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臭氧發生器的國家標準
發表于:2018-01-30 17:51 分享至:

水處理用臭氧發生器
1范圍
本標準規定了水處理用臭氧發生器的分類和規格、結構和材料、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。
本標準適用于生活飲用水、再生水、污水處理用的臭氧發生器。化工氧化、造紙漂白及食品工業消毒殺菌等應用的臭氧發生器可參照執行。
2規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。
GB 150鋼制壓力容器
GB/T 191包裝儲運圖示標志
GB 3095-1996環境空氣質量標準
GB 4208外殼防護等級(IP代碼)
GB/T 6682-2008分析實驗室用水規格和試驗方法
GB 7521.1-2005低壓成套開關設備和控制設備 第1部分:型式試驗和部分型式試驗成套設備
GB/T 13306標牌
GB 13384機電產品包裝通用技術條件
GB 14050系統接地的型式及安全技術要求
GB/T 15438環境空氣 臭氧的測定 紫外光度法
GB 19517國家電氣設備安全技術規范
3術語和定義、符號、縮略語
下列術語和定義、符號、縮略語適用于本標準。
3.1術語和定義
3.1.1
介質阻擋放電dielectric barrier discharge
在被介電體阻隔的電極和放電空間,施加并升高交流電壓產生的氣體放電現象。
3.1.2
臭氧發生單元ozone generation unit
產生臭氧的基本部件,由介電體與被其分隔的電極和放電空間組成。
3.1.3臭氧發生室ozone generation chamber
由單組或多組臭氧發生單元組成的裝置。
3.1.4
臭氧發生器ozone generator
氧氣或空氣通過介質阻擋放電方式產生臭氧所必需的裝置。
3.1.5
臭氧系統ozone system
臭氧發生器、氣源裝置、接觸反應裝置、尾氣處理裝置、監測控制儀表等設備組合的部分或全部。
3.1.6
標準狀態normal temperature and pressure
在溫度T=273.15K(0℃),壓力P=101.325 kPa(標準大氣壓)時的氣體狀態。
注:除非特別指明,本標準中提到的氣體體積、氣體流量以及臭氧濃度均為標準狀態下的值。
3.1.7
臭氧濃度ozone concentration
臭氧發生器出氣中的臭氧含量。
3.1.8
臭氧化氣ozone-containing gas
臭氧發生器產生的含臭氧的氣體。
3.1.9
臭氧產量ozone production rate
臭氧發生器每小時產生的臭氧量。
3.1.10
臭氧電耗specific power consumption of ozone
產生1kg臭氧消耗的電能。
3.2符號
C——臭氧濃度。
D——臭氧產量。
P——臭氧電耗。
3.3縮略語
DBD——dielectric barrier discharge。
NTP——normal temperature and pressure。
4分類和規格
4.1分類
4.1.1按臭氧發生單元的結構形式,分為管式和板式。
4.1.2按介質阻擋放電的頻率,分為工頻(50Hz,60 Hz)、中頻(100 Hz~1000 Hz)和高頻(>1000 Hz)。
4.1.3按供氣氣源,分為空氣型和氧氣型。
4.1.4按冷卻方式,分為水冷卻和空氣冷卻。
4.1.5按臭氧產量,分為小型(5g/h~100g/h)、中型(>100g/h~1000g/h)和大型(>1kg/h)。
4.2規格
4.2.1臭氧發生器額定臭氧產量應符合表1的規定。
表1臭氧發生器額定臭氧產量規格

臭氧發生器類型

單位

規格

小型

g/h

5     10     15     20     25     30     40     50     70     85     100

中型

g/h

200   300    400    500    700    800    1000

大型

kg/h

1.5   2.0    2.5    3.0    4.0    5.0    6.0    7.0    8.0    10     12

15    20     25     30     40     50     60     70     80     100

氣源種類

供氣壓力MPa

常壓露點 ℃

氧氣濃度體積分數

空氣

≥0.2

≤-55

21%

空氣PSA/VPSA制氧

<1m3/h

≥0.1

≤-50

≥90%

≥1m3/h

≥0.2

≤-60

≥90%

液氧

≥0.25

≤-70

≥99.6%

 

