旋膜式除氧器工作原理

旋膜式除氧器安装运行维护使用说明书济宁市鲁宁特种设备有限公司1.总述旋膜式除氧器是一种新型的热力除氧装置，它较好地克服了其它类型除氧器适应能力差、除氧效率低的缺点。

旋膜式除氧器的特点是：适应能力强，可在低温水、超负荷等条件下稳定运行；排气量小；除氧效率高，容氧稳定；运行可靠、维修方便。

2.用途除氧器是回热系统中的重要辅机之一，它的主要功能是除去软化水中的氧和二氧化碳等非冷凝气体，其次是软化水加热至除氧器运行压力下的饱和温度，而加热气源一般是电站汽轮机压侧的抽汽及其他方面余汽、高温疏水等，从而提高了系统的热经济性，并将达到标准含氧量的饱和水存储于除氧器水箱中，随时满足锅炉的需要，保证锅炉安全运行。

3.技术特性3.1技术规范GB150《钢制压力容器》、《电站压力式除氧器安全技术规定》3.2旋膜式除氧器工作原理旋膜式除氧器的传热传质方式与已有的液柱式、雾化式、和泡沸式不同，它是将上述的三种传热熔为一体的传热传质方式，其效率很高。

运行中水经水室喷进膜式管内，当水射到喷管内壁后立即沿喷管内壁旋流而下，形成高速旋转的水膜。

强烈的紊流状态强化了汽、水间的对流换热。

当水由喷管出口端喷出时，由于离心力的作用，形成一定角度的旋转水膜裙。

水膜裙是中空的，又因飞行冷凝，使其不仅有很大的吸热功能，而且有很强的解析能力。

3.3旋膜式除氧器工作过程旋膜式除氧器分为旋膜除氧器段和深度除氧器两段除氧。

来自低压加热器的锅炉给水首先进入除氧器的水室，由于一定的压差，水由进水孔射入膜式喷管，当水射到喷管内壁后立即沿喷管内壁旋流而下：在喷管出口端形成中空的旋转水膜裙。

水膜裙的内外两面与加热蒸汽充分接触，瞬间水被加热至饱和温度，绝大部分的非冷凝气体被迅速析出，旋膜除氧段初步除氧约90﹪。

初步除氧的水经集水锥（淋水盘）均匀地将水分配至填料层。

在填料层中水再次被分离成水膜状，使水的表面张力大大降低，且有足够停留时间与过热蒸汽接触，水中残余氧在填料层中被进一步析出，使除氧器出水含氧量达到标准要求（含氧量＜15 ug/L，高压含氧量＜15 ug/L），故该段称为深度除氧段。

浅析旋膜式除氧器发布时间：2021-09-17T05:42:02.209Z 来源：《中国电业》2021年第14期作者：刘艳琼[导读] 当前电力行业发展的如火如荼，锅炉作为发电系统重要的结构设备刘艳琼华西能源工业股份有限公司四川省自贡市 643000摘要：当前电力行业发展的如火如荼，锅炉作为发电系统重要的结构设备，其给水中氧含量过高会对管道设备等造成氧化腐蚀，影响其材料的结构强度，从而造成使用寿命减少。

因此对锅炉给水是热电工艺中的要求，也是国家相关部门的规范要求，另一方面也加热锅炉给水、减少给水在锅炉中的换热温差和吸热量，提高机组循环热效率，为电厂的经济运行和安全运行起到了重要的保障。

本文针对目前应用最广的热力除氧技术，介绍旋膜除氧器的具体结构和工作流程，以期可以为相关的发电企业在除氧器的结构优化改造提供借鉴。

关键词：热力除氧；旋膜除氧器；结构引言火力发电作为支撑国民经济的重要行业，在生产生活中起着重要的能源支撑作用，其中锅炉的给水品质决定着后期汽轮机的运行效率及整个系统的安全运行。

给水质量主要有水的硬度以及含氧量两个关键指标，水的硬度一般可以在进水处安装反渗透水处理设备进行软化。

而含氧量如果过高，会造成后期电力系统管道设备腐蚀，而且现在的发电工艺都是在高温高压下运行，更加加快化学腐蚀，影响设备结构强度，造成安全生产事故，给企业和社会带来经济损失甚至是人员伤亡。

