旋膜除氧器作為熱力除氧設(shè)備中的佼佼者，廣泛應(yīng)用于電力、化工、冶金等行業(yè)的鍋爐給水系統(tǒng)中，其核心功能在于通過高效的除氧過程，保護(hù)鍋爐及其附屬設(shè)備免受氧腐蝕的侵害，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。本文將詳細(xì)闡述旋膜除氧器的一二級(jí)除氧裝置原理，以期為讀者提供深入的理解。
一，旋膜除氧器概述
旋膜除氧器是一種利用蒸汽與給水間熱交換實(shí)現(xiàn)除氧目的的設(shè)備，其核心優(yōu)勢在于高效、節(jié)能、運(yùn)行穩(wěn)定。它通過特殊的旋膜裝置和填料層結(jié)構(gòu)，使給水在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到飽和溫度并有效去除溶解氧，從而滿足鍋爐給水的嚴(yán)格要求。旋膜除氧器主要由除氧塔頭、除氧水箱、旋膜裝置、填料層、汽水分離器等部件組成，其中一級(jí)除氧裝置和二級(jí)除氧裝置是實(shí)現(xiàn)除氧功能的關(guān)鍵部分。
二，一級(jí)除氧裝置原理
一級(jí)除氧裝置主要由旋膜噴管、連通管、上下二層管板以及水室等部件組成。其工作原理可以概括為“旋膜形成—熱交換—初步除氧”三個(gè)步驟。
1、旋膜形成
當(dāng)鍋爐的凝結(jié)水或化學(xué)補(bǔ)充水等低溫給水進(jìn)入水室后，這些水首先經(jīng)過旋膜噴管上的小孔，以一定的角度和速度噴射到噴管內(nèi)壁。由于噴管內(nèi)壁的特殊設(shè)計(jì)，水在噴射過程中形成一層高速旋轉(zhuǎn)、向下流動(dòng)的水膜。這層水膜在旋膜管內(nèi)不斷旋轉(zhuǎn)并向下延伸，最終在噴管出口處，由于離心力的作用，形成一層極薄的水膜裙。
2、熱交換
與此同時(shí)，加熱蒸汽從旋膜管下方自下而上流動(dòng)，與水膜進(jìn)行充分接觸和熱交換。在這一過程中，水膜被迅速加熱，水溫逐漸升高，直至接近或達(dá)到除氧器工作壓力下的飽和溫度。此階段，水中的大部分熱量被蒸汽吸收，同時(shí)水中的溶解氧開始逐漸析出。
3. 初步除氧
由于水膜在旋膜管內(nèi)的高速旋轉(zhuǎn)和與蒸汽的充分接觸，使得水中的溶解氧在極短時(shí)間內(nèi)獲得足夠的動(dòng)能，克服液體表面張力從水中析出。雖然此階段除去的溶解氧量并非全部，但通常能夠達(dá)到90%至95%的除氧效果。此外，由于水膜在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的紊
流效應(yīng)，也促進(jìn)了氧氣分子與蒸汽的進(jìn)一步接觸和分離，提升了除氧效率。
三，二級(jí)除氧裝置原理
在初步除氧后，水進(jìn)入二級(jí)除氧裝置，該裝置通過更精細(xì)的填料層和更長的接觸時(shí)間，實(shí)現(xiàn)剩余溶解氧的深度去除。二級(jí)除氧裝置內(nèi)部填充了高效、多孔的填料，這些填料不僅增大了汽水接觸面積，還提供了復(fù)雜的流道，使水流在填料層中反復(fù)折流、分散，形成無數(shù)微小的水滴或薄膜。
1、深度熱交換與擴(kuò)散
在填料層中，蒸汽繼續(xù)與水滴或薄膜進(jìn)行深度熱交換，確保水溫達(dá)到甚至超過飽和溫度，進(jìn)一步促進(jìn)溶解氧的析出。同時(shí)，填料層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了汽液間的擴(kuò)散作用，使得氧氣分子能更有效地從水中脫離出來。
2、汽水分離與凈化
經(jīng)過深度除氧的水滴最終匯聚成流，進(jìn)入汽水分離器。在這里，通過重力沉降、離心分離等多種機(jī)制，將殘余的微小氣泡從水中徹底分離出來，確保出水水質(zhì)達(dá)到鍋爐給水的嚴(yán)格要求。同時(shí)，汽水分離器還能有效防止蒸汽的隨水流失，提高能源利用效率。
綜上所述，旋膜除氧器通過一級(jí)除氧裝置的初步除氧和二級(jí)除氧裝置的深度除氧，實(shí)現(xiàn)了對鍋爐給水中溶解氧的高效去除。其獨(dú)特的旋膜技術(shù)和優(yōu)化的填料層設(shè)計(jì)，不僅提高了除氧效率，還保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和節(jié)能效果，為電力、化工、冶金等行業(yè)的鍋爐安全運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
