中天恒远大气热力式旋膜除氧器工艺原理及设备优势

中天恒远大气热力式旋膜除氧器作为热力除氧领域的升级型设备，融合旋膜传质与大气热力除氧技术优势，相较于传统淋水盘式、喷雾式除氧器，实现了除氧效率与运行稳定性的双重提升，广泛适用于电站锅炉、工业蒸汽锅炉、热网系统及化工工艺用水等场景，可深度脱除水中溶解氧，有效遏制热力设备氧腐蚀，保障系统长期安全高效运行。本文将详细解析其工艺原理与核心设备优势。

一、工艺原理：旋膜传质+大气热力，实现深度除氧

设备以亨利定律与道尔顿分压定律为核心理论基础，在大气压力工况下(工作压力0.02-0.05MPa，对应饱和温度100-104℃)，通过“旋膜雾化吸热+填料深度除氧+再沸腾强化”的三级协同工艺，将给水快速加热至饱和温度，促使溶解氧及其他不凝结气体充分析出，同时及时排出析出气体，确保出水含氧量满足GB/T 1576-2022标准要求。

(一)核心结构支撑

设备主要由除氧塔头(核心工作区域)与除氧水箱两大部分组成，结构设计适配大气工况特性，核心部件布局科学合理。除氧塔头内部自上而下依次布置：旋膜器组(起膜管)、淋水篦子、蓄热填料液汽网、汽水分离器、蒸汽分配装置;除氧水箱用于储存经深度除氧后的合格给水，内部装配强力换热再沸腾装置，配套设置检修人孔、安全阀、水位计、可调式排氧阀等附件，保障运行安全与便捷维护。

旋膜器组为核心功能部件，由水室、汽室、旋膜管、进出水管件组成，旋膜管采用不锈钢材质，经特殊工艺加工，内壁呈螺旋状导流结构，可使水流形成稳定水膜;蓄热填料液汽网由特制不锈钢丝网与扁钢带组成，具备高效传热传质能力;汽水分离器采用新型结构设计，替代传统草帽锥形装置，可彻底消除排汽带水现象;再沸腾装置布置于水箱底部，可进一步提升水温、强化除氧效果。

(二)三级式除氧流程

大气热力式旋膜除氧器采用单塔三级除氧流程，通过“旋膜初除氧-填料深除氧-再沸腾精除氧”三个关键环节，实现溶解氧的逐步脱除，整个过程传热传质效率高，适配大气工况下的稳定运行需求，较传统除氧设备可提升除氧效率50%以上。

1. 一级除氧：旋膜雾化，快速吸热初脱氧

凝结水、化学补充水及各类疏水经进水管路进入除氧塔头顶部的旋膜器组水室，在水位差压作用下，通过旋膜管内壁的螺旋导流结构，以一定角度呈螺旋状喷出，形成均匀连续的水膜裙。与此同时，加热蒸汽经底部蒸汽分配装置均匀喷出，呈逆流状态向上流动，与下落的水膜充分接触。

水膜与蒸汽的接触面积较传统柱状水流提升3倍以上，传热效率高达98%，可在1-2秒内将水温快速提升至接近饱和温度(低于饱和温度2-3℃)。在此过程中，水中80%-90%的溶解氧快速析出，完成初级除氧，且旋膜流动可有效避免水流冲击导致的设备振动问题。

2. 二级除氧：填料接触，深度传热脱除氧

经初级除氧的水流通过淋水篦子完成二次分配，淋水篦子由多层交错排列的角形钢组成，可将水流均匀分散为淋雨状，平稳下落至下部蓄热填料液汽网。水流在填料层中与上升的二次蒸汽再次充分接触，填料层的多孔结构进一步扩大气液接触面积、延长接触时间，使水温快速升至饱和温度。

根据道尔顿分压定律，水中蒸汽分压大幅提升，剩余10%-15%的溶解氧被进一步压缩析出，形成微小气泡。通过填料层的拦截与导流，气泡与水流彻底分离，随蒸汽一同向上流动，经汽水分离器完成汽液分离，避免气泡随水流进入水箱，此环节可使水中含氧量降至10μg/L以内。

3. 三级除氧：再沸腾强化，精准精除氧

经二级除氧的给水流入除氧水箱，水箱内的再沸腾装置持续通入少量蒸汽，使水箱内给水保持微沸腾状态，破坏水体边界层，促使水中残留的微量溶解氧彻底脱附析出。同时，再沸腾装置可有效提升水温均匀性，减小水箱振动、降低运行噪音，进一步保障除氧效果稳定性。

