隨著(zhù)臭氧在各個(gè)行業(yè)及域的廣泛應用，臭氧的發(fā)生技術(shù)和應用技術(shù)得到了快速發(fā)展，特別是的《城市供水水質(zhì)標準》的實(shí)施，對水質(zhì)提出了更高的要求，增加了水的檢測項目和對消毒副產(chǎn)物的檢測項目。采用臭氧-活性炭技術(shù)將是水廠(chǎng)消毒的發(fā)展趨勢，臭氧深度處理技術(shù)將得到更加有力的發(fā)展。我國將會(huì )有更多的水廠(chǎng)采用臭氧處理工藝。大產(chǎn)量、率的臭氧發(fā)生器必將有廣闊的市場(chǎng)需求，目前國內大型臭氧發(fā)生器設備主要依靠國外進(jìn)口。因而研制和開(kāi)發(fā)高性能、大產(chǎn)量一代大型臭氧發(fā)生器替代進(jìn)口是我國臭氧企業(yè)的要任務(wù)。對于加快實(shí)現我國自來(lái)水產(chǎn)業(yè)運用臭氧-活性炭工藝的普及具有重要的意義。

鑒于國內臭氧產(chǎn)品市場(chǎng)形勢，我公司的科研人員根據已有設備的運行狀況及國外同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)的比較，經(jīng)過(guò)不懈努力研制成功，具有獨立自主知識產(chǎn)權的大型高頻臭氧發(fā)生器。設計原理及主要特點(diǎn)為：

臭氧放電室：

臭氧發(fā)生管采用搪瓷介質(zhì)放電體，單個(gè)放電體臭氧產(chǎn)量大，適應于運行頻率5000HZ，電壓3-5.0kV的工況,擊穿強度大于10kV。每?jì)芍С粞醴烹姽芙M成一個(gè)放電單元。

為解決大型臭氧發(fā)生器運行過(guò)程中，由于發(fā)電體的損壞而導致整體停機的缺點(diǎn)，每個(gè)放電單元設置高壓保險裝置，保證了整個(gè)系統的可靠性。

放電室采用臥管式水冷結構，殼體均采用不銹鋼板材熱熔焊接而成，耐腐蝕，不易生垢。外電管與發(fā)生器管板采用自動(dòng)控制冷脹管技術(shù)，避免了熱焊接變形的缺陷。

大功率高頻臭氧電源的研制:

臭氧發(fā)生器電源一般根據適用介質(zhì)和放電室結構來(lái)設計與之相匹配的臭氧電源。我們采用以IGBT為功率器件的高頻變頻技術(shù)，頻率調整范圍0-5000HZ可調，逆變輸出電壓可調，輸出電壓0-500V，高壓輸出可達5KV。主要由高頻逆變電源主電路，PWM控制電路，IGBT驅動(dòng)電路等幾部分組成。

大功率高頻高壓逆變臭氧電源的整體結構簡(jiǎn)化
　　
三相380V工頻交流電整流濾波后，變成單相0-500V可調直流電壓，然后該直流電壓經(jīng)過(guò)逆變電路逆變后，再由功率變壓器升壓輸出。電路中整流部分采用三相全橋可控整流技術(shù)，通過(guò)改變晶閘管的導通角而得到0-500V直流可調電壓，從而達到控制輸出功率與方便調試的目的。

臭氧電源的性能，特別是放電功率和穩定性直接影響到臭氧產(chǎn)生的質(zhì)量和應用效果。傳統的臭氧發(fā)生器電源采用可控硅為功率開(kāi)關(guān)器件。但是用可控硅作為功率開(kāi)關(guān)器件有很多弊端。因此項目設計的臭氧電源就采用了型的功率開(kāi)關(guān)器件IGBT以取代傳統的可控硅電路。并采用準諧振開(kāi)關(guān)特性，可實(shí)現零電壓、電流開(kāi)通與關(guān)斷，而且開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)功率損耗很小。

電源除了具備完善的過(guò)載、自動(dòng)限流、過(guò)電壓、欠電壓、短路斷相等多重保護功能外，還專(zhuān)門(mén)設計功率器件工作溫升監控保護功能。也即通過(guò)電源的操作鍵盤(pán)上的顯示器可直接了解到IGBT的工作溫升。從而有效保證電源的工作穩定性。

電源運用數字PI閉環(huán)控制技術(shù)?？蓪?shí)現給定量和反饋量的比較，閉環(huán)反饋，有效穩定輸出電流。

高頻電源控制操作方面設計有獨立的LED顯示數字控制鍵盤(pán)和485通訊接口?？蓪?shí)現現場(chǎng)操作和遠程通訊。兩種狀態(tài)下均可實(shí)現對臭氧電源的輸出電壓、輸出頻率進(jìn)行設定?？刂凭?plusmn;1V、±1Hz。