另一方面，如果给水的氧含量过高，也会影响整个水汽换热的换热效率，使得热量分布不均匀，造成发电成本增加。

行业管理部门也给出了相关的标准规范条例，GB/T1576-2018新《工业锅炉水质》规定，当额定蒸发量≥10t/h的蒸汽锅炉以及额定功率≥7.0MW的承压热水锅炉必须除氧；额定蒸发量＜10t/h的蒸汽锅炉以及额定功率＜7.0MW的承压热水锅炉，如果发现局部氧腐蚀，也必须采取除氧措施，保证锅炉运行中不会出现氧腐蚀情况。

由此可见，除氧器在整个系统的运行中是极为重要的，是电厂热力系统中不可缺少的环节。

旋膜式除氧器安装、使用说明书Rotary film type deaerator installation, operation instruction一、旋膜除氧器的设计特征one, rotary membrane deaerator design features旋膜除氧器，是一种新型热力除氧器，可用于定压、滑压、负压等方式运行，适应于各类电站锅炉、工业锅炉给水及热电厂补给水或热用户用水的除氧。

Rotary membrane deaerator, is a new type of thermal deaerator, can be used for constant pressure, sliding pressure and negative pressure means such as operation, suitable for all kinds of power station boiler, industry boiler feed water and thermal power plant supplies water or hot water users of oxygen.旋膜除氧器的设计特征是：Rotary membrane deaerator design features are:利用气体在水中的溶解特性，通过加热蒸汽，将进入除氧器的补给水、凝结水（包括各种疏水）加热到与除氧器内部压力相对应的饱和温度。

根据亨利定律和道尔顿定律，溶解水中的氧和二氧化碳等非冷凝气体自水中析出，由顶部排气管排入大气，使水中的含氧量达到规定的标准，合格的除氧水贮存在除氧器下部的水箱中，随时准备锅炉给水的需要。

Using gas in water dissolving characteristic, through the heating steam, will enter the deaerator supply water, condensate (including all kinds of hydrophobic) heating to the deaerator internal pressure corresponding saturation temperature.According to Henry's law and Dalton law, the dissolution is the water of oxygen and carbondioxide and noncondensable gas from the water precipitation, the top exhaust pipe into the atmosphere, make the water of oxygen content meet the prescribed standard, qualified oxygen water stored in the lower part of deaerator water tank, ready to boiler feed water needs.旋膜除氧器，由于具备上述技术特性，尤为适用热电厂，热电厂的补给水量大（补水率最大要求100％），补给水温低（最低要求－15℃），含氧量高（约10000ug/L）。

除氧器是如何进行热力除氧除氧器是作为驱除锅炉给水中所含的溶解氧的设备，以保护锅炉避免氧腐蚀。

工作原理给水的除氧是电站锅炉或工业锅炉防止腐蚀的主要方法。

在容器中，溶解于水中的气体量是与水面上气体的分压成正比。

采用热力除氧的主法，即用蒸汽来加热给水，提高水的温度，使水面上蒸汽的分压力逐步增加，而溶解气体的分压力则渐渐降低，溶解于水中的气体就不断逸出，当水被加热至相应压力下的沸腾温度时，水面上全都是水蒸汽，溶解气体的分压力为零，水不再具有溶解气体的能力，亦即溶解于水中的气体，包括氧气均可被除去。

除氧的效果一方面决定于是否把给水加至相应压力下的沸腾温度，另一方面决定于溶解气体的排除速度，这个速度与水和蒸汽的接触表面积的大小有很大的关系。

大气式热力除氧原理根据水中气体的溶解特性，要想将水中任何一种气体除去时，只要将水面上存在的该气体除去即可，因此希望排除水中的各种气体，最好水面上只有水蒸汽而无其它气体。

热力除氧就是将水加热至沸点，氧的溶解度减小而逸出，再将水面上产生的氧气排除，使充满蒸汽，如此使水中氧气不断逸出，而保证给水含氧量达到给水质量标准要求。

热力除氧器：为了保证水面上只有水蒸汽存在，必须将水加热至沸腾温度（在稍高于大器压力即绝对大气压力下进行），在这种除氧设备又称大气式热力除氧器。

在热力除氧时、要保证有可靠的除氧效果，应该在设计和运行中满足下列条件针对除氧效果条件本技术改造拟达到的目标及采取具体措施1、增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀，不锈钢填料均匀厚实。