设备顶部的可调式排氧阀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，避免氧气重新溶解于水中。正常运行状态下，排汽量可控制在入口水量的1‰以内，远低于传统除氧设备(1%-2%)，能源损失大幅降低。

二、设备优势：高效稳定，适配性广，节能突出

中天恒远大气热力式旋膜除氧器针对大气工况优化设计，在除氧效率、运行稳定性、节能效果及适配场景等方面具有显著优势，是传统除氧设备的理想升级替代产品。

(一)除氧高效：深度脱除，达标稳定

采用三级协同除氧工艺，除氧效果远超传统设备，运行时出水含氧量稳定控制在10μg/L以内，部分高端型号可低至5μg/L，完全满足GB/T 1576-2022标准及火力发电厂水汽质量要求。即使在机组启动阶段，含氧量也可控制在30μg/L以内，避免启动初期氧腐蚀问题。

旋膜传质技术的应用的使气液接触效率大幅提升，相较于淋水盘式除氧器，除氧效率提升50%以上，可快速响应工况变化，确保除氧效果长期稳定。

(二)运行稳定：抗扰性强，无振无噪

适配工况范围极广，可在入口水溶氧量高(≤10000μg/L)、入口水温低(≥13℃)、压力波动大(0.02-0.05MPa)的情况下稳定运行，支持定压、滑压及负压三种运行方式。当负荷突变25%、瞬间增补给水10%或改用低温汽源时，除氧水仍能保持合格，无断流、除氧失效等问题。

旋膜流动设计可有效避免水流冲击，汽水分离器彻底消除排汽带水现象，再沸腾装置减小水箱振动，设备运行时无明显振动、噪音极低，平均无故障运行时间(MTBF)突破12000小时，较传统淋水盘式除氧器提升20%以上。

(三)节能显著：热耗低，损耗小

排汽量极小，仅为入口水量的1‰以内，比传统喷雾式、淋水盘式除氧器减少1/2-1/3，无需额外配置排汽冷却器，简化系统布局的同时降低热耗。对于200MW机组配套设备，年可节约标准煤800吨以上，节能效益显著。

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，实现余热回收利用，进一步降低能源消耗;滑压运行模式下，节能效果更为突出，可降低热耗值4kcal/kwh。

(四)结构优化：紧凑耐用，运维便捷

采用“除氧塔头+水箱”一体化优化设计，相较于同出力传统设备，体积缩小30%、钢材消耗减少20%，100t/h处理量设备除氧塔高度仅5.0-5.5m，占地面积约8-12㎡，可适配中小型厂房、老旧车间改造等空间受限场景，节省土建投资。

核心部件旋膜管、填料层采用加厚不锈钢材质，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;设备无转动部件，运行过程中无机械磨损，每月仅需1次常规巡检(检查旋膜管通畅性、排氧阀工况)，年维护成本仅1.5-2.5万元，较传统设备降低50%以上，核心部件使用寿命可达15年以上。

(五)适配性广：易装易改，定制性强

设备重量较轻，单台100t/h处理量设备重量仅18-22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;安装流程简单，安装周期仅需3-4天，较传统设备缩短30%工期。

适配场景广泛，可满足蒸发量5-200t/h的电站锅炉、工业锅炉给水除氧，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需求。同时，支持对现有淋水盘式、喷雾式除氧器进行改造，改造费用仅为更换除氧头造价的1/2，200t/h以下出力设备改造周期可控制在半个月内，改造后运行稳定、无振动。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。

(六)安全保障：设计完善，运行无忧

配备多重安全防护装置，除氧塔头顶部配置双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。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;水箱内再沸腾装置进一步提升运行稳定性，杜绝设备运行风险。

三、适用场景与应用价值

该设备主要适用于蒸发量5-200t/h的电站锅炉、工业蒸汽锅炉、热水锅炉给水除氧，以及热网补充水、化工、纺织、食品加工、造纸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、工业园区、供暖公司、造纸厂、印染厂等单位。通过三级深度除氧，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8-12年;同时实现低品位余热回收利用，大幅降低能源消耗与运行成本，为工业热力系统的安全、经济、稳定运行提供重要保障，是传统除氧设备升级及新建项目的优选设备。