中天恒遠(yuǎn)大氣熱力式旋膜除氧器作為熱力除氧領(lǐng)域的升級型設(shè)備，融合旋膜傳質(zhì)與大氣熱力除氧技術(shù)優(yōu)勢，相較于傳統(tǒng)淋水盤式、噴霧式除氧器，實現(xiàn)了除氧效率與運(yùn)行穩(wěn)定性的雙重提升，廣泛適用于電站鍋爐、工業(yè)蒸汽鍋爐、熱網(wǎng)系統(tǒng)及化工工藝用水等場景，可深度脫除水中溶解氧，有效遏制熱力設(shè)備氧腐蝕，保障系統(tǒng)長期安全高效運(yùn)行。本文將詳細(xì)解析其工藝原理與核心設(shè)備優(yōu)勢。
一、工藝原理：旋膜傳質(zhì)+大氣熱力，實現(xiàn)深度除氧
設(shè)備以亨利定律與道爾頓分壓定律為核心理論基礎(chǔ)，在大氣壓力工況下(工作壓力0.02-0.05MPa，對應(yīng)飽和溫度100-104℃)，通過“旋膜霧化吸熱+填料深度除氧+再沸騰強(qiáng)化”的三級協(xié)同工藝，將給水快速加熱至飽和溫度，促使溶解氧及其他不凝結(jié)氣體充分析出，同時及時排出析出氣體，確保出水含氧量滿足GB/T 1576-2022標(biāo)準(zhǔn)要求。
(一)核心結(jié)構(gòu)支撐
設(shè)備主要由除氧塔頭(核心工作區(qū)域)與除氧水箱兩大部分組成，結(jié)構(gòu)設(shè)計適配大氣工況特性，核心部件布局科學(xué)合理。除氧塔頭內(nèi)部自上而下依次布置：旋膜器組(起膜管)、淋水篦子、蓄熱填料液汽網(wǎng)、汽水分離器、蒸汽分配裝置;除氧水箱用于儲存經(jīng)深度除氧后的合格給水，內(nèi)部裝配強(qiáng)力換熱再沸騰裝置，配套設(shè)置檢修人孔、安全閥、水位計、可調(diào)式排氧閥等附件，保障運(yùn)行安全與便捷維護(hù)。
旋膜器組為核心功能部件，由水室、汽室、旋膜管、進(jìn)出水管件組成，旋膜管采用不銹鋼材質(zhì)，經(jīng)特殊工藝加工，內(nèi)壁呈螺旋狀導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，可使水流形成穩(wěn)定水膜;蓄熱填料液汽網(wǎng)由特制不銹鋼絲網(wǎng)與扁鋼帶組成，具備高效傳熱傳質(zhì)能力;汽水分離器采用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計，替代傳統(tǒng)草帽錐形裝置，可徹底消除排汽帶水現(xiàn)象;再沸騰裝置布置于水箱底部，可進(jìn)一步提升水溫、強(qiáng)化除氧效果。
(二)三級式除氧流程
大氣熱力式旋膜除氧器采用單塔三級除氧流程，通過“旋膜初除氧-填料深除氧-再沸騰精除氧”三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)溶解氧的逐步脫除，整個過程傳熱傳質(zhì)效率高，適配大氣工況下的穩(wěn)定運(yùn)行需求，較傳統(tǒng)除氧設(shè)備可提升除氧效率50%以上。
1. 一級除氧：旋膜霧化，快速吸熱初脫氧
凝結(jié)水、化學(xué)補(bǔ)充水及各類疏水經(jīng)進(jìn)水管路進(jìn)入除氧塔頭頂部的旋膜器組水室，在水位差壓作用下，通過旋膜管內(nèi)壁的螺旋導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，以一定角度呈螺旋狀噴出，形成均勻連續(xù)的水膜裙。與此同時，加熱蒸汽經(jīng)底部蒸汽分配裝置均勻噴出，呈逆流狀態(tài)向上流動，與下落的水膜充分接觸。
水膜與蒸汽的接觸面積較傳統(tǒng)柱狀水流提升3倍以上，傳熱效率高達(dá)98%，可在1-2秒內(nèi)將水溫快速提升至接近飽和溫度(低于飽和溫度2-3℃)。在此過程中，水中80%-90%的溶解氧快速析出，完成初級除氧，且旋膜流動可有效避免水流沖擊導(dǎo)致的設(shè)備振動問題。
2. 二級除氧：填料接觸，深度傳熱脫除氧
