臭氧发生器在海洋馆中的应用课件

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1、臭氧发生器在海洋馆中的应用,主讲人：孔庆慧 2018年5月8日,如何提高臭氧在海洋馆维生系统中的效率,目前国内海洋馆中臭氧的使用存在下列问题： A.实际产量不够 B.使用效率低，没有充分发挥作用 C.使用寿命短，故障率高 D.臭氧选型与它的配套设施（蛋白分离器，臭氧反应罐，脱气塔）不匹配。,针对上述问题，在这里与大家共同探讨。,一、臭氧系统的构成： 1.气体前处理部分（四种） A.空气源方式（正压，负压两种方式）,负压方式：带露点分析仪的热再生空气干燥器（见下面图片）,工作原理：,通过露点仪表设定的露点值，自动控制干燥器内部两组发生筒的加热及再生。从而使得进入臭氧发生器的露点值小于-55度。

2、内部组成：风机，风扇，电磁阀，加热棒，分子筛，露点仪表及露点传感器。 环境要求：100%湿度以下可以正常工作。 室内温度：20-25度。,空气干燥器内部构造图内部组成：风机，风扇，电磁阀，加热棒，分子筛，露点仪表及露点传感器。,工作形式：两组发生筒交替切换工作 运行状态时，风机，加热棒都不工作，风扇正常工作。 加热状态时，风机，加热棒工作，加热的发生筒风扇不工作，不加热的工作。 再生状态时，风机，加热棒都不工作，风扇正常工作。 三种状态下，电磁阀正常切换工作。 维护保养：1.观察风机，风扇。露点仪表及电磁阀的运行情况。 如露点仪表数值异常，检查加热棒是否损坏，检查电磁阀内是否有小分子筛颗粒。

3、2.建议三个月检查一次电磁阀，加热棒，风机，风扇。 3.建议六个月校正一下露点仪表。 4.分子筛建议根据实际情况5年开始分批更换。 5.加热棒正常使用，5年后开始更换。,正压方式：见图一(核心要点：除湿干燥机，露点仪表）,设备选型：建议增加微热除湿干燥机，增加露点仪表。 目前海洋馆使用的国内臭氧设备，在选择气体前处理设备时，有很多都忽视了除湿干燥机及露点仪表，这种方式会出现以下情况： 刚出厂时，冷干机后的气体露点值在-40至-45度，3-6个月后露点值在-20度左右，6个月以上在-10度左右。 这种情况出现后，会使臭氧发生器的产量下降，设备不能百分百开启，甚至设备损坏。因此，建议在前期设备选型

4、时，增加微热除湿干燥机，增加露点仪表。增加上后，露点值可以达到-50至-70度。保证设备产量，同时提高设备使用寿命。,B.氧气源方式 (制氧机，液态氧,纯度93%）设备选型时：建议增加微热除湿干燥机，增加露点仪表。氧气源方式：见图二,C.进气露点与臭氧产量对照表（100G/H的臭氧发生器）：见图三,重要事项：,1.进气露点值是影响臭氧产量的主要因素 2.进气露点值的高低同时也影响臭氧设备使用寿命 3.进气为氧气源时，需要注意氧气源的纯度（大于等于93%） 4.正压进气方式可以改成负压进气方式。见图四 抚顺建荣及长沙海底世界目前部分采用这种方式,2.臭氧高压变压器(注意温度保护开关）A.油浸式高

5、压变压器（工频，变频）：,A.油浸式高压变压器（工频，变频）： 油浸式变压器冷却方式： 油冷却（小发生量） 油冷却+风冷却（中型发生量） 油冷却+水冷却（大型发生量） B.干式高压变压器（工频）：风冷 工频：是指频率不变，在国内一般是50HZ。（调幅方式调压） 变频：是指变压器频率在0-200HZ变化。 （调频方式调压）,重要提示：,1.高压变压器的温度控制是影响变压器使用寿命及臭氧产量的主要因素之一，因此控制好变压器的温度非常重要。 2.采用变频变压器是一种很好的节能方式。 3.臭氧发生部分：变频器+高压变压器+臭氧发生筒 A. PC材质透明发生筒：便于观察，维护保养成本低 B.不锈钢材质发

6、生筒：不便于观察，维护保养成本高,4.操作指示部分,4.操作指示部分,A. 低气量报警(低进气量，影响臭氧产量） B. 低冷却水流量报警（低冷却水流量，影响冷却水水温及臭氧产量） C.高冷却水压力报警 （压力大，影响发生筒密封） D. 高冷却水温度报警 （温度高，影响发生筒内设备使用寿命） E.发生筒泄漏报警 （影响发生筒内设备使用寿命及产量） F.高压故障报警（保护变频器及变压器） G.高进气露点报警（露点高，影响臭氧产量及设备使用寿命） H. 臭氧泄漏报警 （安全防护措施） I.门开关报警 （安全防护措施）,5.外部信号控制部分,A.根据进气量的多少控制臭氧发生量（一台设备对多个水池） 通