臭氧產量

臭氧濃度g/m3

臭氧電耗kW·h/kg

空氣源

(按4.2選定)

25

≤18

氧氣源

(按4.2選定)

100

≤9

(按4.2選定)

150

≤11

注1:大型臭氧發生器的額定功率因數(cosφ)不應小于0.92。

注2:小型臭氧發生器產品額定技術指標可適當降低。

4.2.2生產、訂購應優先選用規格系列產品,特殊情況宜按相鄰規格中間值選定。
5結構和材料
5.1結構
5.1.1臭氧發生器由臭氧發生室、臭氧電源、冷卻裝置、控制裝置與儀表等組成。
5.1.2臭氧發生器結構應滿足不同應用條件的外接臭氧系統設備連接要求。
5.1.3屬于壓力容器的臭氧發生室應按壓力容器要求進行設計、加工、檢驗,并提供壓力容器檢測認證的原始文件。
5.1.4臭氧發生室的外觀不應有機械損傷,對于尖銳傷痕及表面腐蝕等缺陷均應修復,修復深度不應大于板厚的5%,修復斜度不小于1/3,否則應補焊,焊縫應光滑平整。
5.1.5臭氧發生器應在合理位置設置流量、壓力、溫度等檢測儀表,檢測臭氧化氣流量。應根據儀表系數與被測氣體密度的關系,確定流量儀表的設置位置(在臭氧發生室進氣端或出氣端)。
5.1.6臭氧發生器應在合理位置設置有關的閥門、儀表等,實現臭氧化氣流量的調節。
5.1.7臭氧發生器所用電氣設備的設計應符合GB 19517的規定。
5.1.8大、中型臭氧發生器電源柜防護等級應符合GB 4208的規定,不應低于IP44。
5.1.9大、中型臭氧發生器電氣設備的功率應能根據需要進行調節。
5.2材料
5.2.1臭氧發生單元介電體應采用絕緣強度高、耐臭氧氧化的玻璃、搪瓷、陶瓷等材料,或其它已經證明同樣適用的材料。
5.2.2裸露于放電環境中的臭氧發生單元金屬電極應采用022Cr17Ni12Mo2(S31603)等耐晶間腐蝕的奧氏體不銹鋼、鈦等耐臭氧氧化材料,或其它已經證明同樣適用的材料。
5.2.3臭氧發生室、管道、控制閥門、測量儀表等接觸臭氧的零部件應采用耐臭氧氧化的材料。
5.2.4臭氧發生器連接用的密封圈、墊片等接觸臭氧部件應使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟橡膠等耐臭氧氧化材料,或者其它已經證明同樣適用的材料。
6要求
6.1環境條件
6.1.1臭氧發生器額定技術指標檢測的環境條件要求:
a)環境溫度20℃±2℃,相對濕度不高于60%;
b) 冷卻水進水溫度22℃±2℃。
6.1.2臭氧發生器正常工作條件要求:
a)環境溫度不高于45℃,相對濕度不高于85%;
b)冷卻水進水溫度不大于35℃。
6.2供氣氣源
6.2.1臭氧發生器對各類氣源要求參見表2。
表2供氣氣源指標
6.2.2應在臭氧發生器進氣端配置精度不低于0.1μm的過濾裝置。
6.3冷卻水
6.3.1直接冷卻臭氧發生器的冷卻水應滿足以下條件:pH值不小于6.5且不大于8.5,氯化物含量不高于250mg/L,總硬度(以CaCO3計)不高于450mg/L,渾濁度(散射渾濁度單位)不高于1NTU。
6.3.2大型臭氧發生器宜采用閉式循環冷卻系統。
6.4額定技術指標
臭氧發生器的額定技術指標按標準狀態(NTP)計算,應符合表3的規定。
表3額定技術指標
6.5壓力部件
