1. 旋膜器组:核心射流与旋膜形成
旋膜式除氧器的核心部件是旋膜器组,通常由垂直放置的起膜管构成,管上端钻有切向小孔。当凝结水和补充水进入旋膜器组水室后,由于内外压差,水流以高速射流形式从小孔喷出,形成旋转水膜。此过程中:
射流卷吸作用:高速水流在喷入充满蒸汽的内孔时,强烈卷吸周围蒸汽,实现水汽瞬间混合加热,水温迅速升至饱和温度。
旋膜紊流强化传质:水流沿起膜管内壁旋转而下,形成高速旋转的紊流水膜裙,显著增大汽水接触面积,同时因离心力产生泰勒-盖特勒涡系,进一步增强传热传质效率。
2. 两级除氧结构:粗除氧与深度除氧结合
旋膜式除氧器采用两级除氧设计,确保氧气去除彻底:
第一级(旋膜段):完成约90%-95%的粗除氧。水流经旋膜器后,溶解氧因温度升高和压力降低迅速析出,通过排汽管排出。
第二级(填料层):水流经**液汽网填料**(不锈钢丝网或扁钢带结构),被分散成细密水膜,与二次蒸汽充分接触,进一步去除残余氧气,最终出水含氧量可降至5μg/L(高压)或15μg/L(低压),优于行业标准。
3. 结构优化设计
外壳与容器:采用筒形结构,封头焊接确保承压能力,分法兰连接(中小型)或人孔设计(大型)以便检修。
蒸汽分配系统:通过蒸汽分配盘或均匀分布的进汽管,确保蒸汽均匀上升,避免局部汽流死区,提高加热效率。
淋水篦子:用于水流二次分配,形成均匀淋雨状水流,优化后续填料层的除氧效果。
4. 热力学与流体力学原理
亨利定律与道尔顿分压定律:通过加热至饱和温度,降低氧气在水中的溶解度,并利用蒸汽分压差强制析出气体。
紊流状态下的传质强化:旋膜管内的紊流水膜显著提升雷诺数,打破层流边界层,加速氧气扩散至气相。
5. 材料与运行参数适配
耐腐蚀材料:起膜管、液汽网等关键部件采用不锈钢材质,确保长期运行的稳定性和低维护需求。
宽泛工况适应性:支持定压、滑压及负压运行,工作压力范围0.02-0.98MPa,温度覆盖104-158℃,适应不同锅炉系统的需求。
6. 节能与稳定性设计
低排汽量:旋膜结构减少蒸汽消耗,排汽损失较传统喷雾式降低30%-50%,节能效果显著。抗负荷波动:通过紊流与填料层的双重缓冲设计,适应进水温度、流量波动,维持稳定除氧效果。