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中天恒远旋膜式除氧器工艺原理及核心优势

作者:北京中天恒远 发布于:2025-11-03 09:28:20浏览量:

一、工艺原理:三阶协同实现高效深度除氧

中天恒远旋膜式除氧器以物理除氧为核心,基于 “亨利定律” 与 “热平衡原理”,通过 “旋膜雾化预处理 - 蒸汽逆流换热脱气 - 填料层深度除氧” 的三阶递进工艺,将水中溶解氧降至极低水平,具体技术流程如下:

(一)第一阶段:旋膜雾化预处理 —— 扩大气液接触面积

旋膜器核心结构与作用

设备顶部安装专利旋膜发生器(由旋流室、导向叶片、膜孔板组成),当 40-65℃的凝结水 / 补充水以 0.3-0.5MPa 的压力进入旋流室后,在导向叶片的离心作用下,形成高速旋转的水流(流速达 2.5-3.0m/s)。水流通过膜孔板(孔径 8-12mm,孔间距 15-20mm)时,被切割成厚度仅 0.05-0.1mm 的 “螺旋水膜”,沿筒壁呈 360° 旋转下降,气液接触面积较传统柱状进水提升 500% 以上,为后续换热脱氧奠定基础。

初步排气与温度提升

旋膜形成过程中,水流因旋转产生负压,促使水中部分溶解氧(约 30%-40%)提前析出,通过顶部排气阀初步排出;同时,下降的水膜与底部上升的蒸汽初步接触,水温快速提升至 80-90℃,为下一阶段深度换热做准备。

(二)第二阶段:蒸汽逆流换热脱气 —— 加速氧气析出

双路蒸汽供给与换热逻辑

设备底部设置主蒸汽管与辅蒸汽管:正常运行时,采用汽轮机低压抽汽(0.2-0.4MPa,130-150℃),利用低品位余热降低能耗;启动或低负荷(负荷<30%)时,自动切换至辅汽(0.6-0.8MPa,160-180℃),确保蒸汽供给稳定。蒸汽从底部向上逆流,与顶部下降的螺旋水膜形成 “逆向错流换热”,换热效率达 96% 以上,10-15 秒内即可将水温加热至当前压力下的饱和温度(如 0.3MPa 时约 133.5℃)。

氧气高效脱除机制

当水温达到饱和温度时,水中溶解氧的溶解度急剧下降(依据亨利定律,温度升高时,气体在水中的溶解度与分压成反比),水中 70%-80% 的溶解氧随蒸汽流动方向向上析出,通过设备中部的集气环(环形结构,开有 12-16 个排气孔)收集后,经自动排气阀排出,蒸汽损失率控制在 0.3% 以下(传统设备约 1.2%-1.8%)。

(三)第三阶段:填料层深度除氧 —— 确保超低含氧量

填料层结构与作用

换热区下方设置高效不锈钢填料层(填料类型为波纹填料,规格 Φ50×50×0.3mm,堆积高度 800-1200mm),填料表面形成无数微小的 “水膜附着点”。经过前两阶段处理的水(含氧量约 0.1-0.3mg/L)流经填料层时,被进一步分散成 “水滴 - 水膜” 混合形态,与上升的二次蒸汽(从填料层底部补充)再次充分接触,剩余溶解氧(约 60%-70%)被彻底析出。

最终水质控制

经填料层处理后,水中溶解氧稳定降至 5μg/L 以下(高端型号可达到 2μg/L),完全满足 GB/T 1576-2022《工业锅炉水质》中 “锅炉给水含氧量≤15μg/L” 的标准,甚至适配超高压锅炉(压力>10MPa)的给水要求。

二、核心优势:多维度超越传统除氧设备

(一)性能优势:除氧效率高、适应负荷范围广

深度除氧且稳定性强

相较于传统喷雾式除氧器(出水含氧量常波动于 10-20μg/L),中天恒远旋膜式除氧器通过三阶工艺,出水含氧量稳定低于 5μg/L,且在进水水质(硬度≤8mmol/L)、水温(波动 ±10℃)变化时,含氧量波动不超过 1μg/L,满足高参数锅炉(如电站锅炉、化工高压锅炉)的严苛需求。

宽负荷自适应能力

旋膜发生器的特殊结构使其在 20%-120% 的负荷范围内均可稳定工作:低负荷时(20%-30%),旋膜仍能保持完整形态,避免 “断膜” 导致的除氧效率下降;高负荷时(100%-120%),水流旋转速度提升,气液接触更充分,除氧效率反而略有提升(传统设备高负荷时易因水流过强导致换热不充分)。

(二)能耗优势:节能效果显著、运行成本低

余热利用充分,蒸汽消耗少

设备可直接利用汽轮机低压抽汽(传统设备多需中压蒸汽),低压抽汽属于工业余热,无需额外消耗高品质蒸汽,单台 300t/h 处理量的设备,每年可节省蒸汽 6000-8000 吨,按每吨蒸汽 220 元计算,年节省成本 132-176 万元。

热损失低,保温性能优

筒体外壁采用双层保温结构(内层 50mm 厚硅酸铝棉,外层 30mm 厚聚氨酯保温层),表面温度≤40℃(环境温度 25℃时),热损失率<2%,较传统单层保温设备(热损失率 5%-8%)进一步降低能耗。

(三)结构与维护优势:体积小、寿命长、易维护

紧凑化设计,节省安装空间

采用 “立式一体化结构”,取消传统设备的独立水箱,相同处理量下(如 100t/h),设备总高度仅 5.5-6.5m,占地面积约 8-10㎡,较传统 “塔 + 箱” 分体式设备(高度 10-12m,占地 15-20㎡),空间占用减少 40%-50%,尤其适配老旧厂房改造、空间受限的项目场景。

无易损部件,维护成本低

核心部件(旋膜发生器、填料层)采用 304/316L 不锈钢材质,耐腐蚀性强,使用寿命可达 15-20 年(传统碳钢设备约 8-10 年);设备无转动部件,日常维护仅需每季度检查旋膜孔是否堵塞、填料层是否破损,年维护成本仅 1.5-2.5 万元,较传统设备(年维护成本 6-8 万元)降低 70% 以上。

(四)安全与适配优势:运行稳定、场景兼容性强

多重安全保护机制

配备双路安全阀(DN150-DN200)、液位变送器(精度 ±5mm)、压力传感器(量程 0-1.0MPa),当设备内压力超 0.5MPa 或液位超上限 / 下限时,自动触发报警并切断蒸汽供给;筒体内壁经有限元分析优化,应力集中系数<1.1,可承受 8 度地震冲击,运行安全性大幅提升。

多场景适配能力

设备处理量覆盖 20-500t/h,可适配电站锅炉(300MW-1000MW 机组)、化工反应釜、钢铁厂余热锅炉、集中供热系统等不同场景;支持进水水质波动(总硬度≤10mmol/L,pH 值 7-9),无需额外预处理设备,降低项目整体投资成本。

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