經(jīng)初級除氧的水流通過淋水篦子完成二次分配，淋水篦子由多層交錯排列的角形鋼組成，可將水流均勻分散為淋雨狀，平穩(wěn)下落至下部蓄熱填料液汽網(wǎng)。水流在填料層中與上升的二次蒸汽再次充分接觸，填料層的多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)大氣液接觸面積、延長接觸時間，使水溫快速升至飽和溫度。
根據(jù)道爾頓分壓定律，水中蒸汽分壓大幅提升，剩余10%-15%的溶解氧被進(jìn)一步壓縮析出，形成微小氣泡。通過填料層的攔截與導(dǎo)流，氣泡與水流徹底分離，隨蒸汽一同向上流動，經(jīng)汽水分離器完成汽液分離，避免氣泡隨水流進(jìn)入水箱，此環(huán)節(jié)可使水中含氧量降至10μg/L以內(nèi)。
3. 三級除氧：再沸騰強(qiáng)化，精準(zhǔn)精除氧
經(jīng)二級除氧的給水流入除氧水箱，水箱內(nèi)的再沸騰裝置持續(xù)通入少量蒸汽，使水箱內(nèi)給水保持微沸騰狀態(tài)，破壞水體邊界層，促使水中殘留的微量溶解氧徹底脫附析出。同時，再沸騰裝置可有效提升水溫均勻性，減小水箱振動、降低運(yùn)行噪音，進(jìn)一步保障除氧效果穩(wěn)定性。
設(shè)備頂部的可調(diào)式排氧閥實時排出析出的氧氣及少量不凝結(jié)氣體，防止氣體在除氧塔內(nèi)積聚導(dǎo)致氧氣分壓升高，避免氧氣重新溶解于水中。正常運(yùn)行狀態(tài)下，排汽量可控制在入口水量的1‰以內(nèi)，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)除氧設(shè)備(1%-2%)，能源損失大幅降低。
二、設(shè)備優(yōu)勢：高效穩(wěn)定，適配性廣，節(jié)能突出
中天恒遠(yuǎn)大氣熱力式旋膜除氧器針對大氣工況優(yōu)化設(shè)計，在除氧效率、運(yùn)行穩(wěn)定性、節(jié)能效果及適配場景等方面具有顯著優(yōu)勢，是傳統(tǒng)除氧設(shè)備的理想升級替代產(chǎn)品。
(一)除氧高效：深度脫除，達(dá)標(biāo)穩(wěn)定
采用三級協(xié)同除氧工藝，除氧效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)設(shè)備，運(yùn)行時出水含氧量穩(wěn)定控制在10μg/L以內(nèi)，部分高端型號可低至5μg/L，完全滿足GB/T 1576-2022標(biāo)準(zhǔn)及火力發(fā)電廠水汽質(zhì)量要求。即使在機(jī)組啟動階段，含氧量也可控制在30μg/L以內(nèi)，避免啟動初期氧腐蝕問題。
旋膜傳質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用的使氣液接觸效率大幅提升，相較于淋水盤式除氧器，除氧效率提升50%以上，可快速響應(yīng)工況變化，確保除氧效果長期穩(wěn)定。
(二)運(yùn)行穩(wěn)定：抗擾性強(qiáng)，無振無噪
適配工況范圍極廣，可在入口水溶氧量高(≤10000μg/L)、入口水溫低(≥13℃)、壓力波動大(0.02-0.05MPa)的情況下穩(wěn)定運(yùn)行，支持定壓、滑壓及負(fù)壓三種運(yùn)行方式。當(dāng)負(fù)荷突變25%、瞬間增補(bǔ)給水10%或改用低溫汽源時，除氧水仍能保持合格，無斷流、除氧失效等問題。
旋膜流動設(shè)計可有效避免水流沖擊，汽水分離器徹底消除排汽帶水現(xiàn)象，再沸騰裝置減小水箱振動，設(shè)備運(yùn)行時無明顯振動、噪音極低，平均無故障運(yùn)行時間(MTBF)突破12000小時，較傳統(tǒng)淋水盤式除氧器提升20%以上。
(三)節(jié)能顯著：熱耗低，損耗小