臭氧發生室的安全閥、控制器件在臭氧發生器工作壓力超過最高允許工作壓力時,應及時可靠動作,保證安全,與壓力有關的儀器、部件應提供合格證書。
6.6氣密性
臭氧發生室應滿足強度、剛度要求并保證氣密性要求,應符合GB 150的規定。
6.7穩定性
臭氧發生器運行4h后,在設計的額定功率及進氣流量的工況下,2h內臭氧濃度與臭氧電耗的變動值不應超過5%。
6.8臭氧泄漏
臭氧發生器在最高允許工作壓力與額定功率時的臭氧泄漏量應符合GB 3095-1996的規定,1h平均臭氧濃度值不超過0.20mg/m3。
6.9調節性能
對于大、中型臭氧發生器,臭氧產量的調節和控制范圍應為10%~100%。
6.10電氣
臭氧發生器應采用適當的絕緣保護和直接、間接接觸保護措施防止電擊危險,應注重防止高壓電擊危險。
6.10.1臭氧發生器殼體、電源柜、防護網均應可靠接地,接地應符合GB 14050的規定。
6.10.2電路應通過介電強度試驗和絕緣電阻驗證確認其絕緣保護可靠有效。
6.10.3電源柜內任何帶電部件只有在下列情況下才能被觸及:
—— 借助于鑰匙或工具;
—— 通過聯鎖開關斷開電源后。該開關在打開保護罩后即起作用。
6.10.4大、中型臭氧發生器的電源柜應設置緊急斷電開關。
6.10.5電源柜至臭氧發生室的高壓電纜應具備相應等級的絕緣,并宜采用可靠的屏蔽措施;高壓接頭應設置可靠的防護罩。
7試驗方法
7.1臭氧濃度測定
應采用碘量法(化學法)或紫外吸收法(儀器法)測定臭氧濃度,碘量法(化學法)作為仲裁方法。臭氧濃度測定方法應按附錄A的規定進行。
7.2臭氧產量測定
7.2.1方法
同時測定臭氧發生器的臭氧濃度及臭氧化氣流量,計算臭氧濃度數值與臭氧化氣流量(標準狀態)數值的乘積,即為臭氧產量數值。
7.2.2計算式
臭氧產量按式(1)計算。
………………………………(1)
式中:
D—— 臭氧產量,g/h,大型臭氧發生器的臭氧產量通常換算成kg/h表示;
C—— 臭氧濃度,g/m3或mg/L,本標準采用標準狀態下的質量體積濃度;
Q—— 臭氧化氣流量,m3/h。
7.2.3臭氧化氣流量測定
大、中型臭氧發生器使用的氣體流量計、壓力表的準確度不應劣于1.5級,溫度計的準確度應在±0.2℃以內。測得的氣體流量值應按流量計的種類進行溫度壓力修正計算,得到標準狀態的流量值。
流量計安裝在臭氧發生室進氣端的,應將氣體流量值換算為出氣端臭氧化氣流量。具體修正公式及參數參見附錄B。
7.3臭氧電耗測定
通常臭氧電耗僅涉及臭氧發生器自身從供電電網獲取的電能,不包括氣源制備和其他間接用電量。
7.3.1方法
同時測定臭氧發生器的臭氧產量及其取自供電電網的有功功率,計算此電功率與臭氧產量的比值即為臭氧電耗。
7.3.2計算式
臭氧電耗按式(2)計算。
………………………………(2)
式中:
P—— 臭氧電耗,kW·h/kg;
W—— 有功功率,kW;
D—— 臭氧產量,kg/h。
7.3.3測定要求
7.3.3.1臭氧產量按7.2的規定測定。
7.3.3.2有功功率可用模擬式(指針)功率表或數字式功率表,也可采用多功能電量表的有功功率檔測得,其準確度不應劣于0.5級。
7.3.3.3當臭氧發生器的臭氧產量穩定時,可用電能表(電度表)測臭氧發生器在一段時間內消耗的有功電能量,此電能量與所用時間的比值為有功功率值。
7.3.3.4大、中型臭氧發生器應同時測量功率因數。
7.4額定技術指標和性能參數