7、过臭氧气体流量控制器（4-20MA）信号控制臭氧产量。 B.根据ORP仪表输入信号控制臭氧产量。,带流量监视器ORP仪表（图五）,C.臭氧泄漏报警仪（两种）：渗透膜法臭氧泄漏报警仪 紫外光法臭氧泄漏报警仪,臭氧泄漏报警仪是对操作者的一种保护措施。作为设计者，这种设计是非常好的。但在实际使用过程中，如是负压的臭氧系统，这个设备用处不大，使用单位可以根据实际情况选择。,D.臭氧控制器： 控制及监测臭氧产量，启停,臭氧控制器：,根据进出水ORP数值的不同分别调整臭氧产量或启动关停臭氧发生器。同时把采集的ORP，流量信号传给控制中心。 实际使用过程中，如果不需要采集及传输信号，可以不用臭氧控制器。可以

8、同时用两块进出水ORP仪表实现控制发生量及臭氧启停功能。其中进水ORP仪表（4-20MA信号）控制臭氧发生量，出水ORP仪表（无源触点信号），控制臭氧启停。,E.信号分配器：对于大型维生系统，一台进水ORP仪表的4-20MA信号。可以通过信号分配器传到两台或三台臭氧发生器，实现全自动控制。 F.流程臭氧控制器：对于来自ORP仪表的信号进行采集处理，通过自身的比例-积分-微分设定，控制臭氧发生量。,重要提示：,1.建议ORP仪表增加水流量监视装置，防止没有水流时错误的ORP数值控制臭氧产量过量，影响水中生物安全 2.建议水池进出水各设一块ORP仪表。其中进水ORP仪表控制臭氧发生量，回水ORP仪

9、表控制臭氧启停。 3.一台臭氧带几个系统建议采用根据进气量多少控制臭氧产量的控制方式。 4.ORP仪表建议一个月校正一次。,维护保养：,1.观察进气露点值，进气量，进水量，发生筒亮度，变频器数值，臭氧发生量数值，发生筒冷却水水质。 2.检查变压器温度开关，冷却水温度开关，发生筒泄漏报警开关，进气量开关，进水量开关，冷却水压力开关，门开关，电磁阀，变频器风扇，柜体内风扇等。建议三个月检查一次。 3.臭氧发生器需要更换的备件，主要指臭氧发生筒内的备件，正常使用，5年以后考虑更换，其中电极10年。 设备环境要求：要求环境温度在20-25度,6.臭氧尾气破坏系统(两种形式）,A. 活性炭形式尾气破坏器

10、（只适用用于臭氧反应罐） B.自动排气阀：实现气水分离（适用于臭氧反应罐）,C. 加热催化形式尾气破坏器（图六）,臭氧尾气破坏器组成：,除雾器：除去对催化因素有害的泡沫及水滴 催化筒：臭氧尾气转化成氧气 鼓风机: 吸入蛋白分离器，臭氧反应罐，脱气塔内的臭 氧尾气 温度计 真空计 维护保养：观察温度计，风机，加热棒工作情况。,重要提示：,1.臭氧尾气破坏器是脱气塔设计中方式不可缺少的重要设备 2.臭氧尾气破坏器是未来海洋馆中不可缺少的设备之一。 减少溢流出来臭氧对人体的伤害 减少溢流出来臭氧对养殖生物的伤害 3.案例一的方式，是一种常用的方式。案例二的方式是一种应急的方式，提高臭氧在蛋白分离器中

11、的停留时间，会很好的解决这个问题。,案例一：臭氧尾气破坏器应用于脱气塔 （图七）,案例二：臭氧尾气破坏器应用于蛋白分离器 （图八）,影响臭氧产量的因素（核心要点）：,进气量（空气源设备1M3/H空气产生20G/H臭氧），进气露点，冷却水温度，电压，进气纯度（主要指氧气源） 重要提示： 臭氧发生器产量仪表显示的数值只是电压满足要求，不代表真实的产量值，实际产量还需要考虑上述其它因素。,二、臭氧投加系统（非常重要）,臭氧投加系统这个地方国内很多海洋馆都有选型问题。 以下举例说明： 文丘里射流器及文丘里泵的选择（见图九） 进口压力：是指文丘里泵的扬程 出口压力：是指文丘里泵与蛋白分离器出水的高度差或