排汽量極小，僅為入口水量的1‰以內(nèi)，比傳統(tǒng)噴霧式、淋水盤式除氧器減少1/2-1/3，無需額外配置排汽冷卻器，簡化系統(tǒng)布局的同時降低熱耗。對于200MW機(jī)組配套設(shè)備，年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤800噸以上，節(jié)能效益顯著。
加熱蒸汽適配性強(qiáng)，可直接利用系統(tǒng)低壓乏汽、鍋爐排汽等低品位熱源，實現(xiàn)余熱回收利用，進(jìn)一步降低能源消耗;滑壓運(yùn)行模式下，節(jié)能效果更為突出，可降低熱耗值4kcal/kwh。
(四)結(jié)構(gòu)優(yōu)化：緊湊耐用，運(yùn)維便捷
采用“除氧塔頭+水箱”一體化優(yōu)化設(shè)計，相較于同出力傳統(tǒng)設(shè)備，體積縮小30%、鋼材消耗減少20%，100t/h處理量設(shè)備除氧塔高度僅5.0-5.5m，占地面積約8-12㎡，可適配中小型廠房、老舊車間改造等空間受限場景，節(jié)省土建投資。
核心部件旋膜管、填料層采用加厚不銹鋼材質(zhì)，抗沖擊、耐腐蝕性能優(yōu)異，可耐受長期水流沖刷與蒸汽侵蝕，不易變形、堵塞;設(shè)備無轉(zhuǎn)動部件，運(yùn)行過程中無機(jī)械磨損，每月僅需1次常規(guī)巡檢(檢查旋膜管通暢性、排氧閥工況)，年維護(hù)成本僅1.5-2.5萬元，較傳統(tǒng)設(shè)備降低50%以上，核心部件使用壽命可達(dá)15年以上。
(五)適配性廣：易裝易改，定制性強(qiáng)
設(shè)備重量較輕，單臺100t/h處理量設(shè)備重量僅18-22噸，可通過普通貨車運(yùn)輸，山區(qū)、偏遠(yuǎn)廠區(qū)等復(fù)雜場景無需特種運(yùn)輸車輛;安裝流程簡單，安裝周期僅需3-4天，較傳統(tǒng)設(shè)備縮短30%工期。
適配場景廣泛，可滿足蒸發(fā)量5-200t/h的電站鍋爐、工業(yè)鍋爐給水除氧，以及熱網(wǎng)補(bǔ)充水、化工、紡織、食品加工等行業(yè)的工業(yè)用水除氧需求。同時，支持對現(xiàn)有淋水盤式、噴霧式除氧器進(jìn)行改造，改造費(fèi)用僅為更換除氧頭造價的1/2，200t/h以下出力設(shè)備改造周期可控制在半個月內(nèi)，改造后運(yùn)行穩(wěn)定、無振動。品牌可根據(jù)用戶實際水量、熱源條件定制設(shè)備規(guī)格，適配性極強(qiáng)。
(六)安全保障：設(shè)計完善，運(yùn)行無憂
配備多重安全防護(hù)裝置，除氧塔頭頂部配置雙DN150安全閥，可有效防止設(shè)備超壓運(yùn)行;貯水箱設(shè)置高、中、低三級水位監(jiān)測與報警系統(tǒng)，水位異常時可自動觸發(fā)停機(jī)保護(hù)，避免干燒、滿水等安全事故。除氧塔采用加厚鋼板焊接成型，經(jīng)水壓試驗檢測合格，可承受8度地震沖擊，結(jié)構(gòu)安全性極高;水箱內(nèi)再沸騰裝置進(jìn)一步提升運(yùn)行穩(wěn)定性，杜絕設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險。
三、適用場景與應(yīng)用價值
該設(shè)備主要適用于蒸發(fā)量5-200t/h的電站鍋爐、工業(yè)蒸汽鍋爐、熱水鍋爐給水除氧，以及熱網(wǎng)補(bǔ)充水、化工、紡織、食品加工、造紙等行業(yè)的工業(yè)用水除氧場景，目前已廣泛應(yīng)用于各地中小型熱電廠、工業(yè)園區(qū)、供暖公司、造紙廠、印染廠等單位。通過三級深度除氧，可有效減少熱力設(shè)備氧腐蝕，降低設(shè)備大修頻率，延長設(shè)備使用壽命8-12年;同時實現(xiàn)低品位余熱回收利用，大幅降低能源消耗與運(yùn)行成本，為工業(yè)熱力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障，是傳統(tǒng)除氧設(shè)備升級及新建項目的優(yōu)選設(shè)備。
