維護(hù)也比較簡(jiǎn)單，但有幾點(diǎn)必須引起足夠重視：
1.保證氣體的干燥
由于O2的電離是用高壓放電，因此必須絕對(duì)保證氣體的干燥，否則會(huì)燒毀放電管。氣體要滿足下列要求：
a.露點(diǎn)<-60℃
b.碳?xì)浠臀锖?lt;15ppm
每次停機(jī)時(shí)間超過(guò)一周，重新開(kāi)機(jī)必須先吹掃系統(tǒng)12小時(shí)，絕對(duì)不可以使水回流到發(fā)生器、干燥機(jī)，亦不可使?jié)窨諝膺M(jìn)入發(fā)生器。
2、保證冷卻水的正常供應(yīng)
冷卻水對(duì)于臭氧發(fā)生器的正常運(yùn)行十分重要，CFL-5型臭氧發(fā)生器的冷卻水必須滿足下列要求：
氯含量 ≤50mg/l
入口溫度 2~30℃
操作壓力 2~6barg
流量 5.5 m3/h
我公司的臭氧發(fā)生器曾經(jīng)因?yàn)槔鋮s水源因發(fā)生兩次故障停機(jī)。第一次是啟用不久，由于施工過(guò)程中雜物進(jìn)入冷卻水管堵在彎頭處，發(fā)生器因冷卻水流量不足而自動(dòng)保護(hù)停機(jī)。另一次是使用一年多后，冷卻水管的Y型過(guò)濾器由于長(zhǎng)期沒(méi)有清洗而堵塞，引起自動(dòng)保護(hù)停機(jī)。可見(jiàn)適宜的冷卻水不僅影響O3的產(chǎn)量，而且是發(fā)生器正常運(yùn)行的必備條件。
3.必須時(shí)刻注意安全
CFL-5型臭氧發(fā)生器是一種十分先進(jìn)的產(chǎn)品，但仍存在著由于使用不當(dāng)、維護(hù)不好、材質(zhì)更換等原因而導(dǎo)致危險(xiǎn)的可能。危險(xiǎn)的來(lái)源有：氧氣、臭氧、機(jī)械為線、電及空氣壓力等，其中氧氣和臭氧優(yōu)易引起危險(xiǎn)。
但臭氧用作原料氣時(shí)，由于其有助燃并加速燃燒的特性（尤其當(dāng)空氣中含量>25%體積），因此如果通風(fēng)不好、設(shè)備內(nèi)部或外部管線泄漏、或打開(kāi)含氧系統(tǒng)都可能使氧濃度上升至危險(xiǎn)的水平。氧濃度升高增加了火警危險(xiǎn)。為此，特別禁止明火，不準(zhǔn)使用油布，與氧接觸設(shè)備不要與油和黃油接觸。
臭氧是一種有毒、有腐蝕性的氣體，它能加劇燃燒，比空氣和氧氣重（可在地面、狹道內(nèi)積集），辛辣且不穩(wěn)定。下面是各種濃度下臭氧會(huì)產(chǎn)生的人體反應(yīng)。
因此，必須對(duì)使用和維護(hù)人員進(jìn)行專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)；限制其他人員進(jìn)入“臭氧區(qū)域”，并懸掛警告牌；提供充足的通風(fēng)，表明逃生通道；在出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)緊急停車(chē)；現(xiàn)場(chǎng)要備合適的呼吸起居；對(duì)所有可能有臭氧的場(chǎng)所進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)。
四、使用后的思考
CFL-5型臭氧發(fā)生器是用近二年來(lái)，應(yīng)該說(shuō)是安全可靠且性能優(yōu)良，維護(hù)工作量亦很少，且自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)良好。但使用和維護(hù)必須嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)的規(guī)范執(zhí)行，稍有不慎便會(huì)引起故障。我公司曾經(jīng)發(fā)生一次故障停機(jī)，自動(dòng)保護(hù)跳閘后顯示原因?yàn)橄到y(tǒng)過(guò)熱，多處查找后都沒(méi)有找到故障點(diǎn)，最后全面檢查后發(fā)生柜體通風(fēng)口的濾網(wǎng)太臟，原來(lái)值班人員在打掃衛(wèi)生后沒(méi)有及時(shí)更換，清洗后重新開(kāi)機(jī)則故障消除。像這樣疏忽就會(huì)引起停產(chǎn)12小時(shí)的損失，實(shí)在值得反思。另外，如果條件允許，可以配置在線監(jiān)測(cè)儀表和安全報(bào)警裝置，這樣操作更加準(zhǔn)確快捷，并且使系統(tǒng)更加安全可靠。
總之，先進(jìn)的設(shè)備必須有合格的技術(shù)人員，輔以科學(xué)的管理方法才能發(fā)揮最佳的效能。
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