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中天恒远大气热力式旋膜除氧器工艺原理及核心优势

作者:北京中天恒远 发布于:2025-11-04 14:31:14浏览量:

中天恒远大气热力式旋膜除氧器:工艺原理与核心优势解析

一、技术核心:大气工况下的热力除氧理论落地

大气热力式旋膜除氧器以亨利定律和道尔顿定律为理论核心,适配常压工况(工作压力≈0.1MPa,对应饱和温度 100℃),通过 “旋膜强化雾化 + 常压热力脱气” 的复合技术,解决大气环境下水中溶解氧脱除难题。其核心逻辑是:在常压状态下,将水加热至 100℃饱和温度,使水中溶解氧因溶解度骤降而析出;同时借助旋膜结构将水流转化为高速旋转的水膜,最大化气液接触面积,加速氧气逸出,尤其适配低压锅炉、热水机组、供暖系统等无需高压环境的场景,填补高压、低压除氧器在常压领域的应用空白。

二、工艺原理:三步递进式除氧流程

(一)预除氧:旋膜雾化与初步加热(去除 40%-50% 氧气)

旋膜器核心结构:采用钛钢复合材质的旋膜管(内径 50-80mm,长度 300-400mm),管内壁设置 3-4 条螺旋导向槽(螺距 80-100mm)。当 20-50℃的补水以 1.5-2.0m/s 的流速进入旋膜管时,在导向槽作用下形成高速旋转的水膜(厚度 0.2-0.3mm),从管口呈 30°-45° 角斜向喷出,覆盖范围达旋膜管直径的 10-15 倍,气液接触面积较传统柱状水流提升 400% 以上。

常压蒸汽预热:利用工业余热蒸汽或常压辅汽(0.1-0.12MPa,100-105℃)从除氧器底部均匀通入,与旋膜雾化后的水流初步接触,10-15 秒内将水温提升至 90-95℃,初步析出水中 40%-50% 的溶解氧,为深度除氧奠定温度基础。

(二)主除氧:填料层强化与热力脱气(去除 30%-40% 氧气)

多孔波纹填料设计:在旋膜器下方设置 2-3 层不锈钢多孔波纹填料(每层高度 400-500mm,波纹夹角 60°,孔径 8-10mm)。旋转水膜下落至填料层时,被进一步切割成细小水滴和水膜,通过填料的孔隙形成 “水膜 - 水滴 - 蒸汽” 的三维接触体系,气液接触时间延长至 30-40 秒,较低压淋水盘式除氧器提升 50%,确保水温稳定升至 100℃饱和温度,氧气去除率累计达 80%-90%。

顺流 - 逆流复合换热:蒸汽从底部向上流动,与下落的水流先形成顺流换热(快速升温),再通过填料层的孔隙转向形成逆流接触(强化脱气),热交换效率稳定在 92% 以上,避免局部水温不足导致的除氧死角。

(三)精除氧:排气优化与二次脱附(去除剩余 10%-20% 氧气)

双级排气系统:除氧器顶部设置主排气口(直径 80-100mm)和辅助排气口(直径 50-60mm),主排气口连接引风机形成 - 10 至 - 30Pa 的微负压环境,快速抽离析出的氧气、二氧化碳等不凝结气体;辅助排气口针对局部聚集的气体进行二次排放,确保无气体残留。

丝网除沫与回热设计:排气口内置不锈钢丝网除沫器(目数 100-120 目),拦截随气体带出的水滴,经回水管流回除氧器,水资源回收率达 99% 以上;同时利用排出气体的余热预热进水,降低蒸汽消耗,使蒸汽损失率控制在 0.8% 以下。

三、核心优势:适配大气场景的性能突破

(一)除氧效果达标,适配常压设备需求

出水含氧量可长期稳定在20PPb 以下,符合大气热力式除氧器行业标准(≤20PPb),能有效防止低压锅炉(压力≤2.5MPa,温度≤350℃)、热水机组、换热器等常压 / 低压设备的氧腐蚀,延长设备使用寿命 5-8 年,减少因腐蚀导致的停机检修损失。

(二)常压运行节能,热源适配性强

无需升压设备:直接利用常压蒸汽或工业余热(如电厂、化工厂的低压余热蒸汽),无需额外配置升压泵或加热器,相比高压除氧器节省前期设备投资 30% 以上,同时避免升压过程中的能耗损失;

热效率高:旋膜雾化 + 填料层强化的双重换热设计,使蒸汽利用率达 95% 以上,按 100t/h 处理量计算,年耗蒸汽量较传统大气除氧器减少 1500-2000 吨,折合能耗成本降低 12%-15%。

(三)结构紧凑可靠,运维成本低

无精密易损件:核心部件为旋膜管和填料层,无高压喷雾式除氧器的精密喷嘴,也无低压淋水盘式除氧器的多层复杂淋水结构,部件磨损率降低 60%,平均无故障运行时间(MTBF)达 12000 小时以上;

维护便捷高效:旋膜管和填料层可通过侧面检修门直接拆卸更换,单次维护时间仅需 3-5 小时,年均维护费用较传统大气除氧器降低 25%-30%,且无需专业运维团队,企业自主即可完成日常维护。

(四)负荷调节灵活,适应多变工况

宽负荷范围运行:可在 20%-130% 额定负荷范围内稳定运行,当进水流量(如供暖系统早晚用水高峰)或温度波动时,旋膜结构能快速调整水膜形态,确保气液接触效率不受影响,除氧效果始终达标;

启动速度快:从设备启动到达到额定除氧效果仅需 20-30 分钟,较传统大气除氧器缩短 40% 启动时间,特别适合间歇运行的热水机组或季节性供暖系统。

(五)适用场景广泛,性价比突出

覆盖低压锅炉给水、市政供暖系统补水、食品加工用热水除氧、化工行业低压反应系统补水、酒店 / 医院中央热水系统等场景,处理量范围 5-150t/h。设备初期投资成本较低压淋水盘式除氧器低 15%-20%,且对安装场地要求极低,无需复杂土建基础,仅需平整地面即可安装,特别适合中小型企业、老旧厂区改造及民生工程(如社区供暖)项目。

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