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中天恒远低位热力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 09:30:26浏览量:

一、工艺原理:三级递进加热除氧,破解低位运行难题

中天恒远低位热力除氧器以亨利定律为核心,创新采用 “预热升温 - 旋膜雾化 - 填料再沸” 三级协同工艺,在 0.02-0.03MPa 低压环境下将水温稳定至 103-105℃饱和状态,实现溶解氧深度脱除,同时通过结构优化解决低位布置导致的水泵汽蚀问题,具体流程如下:

(一)第一级:内置预热加热,奠定除氧基础

预热结构与升温逻辑

设备蓄水罐内部集成混合式加热器,常温软水(20-30℃)进入后,先与罐内 50-60℃的循环热水进行热交换,初步升温至 50-70℃。该阶段利用系统余热完成预热,不仅降低后续蒸汽消耗,更使软水黏度下降 30% 以上,为形成均匀水膜创造条件。

初步脱氧与水质调节

升温过程中,水中 30%-40% 的溶解氧随温度升高自然析出,通过罐顶排气口初步排出;同时预热可使水中钙镁离子提前形成微小结晶,避免后续换热面结垢,延长设备使用寿命。

(二)第二级:旋膜雾化换热,强化氧气析出

起膜室核心作用

预热后的软水被输送至脱气塔起膜室,通过专利旋膜组件(含导向叶片与多孔膜板)形成厚度 0.1-0.2mm 的均匀水膜,沿塔壁旋转下降。与旋膜式除氧器相比,此处水膜虽稍厚,但依托预热后的低黏度特性,气液接触面积仍较传统喷雾式提升 400%。

逆流换热与脱氧机制

低压蒸汽(105-110℃)从起膜室底部逆流上升,与旋转水膜形成错流换热,换热效率达 95% 以上,15-20 秒内即可将水温升至饱和状态。此时水中 70%-80% 的溶解氧快速逸出,经中部环形集气环收集后排出,蒸汽损失率控制在 2% 以内。

(三)第三级:填料再沸除氧,实现超低含氧量

蜂窝填料的深度脱气作用

经前两级处理的水(含氧量约 0.05-0.1mg/L)流入不锈钢蜂窝状规整填料层(堆积高度 600-800mm),填料表面形成无数微小水膜附着点,将水流进一步分散为 “水滴 - 水膜” 混合形态。同时填料层底部补充二次蒸汽,形成 “再沸腾” 环境,破坏水体边界层,促使剩余溶解氧彻底析出。

水质达标控制

最终出水含氧量稳定降至 0.01mg/L(10μg/L)以下,远优于 GB/T 1576-2022 标准中 “≤15μg/L” 的要求,可直接适配中高压锅炉(压力≤6.0MPa)及化工反应釜等严苛用水场景。

(四)关键配套技术:防汽蚀与压力控制

汽蚀消除系统

设备集成自主研发的防汽蚀装置,通过双电动球阀与液位自控溢流装置形成闭式系统,保证除氧水对给水泵的正压水头≥2m。即使设备布置在地面(传统高位除氧器需架高 10m 以上),也能彻底避免水泵汽蚀,解决低位运行的核心痛点。

全工况压力稳定机制

由压力变送器、热电偶温度计与蒸汽调节阀组成自控系统,实时监测脱气塔内压力与温度,当负荷波动时,1 秒内响应调节蒸汽补给量,确保压力稳定在 0.02-0.03MPa,避免因压力波动导致的除氧效率下降。

二、核心优势:低位适配与节能高效的双重突破

(一)布局革命:低位布置,降本又安全

土建成本大幅降低

无需传统高位除氧器的高架平台与支架,可直接落地安装,单台设备土建投资减少 60%-80%。以 100t/h 处理量设备为例,传统高位设备需搭建 12m 高平台,造价约 20 万元,而低位设备仅需简单混凝土基础,成本控制在 5 万元以内。

运行安全系数提升

取消高位布置后,彻底消除设备高空坠落风险;同时通过液位变送器(精度 ±5mm)与双路安全阀的双重保护,当液位超上限或压力异常时,自动切断进水与蒸汽供给,平均无故障运行时间突破 10000 小时。

(二)能耗优势:蒸汽消耗行业领先

精准控汽,耗汽量仅 2%

依托汽水同步自控系统,补水与供汽实时联动:软水泵启动时蒸汽阀同步开启,停泵时立即闭阀,避免无效蒸汽浪费;排气口调节阀精准控制排气量,在确保除氧效果的同时将蒸汽损耗降至最低。相比传统高位除氧器(耗汽量 7%-12%),单台 300t/h 设备每年可节省蒸汽 15000-20000 吨,按每吨蒸汽 220 元计,年省成本 330-440 万元。

余热利用最大化

预热阶段完全依赖系统循环热水余热,无需额外消耗蒸汽;主加热阶段可适配 0.05MPa 以下的极低品位蒸汽,甚至回收利用化工装置的放散蒸汽,进一步降低能源成本。

(三)性能优势:宽负荷适配,运维简便

变负荷适应性强

在 30%-110% 负荷范围内均可稳定运行:低负荷时(30%-50%),通过减少旋膜组件开启数量维持水膜均匀性;高负荷时(90%-110%),填料层的再沸机制可补偿流量增加导致的换热不充分问题,除氧效率始终保持在 99% 以上。

免维护设计,成本极低

核心部件(旋膜组件、蜂窝填料)采用 316L 不锈钢材质,耐腐蚀性强,使用寿命达 15-20 年;设备无转动部件,日常维护仅需每半年清理一次填料层杂物,年维护成本仅 1-2 万元,较传统设备降低 80%。

(四)场景优势:全域适配,安装便捷

多行业兼容特性

处理量覆盖 10-400t/h,可适配石油化工反应釜、冶金余热锅炉、集中供热系统等场景,尤其适合老旧厂房改造(无需改造层高)与地下锅炉房(低位布置适配受限空间)。

快速安装与启停

出厂前完成 90% 预组装,现场仅需连接进出水管与蒸汽管,安装周期缩短至 2-3 天;控制系统支持一键启停,启动后 15 分钟即可达到额定除氧效率,满足应急供水需求。

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