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中天恒远低压淋水盘式除氧器工艺原理及设备优势

中天恒远低压淋水盘式除氧器作为工业热力系统中经典且可靠的除氧设备,以低压热力除氧技术为核心,凭借成熟的淋水盘结构设计,实现给水系统中溶解氧的高效脱除,广泛适用于中小型电站锅炉、工业蒸汽锅炉、热水锅炉及热网补充水系统等场景,可有效遏制氧腐蚀、保障热力设备长期稳定运行。本文将详细解析其工艺原理与核心设备优势。

一、工艺原理:低压加热+分层淋水,实现高效除氧

设备以亨利定律与道尔顿分压定律为核心理论基础,在接近大气压力(0.1-0.2MPa)的低压工况下,通过“分层淋水布水+逆流蒸汽加热”的协同工艺,将给水加热至对应压力下的饱和温度,促使水中溶解氧充分析出,同时及时排出析出气体,确保出水含氧量满足行业标准要求。

(一)核心结构支撑

设备主要由除氧塔(除氧头)与下部贮水箱两大部分组成,整体结构简洁稳固,核心部件适配低压工况设计。除氧塔为核心工作区域,内部自上而下依次布置进水管束、布水装置、多层淋水盘、汽液分离层、蒸汽分配管;贮水箱用于储存经深度除氧后的合格给水,配套设置检修人孔、安全阀、水位计、排氧阀等附件,保障运行安全与便捷维护。

淋水盘作为核心功能部件,采用不锈钢筛状多孔结构设计,单台设备配置3-5层淋水盘,层间间距合理布局,盘面开孔率达30%-40%,可将水流均匀分散为细小水柱;蒸汽分配管采用母管加耙管型式,布置于除氧塔底部,管壁开设均匀汽孔,确保加热蒸汽均匀上升;汽液分离层采用不锈钢丝网结构,可有效避免排汽带水,减少蒸汽浪费。

(二)分层式除氧流程

低压淋水盘式除氧器采用单塔分层除氧流程,通过“布水-淋水加热-析气-分离”四个关键环节,实现溶解氧的逐步脱除,整个过程传热传质稳定,适配低压工况下的运行需求。

1. 布水环节:均匀分配,预处理准备

凝结水、化学补充水及各类疏水经进水管束进入除氧塔顶部,通过布水装置完成初次分配。布水装置采用喇叭口式结构,可将水流均匀导流至上层淋水盘,避免局部水流集中导致的除氧不充分问题,同时降低水流冲击强度,为后续淋水成滴奠定基础。

2. 淋水加热环节:分层淋降,充分换热

经布水后的水流进入多层淋水盘,通过盘面筛状小孔均匀淋降,形成密集的细小水柱,自上而下依次穿过各层淋水盘。与此同时,加热蒸汽经底部蒸汽分配管的汽孔均匀喷出,呈逆流状态向上上升,与下落的水柱充分接触。在低压工况下(0.1MPa时饱和温度约99.6℃),蒸汽与水流快速完成热交换,将水温逐步加热至对应压力下的饱和温度,为溶解氧析出创造条件。

多层淋水盘的设计大幅增加了气液接触面积与接触时间,水流在逐层淋降过程中不断被加热,每经过一层淋水盘,水温便逐步提升,溶解氧随之逐步析出,较单层结构除氧效率提升40%以上,确保除氧过程平稳高效。

3. 析气环节:分压调控,氧汽分离

随着水温升至饱和温度,水中蒸汽分压大幅提升,根据道尔顿分压定律,氧气等不凝结气体的分压被逐步压缩至接近零,溶解在水中的氧气快速析出,形成微小气泡。析出的氧气气泡随上升蒸汽一同向上流动,在汽液分离层完成初步分离,避免气泡随水流进入贮水箱。

设备顶部配置可调式排氧阀,可实时排出析出的氧气及少量不凝结气体,防止气体在除氧塔内积聚导致氧气分压升高,从而避免氧气重新溶解于水中,保障除氧效果稳定。在正常运行状态下,排汽量可控制在总蒸汽量的1%以内,能源损失较低。

4. 储存环节:稳定缓存,保障供水

经深度除氧后的合格给水,通过除氧塔底部流至贮水箱,贮水箱有效容积设计为机组额定蒸发量的10%-15%,可缓存一定量的除氧水,平衡给水泵流量波动,为锅炉等热力设备提供稳定的给水供应。同时,贮水箱内设置水位监测装置,实时监控水位变化,确保运行安全。