高頻升壓變壓器的研制:

研制和生產(chǎn)大功率高頻高壓電源先必須突破高頻升壓變壓器的技術(shù)難關(guān)。大功率高頻升壓變壓器不同于工頻電力變壓器，由于其自身高頻的特性以及負載的特殊性。因而變壓器的原、副邊繞組的電壓按變比求高壓側電壓是不準確的，此理論不太適用。造成了設計難度大，不易制造。同時(shí)由于我國沒(méi)有專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)大功率高頻升壓變壓器的廠(chǎng)家。因而國內不少臭氧企業(yè)因此而被拒之大型臭氧發(fā)生器門(mén)外。對于臭氧發(fā)生器變壓器在高頻條件下工作，磁芯我們選用錳-鋅鐵氧體材料。由于鐵氧體磁芯在高頻條件下?lián)p耗小、有較高動(dòng)態(tài)導磁率、電阻率低、溫度系數小的優(yōu)點(diǎn)。大功率變壓器必需要大截面的磁芯骨架。為很好的解決了沒(méi)有大截面磁芯材料的技術(shù)難題我們采用組合技術(shù)。這經(jīng)過(guò)大量客戶(hù)現場(chǎng)運行的實(shí)踐證明這種技術(shù)是可行的、也是成功的。

變壓器的另一關(guān)鍵點(diǎn)就是線(xiàn)圈導線(xiàn)材料的選擇。大功率變壓器必然工作電流大。加之電壓高、高頻電流的集膚效應，對導線(xiàn)材料的選用和制造工藝都提出了更高要求。在大量的比較試驗基礎上導線(xiàn)采用合成高頻導線(xiàn)。能適應高頻工作條件要求，減少高頻電源的集膚效應。降低了導線(xiàn)工作溫升，避免過(guò)熱過(guò)載，影響使用壽命和系統的穩定性和可靠性。并且高壓變壓器設計容量均有充足的容量，一般可達15-30%。

基于這兩項技術(shù)的運用，使此高頻升壓變壓器具有體積小、重量輕、工作溫升低的優(yōu)點(diǎn)。在沒(méi)有降溫冷卻措施狀況下，依靠自然冷卻也能滿(mǎn)足工作要求。

　自動(dòng)控制系統：

系統控制采用先進(jìn)的HMI人機界面?？蓪Τ粞醢l(fā)生器運行各類(lèi)工況參數進(jìn)行設定，監測、報警和保護。（臭氧發(fā)生器進(jìn)氣、出氣溫度，進(jìn)水、出口溫度，氣源露點(diǎn)，壓力，流量，臭氧濃度均可實(shí)行在線(xiàn)檢測與調節，并實(shí)行遠、近程控制和觸摸屏顯示。實(shí)現在線(xiàn)檢測、自動(dòng)調節。）臭氧電源同樣可通過(guò)485接口進(jìn)行通訊控制。同時(shí)安裝有智能綜合電能監測儀表，對臭氧發(fā)生器工作時(shí)的工作電流、臭氧功率、功率因數等近三十項參數進(jìn)行監視。

對于水處理應用域，對于水中臭氧濃度在線(xiàn)監測技術(shù)有的突破。利用ORP（氧化還原電位）值與水中臭氧濃度存在特定的對應關(guān)系的原理。研制成功ORP在線(xiàn)監控水中臭氧濃度監測儀。以ORP值的變化反應出水臭氧剩余臭氧濃度的變化，從而反饋臭氧發(fā)生器控制系統實(shí)現自動(dòng)調節，自動(dòng)投加臭氧的閉環(huán)控制技術(shù)。ORP閉環(huán)控制技術(shù)無(wú)論是硬件還是軟件均屬先進(jìn)水平。

臭氧水處理工藝的關(guān)鍵是水溶解臭氧濃度，它是保證殺菌、去除化學(xué)污染物的根本條件。在這方面，國外應用譜電儀器檢測，但由于價(jià)格昂貴，國內基本無(wú)力應用，只有少數公司在游泳池水臭氧處理中應用ORP原理檢測水溶臭氧濃度，技術(shù)保密。大型臭氧發(fā)生器上采用ORP技術(shù)在線(xiàn)檢測水溶臭氧濃度幾乎沒(méi)有。有很強的實(shí)用性，具有廣的推廣價(jià)值。ORP控制技術(shù)的應用可將我國臭氧水處理工程技術(shù)水平提高到一個(gè)嶄的高度。

該產(chǎn)品的成功研制標志著(zhù)我國臭氧發(fā)生器設備制造與應用技術(shù)有了突破性的進(jìn)步。改變了我們國產(chǎn)臭氧設備技術(shù)落后的局面。也將推動(dòng)我國臭氧技術(shù)在化工、制藥、水處理等域的高速發(fā)展！