深圳東湖水廠臭氧系統的實踐

時間：2009-09-03 來源：深圳市水務（集團）有限公司 作者：范翊 陸坤明

O3發生器三臺，產氣量24kg/h，采用Ozonia公司產品，型號：ZF06/60。O3發生器正常情況下三臺同時運行，此時單臺O3產量8kg/h，重量濃度比11%。特殊情況（如檢修）可運行兩臺，此時單臺O3產量12kg/h,濃度8%。

預O3接觸池一座，分兩個流道。采用水射器擴散接觸，O3投加量為1.0～1.5mg/L，接觸時間T=4分鐘。

尾氣破壞器兩臺，一用一備，采用加熱分解法，型號RB20，處理氣量正常時200kg/h，工作溫度380οC。

東湖水廠O3系統還配備了完善的檢測系統。（1）檢測O3濃度，包括發生器出氣中O3重量百分比濃度、接觸池進出口處剩余O3濃度、O3車間和尾氣車間的環境監測濃度。（2）檢測壓力，有進氣壓力、發生器壓力、尾氣壓力、冷卻水壓力、加壓泵壓力、水射器前后壓力。（3）檢測溫度，包括進氣溫度、尾氣破壞溫度、冷卻水的進出水溫度。（4）檢測流量，包括進氣量、O3氣流量、各分配管的O3氣流量、預臭氧加壓泵流量。另外，測定進氣露點、電功率等。

水廠的O3系統在生產中要能正常運行，施工、安裝是一個非常重要的環節，在東湖水廠的施工過程中我們初步總結出了如下應該注意的問題。

三、水廠臭氧系統在施工中應注意的問題

水廠O3系統的施工首先必須遵守各項常規構（建）筑物的施工原則。但是由于Ｏ3系統中原料O2作為一種活躍的助燃劑，存在爆炸的危險，產物O3具有強腐蝕性和對人的生理毒性，所以O3系統在施工安裝中有許多不同于常規構（建）筑物施工之處，需引起注意。以下僅就此不同之處進行說明。

1、水廠臭氧系統的土建施工

水廠O3系統土建施工的重點在于O3接觸池。由于O3的強腐蝕性和毒性，在澆注、養護砼時應特別注意防止形成空鼓和出現裂縫，以防O3泄漏和腐蝕鋼筋。出于同樣原因，普通構（建）筑物鋼筋保護層厚度為25mm，而O3接觸池則要求50mm。

O3接觸池所有預埋件均要采用316L不銹鋼。為滿足安裝的密封要求，預埋件安裝的水平度和垂直度要嚴格按設計要求執行。所有預埋件均要帶有翼環，以防在預埋件處氣、水滲漏。由于預埋件為不銹鋼材質，固定時要注意材質不同而形成的電化學腐蝕問題。接觸池人孔預埋件安裝不同于普通構筑物，最好采用成品法蘭密封面。如滿足不了要求而需自行加工時，應采用機械加工，保證接觸面密封，利于人孔蓋板安裝后的氣密性。

接觸池主體砼澆注完成后，在用水泥砂漿抹面前，除應按常規構筑物進行滿水試驗外，還要進行氣體密封性試驗。由于國內目前沒有專門針對臭氧接觸池的氣密性試驗標準，我們在施工中參照了GBJ141-90《給水排水構筑物施工及驗收規范》中消化池的氣密性試驗標準執行。

2、臭氧系統管道、設備的安裝

O3系統的管道、設備都采用奧氏體不銹鋼，所接觸的介質是空氣、O2、O3，屬于要求較高的工業管道、設備，應按相應的標準、規范來施工和驗收。O3系統中由于O2和O3的危險性，在生產運行中要求管道和設備既不能有任何泄漏，也不能含有任何顆粒、纖維、油脂，所以臭氧系統管道、設備安裝的最基本要求就是嚴格的密封和清潔。而要達到這一目的就必須在管道的焊接、清洗、吹掃、檢查上嚴格把關。

2.1焊接

O3系統管道的連接最好采用焊接。在施工中發現采用焊接和法蘭連接幾乎都沒有泄漏情況，而管徑12mm以下的不銹鋼管和儀表連接管多采用絲口連接，出現了普遍的漏氣現象，要經過反復調整才能解決這一問題。

O3系統管道焊接不同于普通碳鋼管道的焊接，它采用惰性氣體保護手工鎢極氬弧焊。由于O3系統的管道工作壓力大于0.1Mpa，且輸送的介質為易爆、有毒、氧化性很強的氣體，故管道的施工必須嚴格遵照《壓力管道安全管理與監察規定》、GB50236-98《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》中的相關條款進行。

施工安裝單位必須持有勞動行政部門頒發的壓力管道安裝許可證。施焊人員必須持有有效的《鍋爐壓力容器焊工合格證》，其中要含有奧氏體不銹鋼氬弧焊合格項目，沒有上述兩證的不得進行操作。

在焊接過程中要注意如下兩個容易忽視的問題。（1）焊絲應符合GB4242《焊接用不銹鋼》，對不同材質的不銹鋼應采用相應的不銹鋼焊絲。一般說來，不銹鋼焊絲比母體不銹鋼要高一個等級。（2）焊接過程中要求不斷向管內充氬氣保護，所采用的氬氣應符合GB4842《氬氣》的規定，純度不低于99.96%，并要保證有一定的通氣量，否則會出現焊縫表面發黑，內部則發生晶間腐蝕。

對焊縫的檢查，設計說明要求的是10%X射線探傷。考慮到實際情況，在施工中我們要求對所有焊縫（100%）實行X射線探傷。由具有資質的檢測部門出具焊縫探傷報告，對Ⅲ級、Ⅳ級焊縫必須返工，任何焊縫的返工不得超過兩次。

2.2清洗、吹掃

管道清洗、吹掃往往在同一個工序中進行，但要注意在整個系統安裝完成后還要分單元進行一次吹掃。

在安裝過程中，管道內所有污物，包括油、脂、碳水化合物、水分、塵土、焊接飛濺物、油漆等必須全部清除。因為如果管道中油脂沒有清洗干凈，任何細小顆粒在高速氣流帶動下與管壁摩擦所產生的能量足以點燃管內的油脂殘留物，導致管道爆炸。因此，清洗、吹掃工作必須引起高度重視。

管道的清洗、吹掃工作應在干凈、通風的室內場地中進行。清潔劑要采用99.8%的乙醇，不能使用氯化物清洗，因為氯化物的殘留物將影響發生器的工作。管道所有部分均要清洗、吹掃，不能留有任何死區。

在施工中我們總結出清洗、吹掃工作按如下程序執行效果良好。

（1）對焊接好的管道分段清洗，封住管道一端倒入乙醇，灌滿后浸泡約15分鐘，等油脂完全溶解后倒出清潔劑。

（2）用鋼絲纏緊不起毛的白布，蘸上乙醇通入管道后，反復擦拭管壁直至干凈為止。

（3）使用無油壓縮機將壓縮空氣吹入管道，直至除去溶劑和固體顆粒。

（4）采用不起毛的白布擦拭管壁后，用紫外光（波長320-380nm）進行檢查，不能出現碳氫化合物熒光。

（5）將已清洗的管道兩端封住，做好標記，擺放在清潔、干燥的房間里。

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