高功率因數臭氧電源的研制

    臭氧(O3)為氧的同素異形體，化學性質活潑，常溫下自行分解為初生態的氧，是一種強氧化劑，其氧化能力僅次于氟，在低濃度下可瞬時完成氧化作用，反應后沒有永久性殘余的特點．臭氧作為氧化劑，已日益廣泛地應用到石油、化工、輕紡、造紙、食品、香料、醫藥合成等方面，作為消毒劑廣泛應用到污水處理、飲用水處理、空氣凈化、食品貯存保鮮等方面；作為催化劑用于油墨涂料速干、助燃及釀造發酵、纖維與紙漿漂白、油脂與芳香烴裂解和鐵、錳重金屬離子去除，臭氧技術日益受到國內外工業及環保部門的重視，發展前途廣闊。
　　為了適應社會發展的需求，臭氧設備就國內水平是不能滿足需求的，一是與國外臭氧設備相比差距較大，二是中國已加入WPO組織，雖然國家采取了優惠政策，但擋不住國外廠商的涌入，占領我國市場。近兩年來所購國外產品就有好多家，國內臭氧設備生產的廠家必須急起直追，在高科技上狠下功夫，做精做大適應市場需求。
　　首先應總結一下我國臭氧設備的發展史，我國是從二十世紀七十年代才開始生產臭氧設備的，比發達國家晚五十年至一百年。從目前國產臭氧設備與國外先進設備比，一是單機容量小，國產單機容量也只有幾公斤的，而國外是幾十、上百公斤的產品：二是配套功率大，運行費用高，國產一公斤的臭氧發生器需配套50KVA的變壓器，而國外五公斤的臭氧發生器僅配套120KVA的變壓器；三是自動化程度低，操作較復雜；四是國內臭氧發生器絕大部分是單相供電造成用戶三相電不平衡，配套電源功率大，易燒壞其它三相電源設備：五是沒有嚴格按照國家有關標準執行、生產、監督、粗制濫造現象嚴重，給國產臭氧設備蒙上了一層陰影。究其原因，全國生產臭氧設備的企業有一百多家，但真正上規模的企業沒有，靠小作坊式生產，一無技術-二無資金是不可能與國外大公司相比的，要想與國際競爭就必須大家團結起來形成大的集團公司，有充足的技術力量，雄厚的資金與國際抗衡，才能占領市場有所發展，否則只能被外商所占領市場。
　　我廠是78年開始研制臭氧設備的，也是全國最早生產臭氧設備的廠家之一。曾多次參加過全國臭氧學術會議，向專家教授學習了不少知識并在他們指導下，從小型臭氧設備到中型臭氧設備，現搞大型臭氧設備。從原來的工頻電源現發展到中頻電源。94年參加制定和審定了城建部“臭氧發生器標準(CJ／T3028-94)”；99年又參加國家環�？偩帧俺粞醢l生器產品技術認證條件”審定工作(HCPU-058-1999)，進一步加強了對臭氧設備的了解。但我國沒有專門研制臭氧設備的機構，靠這些小企業來研制開發，在技術力量，經濟基礎方面都是有限的，只能是盡最大努力滿足用戶的需求。今年又通過IS09001-2000版質量認證，并已發證書。近期還要請臭氧發生器檢測單位來我廠檢測認證，確保以質量求生存。
　　經過多年的努力和反復試驗，查閱了國內外有關資料，咨詢了許多專家教授，現已研制出一種新型高功率因數臭氧發生設備，并申報專利，專利號為01217452.1，該設備的最大優點是提高了臭氧設備的功率因數，降低了運行成本；延長了使用壽命。
　　在提高功率因數方面：在電氣設備功率因數的問題上，國家供電部門早就有明確規定并在電價問題上有高低之分，但國家有關臭氧設備的功率因數，卻沒有明確的規定，而國外臭氧設備已規定得很清楚，低功率因數的產品是禁止使甩的。國產臭氧設備因沒有功率因數標準，固現有工頻臭氧設備的功率因數很低，一般只有O.5左右，給國家及用戶都帶來很大的浪費。如壹臺1000g／h的臭氧發生器，標準上注明電耗小于18KWh，而實際儀表上的讀數，當電壓為380V時，電流在1OOA左右，在電流乘電壓等于功率的公式算出，功率為38KVA左右，而用功率表測下來的數量為17KW左右，這17KW 的電耗為有用功，而40KVA為有用功和無用功之和，差距愈大，功率因數愈低，從測試的情況看臭氧設備的功率因數太低了，一般只有O.5左右，難怪人們對臭氧設備電耗高有誤解。臭氧設備是通過高壓放電產生03的，它是一種容性負載。故我廠研制的高功率因數臭氧設備是在發生器與升壓變壓器之間并聯一臺電抗器，進行無功補償a經補償后的功率因數可達到0.8以上，這樣1000g／h的臭氧發生器配套的升壓變壓器及有關電氣設備，僅為20-25KVA，在確保定產量的前提下，減少了配套電氣設備的容量減少用戶一次性投資。
　　 降低成本運行方面：供電部門對不同功率因數的電價做了明確的規定�，F工業用電市場價為O.78元／kwh，作為1000g／h的臭氧設備，功率因數為0.5時電價為1.088元／kwh，每小時的電費為18-496元，而功率因數達到O.8時電價為O.78元／kwh，每小時電費為13.26元，一年時間一臺1000g／h的臭氧設備可節約4.5萬多元，總電費減少30％左右，降低了運行成本，提高經濟效益。
　　延長設備壽命方面：凡搞電氣的人員都知道，正常電氣設備的沖擊電壓約為電源電壓的2-3倍。而高功率因數臭氧發生器因增加了一臺電抗器起到了緩沖電壓的作用，其沖擊電壓僅為電源電壓的1-2倍，臭氧是通過交流電壓放電而產生的，國產工頻設備一般為15-17.5KV,其沖擊電壓為45-50KV，這樣高的電壓對其電氣配件的絕緣性能要高，否則會引起擊穿或空間放電，造成臭氧發生器不能正常運行。這也是用戶對國產臭氧設備的評價——國產臭氧設備易壞。而采用高功率因數臭氧發生器沖擊電壓僅為20-25KV對高壓電氣設備絕緣性能相對低了三分之一.不易擊穿，減少了用戶的麻煩也延長了電氣設備的使用壽命。
　　高功率因數臭氧發生器也可做成三相的(大型臭氧發生器)，國產臭氧發生器一般都是單相(220V或380V)，因單相臭氧發生往往會造成電源三相電壓不平衡：三相供電也降低了配電變壓器的配套容量，如一臺1000g／h的臭氧發生器，單相電流一般為1OOA左右，需配套80KVA的配電變壓器，如改為三相的臭氧發生器，配套功率僅為25-30KVA的配電變壓器及電氣設備，節能節成本。
　　新型高功率因數臭氧發生器，是通過長期實踐，在有關專家教授的指導下，設計出來的，今后將逐步投向市場，提高改進。在擴大容量的問題上，我們也要進一步努力提高頻率(小型的已有中頻的)大型的臭氧設備考慮上中頻或三倍頻的單機產量5-10kg／h，到時請專家教授到我廠檢驗和指導。同時我們很希望與有關單位，大專院校、外商等合作。今年臺商及日本客商都到我廠考察過，我們很希望與他們合作，特別是在中頻電源及自動化控制上下功夫，以滿足市場的需求。如有關單位需要我們提供有關資料及小型臭氧設備做試驗，我們保證提供方便，滿足要求，為臭氧設備的提高作出一定的貢獻。
　

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