臭氧發生器的額定技術指標檢測應符合6.1.1要求。臭氧發生器應在設計的額定功率及進氣流量的工況下運行。
臭氧濃度按7.1檢測,臭氧產量按7.2檢測,臭氧電耗按7.3檢測。
檢測報告格式參見附錄C。
7.5壓力檢測
臭氧發生室壓力檢測應符合GB 150的規定。
7.6氣密性
臭氧發生室氣密性應符合GB 150的規定。
7.7穩定性
臭氧發生器運行4h后,在設計的額定功率及進氣流量的工況下,2h內至少測定5次(時間平均分布)臭氧濃度和電耗,測定值中最大值與最小值的差除以平均值,所得結果即為變動值。
7.8臭氧泄漏
按GB/T 15438測定。在放電室出口端1.0m范圍、1.0m高度檢測臭氧泄漏量。
7.9調節性能
改變臭氧發生器進氣流量和功率,按照7.2的方法測定臭氧產量,測試臭氧產量的調節范圍。
7.10電氣
按GB 7521.1-2005中8.2.2條進行低壓電路的介電強度試驗,并按8.3.4條進行絕緣電阻驗證。
8檢驗規則
臭氧發生器的檢驗分為出廠檢驗和型式試驗兩類。
8.1出廠檢驗
8.1.1臭氧發生器出廠前應逐臺進行檢驗,檢驗合格并簽發產品合格證后方可出廠。
8.1.2檢驗項目
a)外觀。
b)管道、儀表與控制器件裝配質量。
c)屬于壓力容器的部件應提供質量證明文件。
d)氣體管路安裝的儀表,調節、控制器件應附帶資質合格證書。
e)密封性能。
f)電氣安全性能。
g)技術性能(包括臭氧濃度、產量、電耗等)。
8.2型式試驗
8.2.1當有下列情況之一時進行型式試驗:
a)新產品及新規格產品定型或老產品轉廠生產。
b)產品的結構、工藝及主要材料有較大改變,可能影響產品性能。
c)連續停產一年以上恢復生產。
d)產品正常生產,每三年進行一次型式試驗。
e)國家質量監督機構提出型式試驗要求。
8.2.2檢驗項目:本標準第6章規定的項目。
8.2.3抽樣方法:小型臭氧發生器隨機抽檢2臺~3臺,大、中型臭氧發生器隨機抽檢1臺。
8.2.4判定規則
8.2.4.1對檢驗項目全部合格的,判定為合格產品。
8.2.4.2對檢驗項目中任一項經檢驗不合格,則需加倍抽檢,仍有不合格者判定為不合格產品。
9標志、包裝、運輸和貯存
9.1標志
9.1.1臭氧發生器應在醒目位置安裝標牌,標牌應符合GB/T 13306的規定。
9.1.2標牌內容應包括:
a)生產企業;
b)產品名稱、型號、編號;
c)生產日期;
d)氣源種類與露點溫度要求;
e)允許最高工作壓力和最低工作壓力(表壓):MPa;
f)額定指標:臭氧產量:g/h(kg/h)
臭氧濃度:g/m3或mg/L
臭氧電耗:kW·h/kg;
g)供電要求:相數
頻率:Hz
電壓:V
電流:A;
h) 工作質量:kg。
9.2包裝
9.2.1包裝的技術要求應符合GB/T 13384的規定。
9.2.2包裝箱外的標志應符合GB/T 191的規定。
9.2.3大型臭氧發生器的附件、備件宜另行包裝。
9.2.4隨機文件應包括:
a)裝箱單;
b)使用說明書;
c)特殊要求(如壓力)檢測文件;
d)出廠檢測報告書;
e)備件、附件清單。
9.3運輸
臭氧發生器在裝運過程中不應翻滾、碰撞。
9.4貯存
臭氧發生器應貯存在清潔干燥的倉庫內。
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