一、旋膜式除氧器的工作原理
旋膜式除氧器基于亨利定律和道爾頓分壓原理,通過加熱給水并創(chuàng)造低氧分壓環(huán)境,使溶解在水中的氧氣析出,達到除氧的目的。其核心在于利用特制的旋膜管束結(jié)構(gòu),使進入除氧器的水在高速旋轉(zhuǎn)的薄膜表面形成薄水膜,極大地增加了水與蒸汽的接觸面積和接觸時間,促進了氧氣的快速解析和擴散。
具體而言,當給水進入除氧器后,首先被加熱至接近飽和溫度,隨后進入旋膜管束區(qū)域。在這里,水流被高速旋轉(zhuǎn)的旋膜管束切割成無數(shù)微小的水膜,這些水膜在離心力的作用下緊貼管壁并快速旋轉(zhuǎn)。同時,來自鍋爐的過熱蒸汽或飽和蒸汽通過噴嘴噴入除氧器,與水膜進行充分的熱質(zhì)交換。由于蒸汽中的氧分壓遠低于水中溶解氧的平衡分壓,水中的溶解氧迅速析出并隨蒸汽排出,從而實現(xiàn)高效除氧。
二、結(jié)構(gòu)特點
旋膜式除氧器的結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮了除氧效率和設(shè)備穩(wěn)定性的需求,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1. 旋膜管束:作為除氧器的核心部件,旋膜管束采用特殊材質(zhì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計,確保水膜形成均勻且穩(wěn)定,同時具有良好的抗腐蝕性和耐磨性。
2. 蒸汽分配裝置:通過合理的蒸汽噴嘴布局和流量控制,確保蒸汽能夠均勻分布在整個除氧空間內(nèi),與水膜充分接觸,提高除氧效率。
3. 加熱系統(tǒng):采用高效加熱元件或換熱器,確保給水能夠迅速達到所需的加熱溫度,為除氧過程提供足夠的熱量支持。
4. 水位控制系統(tǒng):通過自動或手動方式調(diào)節(jié)除氧器內(nèi)的水位,確保水膜形成穩(wěn)定且避免水位過高或過低對除氧效果的影響。
5. 安全保護裝置:包括超壓保護、超溫保護、水位報警等裝置,確保設(shè)備在異常情況下能夠自動停機并發(fā)出警報,保障生產(chǎn)安全。
在操作流程方面,旋膜式除氧器的運行遵循著一套嚴謹而高效的步驟,確保水質(zhì)處理過程既安全又可靠。以下是其典型操作流程的簡述:
1. 啟動準備:首先,檢查除氧器的各項部件是否完好,包括旋膜管束、蒸汽分配裝置、加熱系統(tǒng)、水位控制系統(tǒng)及安全保護裝置等。確認無誤后,開啟進水閥門,使待處理的給水緩緩進入除氧器內(nèi),同時啟動加熱系統(tǒng),對給水進行預熱。
2. 加熱至設(shè)定溫度:隨著加熱系統(tǒng)的持續(xù)工作,給水逐漸被加熱至接近飽和溫度,這是除氧過程的關(guān)鍵一步。通過溫度傳感器實時監(jiān)測水溫,確保水溫達到并維持在最佳除氧溫度范圍內(nèi)。
3. 蒸汽注入與除氧:當水溫達到要求后,開啟蒸汽閥門,使過熱蒸汽或飽和蒸汽通過噴嘴均勻噴入除氧器內(nèi)。蒸汽與水膜在旋膜管束區(qū)域發(fā)生強烈的熱質(zhì)交換,水中的溶解氧在低氧分壓環(huán)境下迅速析出,并隨蒸汽流排出除氧器外部。
4. 水位調(diào)節(jié)與監(jiān)控:在整個除氧過程中,通過水位控制系統(tǒng)實時監(jiān)測并調(diào)節(jié)除氧器內(nèi)的水位,確保水位穩(wěn)定在一個合適的范圍內(nèi),既不過高也不過低,以免影響除氧效果和設(shè)備安全。
5. 檢測與調(diào)整:除氧完成后,利用水質(zhì)檢測儀器對出水進行取樣分析,檢測其溶解氧含量是否達到標準要求。如未達到,需根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整蒸汽量、加熱溫度或檢查旋膜管束等部件的工作狀態(tài),直至出水水質(zhì)合格。
6. 停機與維護:當除氧器完成一定周期的運行后,需按照操作規(guī)程進行停機,并對設(shè)備進行全面的檢查和維護。包括清理旋膜管束上的積垢、檢查蒸汽噴嘴的磨損情況、更換老化的密封件等,以保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運行和高效除氧性能。
通過上述操作流程的嚴格執(zhí)行,旋膜式除氧器能夠在現(xiàn)代工業(yè)水處理系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用,為鍋爐、熱力系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備提供安全、可靠的水質(zhì)保障。