12、指文丘里泵与脱气塔中臭氧反应室最高水位差,选型举例：,以100G/H的臭氧投加计算 1M/H空气产生20G/H臭氧（空气源设备） 100G/H臭氧需要5M/H空气 蛋白分离器出水高度与文丘里泵高度差2.5M 根据下列表格参数，选择1584的射流器，选择扬程20M,流量12M/H的文丘里泵，气体流量为：92升/分钟X60分钟/1000=5.5M/H. 满足臭氧进气要求。,文丘里射流器及文丘里泵的选择（图九）,重要提示：,1.文丘里泵及轴封要选择耐臭氧腐蚀的材质(FPM或PTFE) 2.文丘里射流器选择PVDF材质 3.进入蛋白分离器中的空气量计算参考臭氧计算方式 4.进入脱气塔中臭氧量的计算方式

13、与蛋白分离器相同 5.关键问题是文丘里泵与出水水面的高度差,防倒流装置-臭氧真空停滞管（图十）截留以及止水的防倒流装置，以防流程水倒吸入臭氧发生器内,重要提示：,臭氧气体的管路及阀门材质： 硬管管路建议采用1.6MPA的UPVC或CPVC,国标或美标管路。 软管管路建议采用PVDF材质管路。 臭氧气体阀门建议采用FPM材质O型圈的阀门，活接等。,三、臭氧混合反应系统1.蛋白分离器（见下图） 蛋白分离器的有效容积（注意净高）,臭氧停留时间：鱼类2-3分钟，动物3-5分钟 臭氧停留时间的计算： RH=QT R=蛋白分离器半径 H=蛋白分离器有效高度 Q=蛋白分离器每分钟进水量 T=臭氧停留时间（分

14、钟） 蛋白分离器文丘里泵的选择： 1.泵的流量不能超过蛋白给水泵的30% 2.泵的其它参数需要与文丘里射流器配套 注意事项： 1.蛋白分离器的选择需要根据臭氧的停留时间选型。 2.一台臭氧对应几个蛋白分离器时，建议每个蛋白都要配备臭氧流量计及空气流量计。 3.蛋白分离器有效高度的选择是最关键的因素。,2.脱气塔（见下图）,脱气塔：水族馆中脱气塔的作用,A.杀灭细菌，降解有机物 B.提升水中氧气含量，增加溶解氧 C.去除参与的部分臭氧 D.降解水中的二氧化碳含量 E.去除饱和的氮气 F.去除挥发性有机碳,重要提示：,1.臭氧停留时间，建议5-8分钟 2.臭氧投加量的计算，注意考虑文丘里泵的实际扬

15、程。 3.建议脱气塔内通空气。 4.脱气塔塔中的填料，并不是为了培养菌类，只是为了增加气液接触面积，增加水中的溶解氧。因为当ORP值大于450MV时，大部分菌类都会被杀死。,3.臭氧反应罐,建议臭氧气体在反应罐中的停留时间为3-5分钟。 臭氧反应罐大小计算与蛋白分离器相同。,四臭氧发生器在维生系统中的应用（四种）,1.以蛋白分离器为臭氧主要投加点（见原理图一） 2.以臭氧反应罐为臭氧主要投加点(原理与第一种方式相同） 3.以脱气塔为主要投加点，蛋白分离器为辅助投加点。（见原理图二） 4.过滤后的水以紫外消毒为主，臭氧消毒只用于蛋白分离器或臭氧反应罐，蛋白分离器只做辅助投加点。一般是在上回水大于

16、下回水时，采用这种方式 。（见原理图三）,重要提示：,1.上述四种方式都是正确的。关键要考虑性价比的问题,这个需要根据实际情况选择。 2.第一种，第二种方式主要是采用生化池或曝气池方式混合臭氧，这种方式需要注意两个问题，一是臭氧在蛋白分离器内的停留时间，臭氧反应时间短，大部分臭氧会从蛋白分离器上部溢出，气味很大，影响生物及操作人员健康，同时水池中ORP值低，影响展示及养殖效果。二是混合时间短，臭氧没有充分反应，会出现进入水池中水的ORP不均匀，同时也会有臭氧气味溢出。 3. 第三种方式是目前新建的大场馆比较流行的设计。从目前的使用来看，效果还是不错的。 4.第四种方式也是目前新建的大场馆的一种设计方式之一，这种设计对于室外的场馆是非常好的设计（UV对于除藻是非常好的选择）。但是对于室内场馆，大家需要考虑一个运行成本的问题。（蛋白泵及文丘里泵的电耗，UV灯管频繁更换的费用）,维生系统工作原理,以上是我们对于目前国内海洋馆维生系统臭氧应用方面的一点心得，供大家参考。其中一些不妥之处，请大家给予指出，希望我们共同探讨，共同进