关于臭氧发生器厂房电气设备的选择

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术2016年26期255关于臭氧发生器厂房电气设备的选择孙芳中石化南京工程有限公司，江苏南京210011摘要：臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快，对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染，因此饮用水杀菌消毒中臭氧有着及为广泛的应用；同时污水处理包括城市污水、工业污水与医疗污水的处理，主要目的为杀菌消毒、去除污染物质并脱色除味以达到排放标准。本文就水处理厂中臭氧发生器厂房电气设备的选用提出不同的看法并作简要的阐述。关键词：臭氧；厂房；电器设备中图分类号：TM08文献标识码：A文章编号：1671-5519(2016)26-0255-01臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快，对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染，因此饮用水杀菌消毒中臭氧有着及为广泛的应用；同时污水处理包括城市污水、工业污水与医疗污水的处理，主要目的为杀菌消毒、去除污染物质并脱色除味以达到排放标准。本文就水处理厂中臭氧发生器厂房电气设备的选用提出不同的看法并作简要的阐述。臭氧（O₃）又称为超氧，是氧气（O₂）的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧主要存在于距地球表面20～35公里的同温层下部的臭氧层中。在常温常压下，稳定性较差，可自行分解为氧气。臭氧具有青草的味道，吸入少量对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害（不可燃，纯净物）氧气通过电击可变为臭氧。臭氧的氧化作用导致不饱和的有机分子的破裂。使臭氧分子结合在有机分子的双键上，生成臭氧化物。臭氧化物的自发性分裂产生一个羧基化合物和带有酸性和碱性基的两性离子，后者是不稳定的，可分解成酸和醛。其反应式为：2O3→3O2+285kJ由于分解时放出大量热量，故当其含量在20%以上时，很容易爆炸。《室外给水设计规范GB50013-2006》9.9.19条规定在设有臭氧发生器的建筑内，其用电设备必须采用防爆型。目前设计行业对于水污处装置臭氧发生器厂房均按此规范执行。笔者认为臭氧产生的爆炸是在自发性分裂的化学反应过程中释放的大量热量引起的爆炸，与电气设备是否采用防爆没有关联。石化工程中，爆炸性气体及粉尘危险区当爆炸性气体、粉尘达到一定浓度时选用防爆电气设备是因为电气设备在运行中产生的大量热量、电火花达到爆炸性气体、粉尘的引燃温度引起的爆炸，因此对电气设备防爆选择型式做出要求，以限制电气设备的发热量、电火花与爆炸性危险介质的接触。北京市市政工程设计研究有限公司技术质量部曾对《室外给水设计规范GB50013-2006》9.9.19条申请条文解释，《室外给水设计规范》国定标准管理组给以回复9.9.19条文规定的条文解释如下：1.“在设有臭氧发生器的建筑内，其用电设备必须采用防爆型”系指采用氧气源的设有臭氧发生器的建筑内的照明、起吊（如有）和通风等设备必须采用防爆型，而臭氧发生器及其附带的所有系统设备（包括供电单元、空压机和冷却系统以及各种电驱动阀门和仪器仪表等）不必采用防爆型。2.建筑内的照明、起吊（如有）和通风等设备可按《爆炸危险环境电动装置设计规范》GB50058-2014第3章所对应的2区选型。目前德国威德高、瑞士奥宗尼亚、青岛国林、日本三菱、日本富士等行业排名前五品牌及其他国产臭氧设备，在我国石化、煤化工、电力、市政净水厂、市政污水厂等所有国内项目现场都没有防爆，臭氧发生器制造行业臭氧发生室设备本身也无法做到防爆产品设计。目前设计单位一般采取以下措施应对氧发生器厂房的防爆问题：氧气源大型臭氧设备将臭氧电源柜车间与臭氧发生室车间隔离以让臭氧设备将臭氧电源柜在臭氧发生器厂房之外，臭氧发生器厂房内与臭氧发生器系统无关的照明、动力系统采用防爆型灯具、插座、开关、电动机、操作箱等；氧气为助燃气体，周围不得有挥发型有机物存在，臭氧用变压器不能采用油浸式（有漏油、燃烧、爆炸风险）。臭氧属于有害气体，浓度为6.25×10-6mol/L（0.3mg/L）时，对眼、鼻、喉有刺激的感觉；浓度（6.25-62.5）×10-5mol/L（3～30mg/L）时，出现头疼及呼吸器官局部麻痹等症；臭氧浓度为3.125×10-4～1.25×10-3mol/L（15～60mg/L）时，则对人体有危害。因此，臭氧浓度的允许值定为4.46×10-9mol/L（0.1ppm）8h。卫生部规定臭氧最高允许浓度为0.3mg/m³（0.15ppm）。在水处理项目中通常安装臭氧泄漏报警仪，当臭氧泄露超标时，系统根据检测信号来决定输出报警、启动排气风扇或停机，以限制臭氧发生器厂房内臭氧的浓度。《生活饮用水净化用臭氧系统设备选型指南》，“十一五”项目编写，通过建设部组织专家审查，2013年7月公开发行。《指南》P51明确说明“臭氧爆炸是被高度关注的问题，只有在臭氧浓度高达225-300g/m3（15-20%，w/w）爆炸才有可能。对此科学文献早有论述，最近日本标准也已确认。因此，在200g/m3以下浓度，发生器及相关设备应用臭氧不存在爆炸危险也无需按防爆标准设计、生产”。综合以上情况，根据国内外水处理厂臭氧发生器装置的设计及运行经验，结合臭氧发生器系统电气设备供应情况，对《室外给水设计规范GB50013--2006》第9.9.19条笔者提出质疑。根据水处理厂臭氧发生器系统的相关标准规范并分析臭氧的气体性质，综合考虑臭氧发生器厂房内较为完善的实时监测及控制系统，以及臭氧发生器的内外部运行条件，认为水处理厂臭氧发生器厂房的爆炸危险性较低，当空气中臭氧浓度较低时，可按照进行非防爆危险区域电气设计。参考文献[1]张海学.浅谈工厂厂房建筑物防雷接地及仪表电气设备的接地[J].黑龙江科技信息，2014（31）：92.[2]张建华.岩滩水电站扩建工程地下厂房电气一次设备布置浅析[J].广西电业，2012（1）：89-90.[3]郑世红.浅议化工企业防爆厂房电气设计的安全措施[J].中国化工贸易，2011，03（8）：28.[4]郭锐.LED光源在工业厂房电气设计中的应用研究[J].建设科技，2013（12）：91-92.[5]李明睿，朱天宇，彭阳阳.一种基于DSP控制的臭氧发生器电源[J].电子测试，2013（7）：5-7.[5]张建华.岩滩水电站扩建工程地下厂房电气一次设备布置浅析[J].广西电业,2012(1):89-90.[6]顾清.浅谈臭氧发生器产量的影响因素[J].科技资讯,2015(10):97-98.[7]田东兵,黄涌.关于石化企业防爆厂房的电气设计探讨[J].科技创新与应用,2012(5):153.