二、设备优势:适配低压,稳定可靠,性价比突出

中天恒远低压淋水盘式除氧器针对低压工况优化设计,在结构稳定性、运行可靠性、成本控制及适配场景等方面具有显著优势,完美契合中小型工业热力系统的运行需求。

(一)结构简洁:稳固耐用,故障率低

采用“除氧塔+贮水箱”经典分体结构,取消复杂的雾化喷嘴、旋膜组件等易损部件,核心部件仅为多层淋水盘与蒸汽分配管,结构简洁且受力均匀。淋水盘采用加厚不锈钢材质,经冲压成型工艺加工,抗冲击、耐腐蚀性能优异,可耐受长期水流冲刷与蒸汽侵蚀,不易变形、堵塞。

设备整体无转动部件,运行过程中无机械磨损,平均无故障运行时间(MTBF)突破10000小时,较同类低压除氧设备提升30%以上。同时,除氧塔内部空间开阔,检修时人员可便捷进入,清理、维护工作量极小,大幅降低设备运维难度。

(二)运行可靠:适配低压,工况稳定

专为低压工况(0.1-0.2MPa)设计,运行压力接近大气压,系统操作简单,无需复杂的压力调控装置,可实现负压启动与滑压运行,适配中小型热力系统负荷波动较小的工况需求。出水含氧量稳定控制在15μg/L以内,完全满足GB/T 1576-2022标准要求,可有效减缓锅炉、管道的氧腐蚀,延长设备使用寿命5-8年。

加热蒸汽适配性强,可直接利用系统低压乏汽、锅炉排汽等低品位热源,无需额外配置高压蒸汽源,不仅降低能源消耗,还实现了余热回收利用。在低水温、低负荷工况下,仍能保持稳定的除氧效果,无断流、除氧失效等问题,运行稳定性显著优于传统喷雾式低压除氧设备。

(三)成本可控:投资省,运维成本低

设备结构简单,核心部件加工工艺成熟,制造成本较旋膜式、喷雾式除氧设备降低20%-30%,单台100t/h处理量设备投资成本可节省8-12万元,尤其适合中小型企业预算有限的场景。同时,设备无需高精度控制仪表与复杂的自动控制系统,初期安装调试成本低,安装周期仅需2-3天。

运维成本极低,每月仅需1次常规巡检(检查淋水盘开孔、排氧阀工况),无需频繁更换部件,年维护成本仅1-2万元,较同类设备降低60%以上。核心部件不锈钢材质使用寿命可达15年以上,大幅减少设备更换成本与停机损失。

(四)适配性广:易装易运,场景适配强

设备体积紧凑,100t/h处理量设备除氧塔高度仅4.5-5.0m,占地面积约8-10㎡,可直接适配中小型厂房、老旧车间改造等空间受限场景,无需额外扩建土建基础,单项目可节省土建成本10-15万元。设备重量较轻,单台设备重量仅15-20吨,可通过普通货车运输,山区、偏远厂区等复杂场景无需特种运输车辆。

适配场景广泛,可满足蒸汽锅炉、热水锅炉给水、热网补充水、化工中小企业工艺用水等多种场景的除氧需求,尤其适合对除氧精度要求适中、负荷稳定的中小型热力系统。同时,品牌可根据用户实际水量、热源条件定制设备规格,适配性极强。

(五)安全保障:设计完善,运行无忧

配备双重安全防护装置,除氧塔顶部配置双DN150安全阀,可有效防止设备超压运行;贮水箱设置高、中、低三级水位监测与报警系统,水位异常时可自动触发停机保护,避免干烧、满水等安全事故。同时,除氧塔采用加厚钢板焊接成型,经水压试验检测合格,可承受8度地震冲击,结构安全性极高。

三、适用场景与应用价值

该设备主要适用于蒸发量2-100t/h的中小型蒸汽锅炉、热水锅炉给水除氧,以及热网补充水、化工、纺织、食品加工等行业的工业用水除氧场景,目前已广泛应用于各地中小型热电厂、造纸厂、印染厂、供暖公司等单位。通过高效除氧,可有效减少热力设备氧腐蚀,降低设备大修频率,延长设备使用寿命,同时实现低品位余热回收利用,降低能源消耗与运行成本,为中小型工业企业热力系统的安全、经济运行提供重要保障,是性价比极高的工业用水除氧优选设备。

(责任编辑:李德馨)