2、在整个水面上应保证水中溶解气体的压力与水面上该气体分压力之间有压力差。

系统工作压力：（kg/cm2绝对大气压力）；3、使水与蒸汽成相对方向流动，这样可以保证有最大可能的气体压力差和得到较完全的除氧。

4、必须迅速将水面上的气体去除，以免它们在水面上的分压力增高，这样就要求除氧器中气汽混合物要有足够的剩余压头，且排气管要有足够大的断面，装置要有足够的出力。

旋膜除氧器系列产品介绍及使用说明一、旋膜除氧器系列产品介绍(一)、概述除氧器是电站锅炉、工业锅炉系统中必备的设备，其主要功能为降低锅炉水中的氧含量，使之达到标准要求，以保障锅炉、汽轮机组和整个系统的金属部件在高温下不发生过度的氧化腐蚀。

热力除氧器是目前最常用的锅炉除氧设备。

随着高参数、大容量发电机组的发展，对热力除氧器的技术性能和对其特殊技术功能的要求愈来愈高，为使除氧水中溶氧趋于零，拓宽热力除氧器的范围，提高其运行的经济性和安全性，许多国家都对其进行了大量的研究工作，取得了很大成果。

当前国内外对热力除氧器研究和开发的方向，从传热传质机理上看，主要围绕雾化、泡沸和旋转膜；从设备形式上有立塔、卧塔和隐塔。

旋膜除氧器是80年代初在原膜式除氧器的基础上研究、创新、设计、制造成功的。

是国家科委公布的科研新成果，并获得一九八八年能源部科技进步三等奖。

旋膜除氧器迄今为止已有多个系列、多种型号、多种功用、从10t/h到1080t/h、有适于低温水低温汽源和取代中、小型机组高压加热器的旋膜除氧器问世。

至今已在300MW机组以下电站系统、石油化工、机械等行业应用，并取了很好的效果，技术水平在国内领先。

经过多年研究、制造及运行经验证明，旋膜除氧器是优于目前任何一种热力除氧器，是热力除氧设备的发展方向。

（二）、基本原理与技术特性旋膜除氧器是一种新型热力除氧器，它依据亨利定律，在结构上采用了三种不同功能的旋膜器组成的组件，建立了汽态区段传质方法，完善了旋膜技术，具有除氧效率高、适应性强、稳定性好和安全、节能以及适应于入口水溶氧高、水温低和低温汽源等优点，具有滑压启动、滑压运行、负压运行、定压运行等功能，在机组启动运行中其除氧效果均达到部颁标准的要求。

热力除氧器的技术指标主要是淋水密度、提升温度和溶氧的浓度差，从下表可见旋膜除氧器的效率好于其他形式除氧器。

说明：带#的为实测值，其余为文献资料查得。

旋膜除氧器的传热传质方式与已有的液柱式、雾化式和泡沸式不同，它是将射流、旋转膜和悬挂式泡沸三种传热传质方式缩化为一体的传热传质方式，因此有很高的效率。

旋膜除氧器的原理及应用在锅炉给水中，溶有多种气体，其中对热力设备危害最大的是溶解氧。

在热力系统中，由于水汽温度都较高，使得氧腐蚀的速度进一步加快。

锅炉给水的溶解氧是造成热力设备腐蚀的主要原因。

为防止和减轻热力设备的氧腐蚀，除去锅炉给水中的溶解氧，是保护热力设备经济运行必不可少的手段。

以合成氨装置为例为例，一般采用一级热力除氧方法，长期锅炉给水中氧含量超标，造成锅炉蒸汽品质不达标给汽轮机安全稳定运行带来一定的影响。

通过对旋膜除氧器原理的深入研究，结合合成氨装置生产特点，经过改造，使锅炉给水指标合格，保证装置内用户的需要。

1 除氧原理及除氧方法1.1除氧原理根据气体溶解定律(亨利定律：任何气体在水中的溶解度与此气体在气水界面上的分压力和水温有关)，某气体的分压力越大，则溶解度越大。

在一定压力下，随着水温增高，水蒸气的分压力增大，而空气和氧气的分压力越来越小。

在100 ℃时，氧气的分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。

当水面上压力小于大气压时，氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。

1.2 锅炉给水除氧方法(1) 热力除氧包括大气式热力除氧和喷射式热力除氧。

其原理是将水加热至沸点，氧的溶解度减小而逸出，再将水面上产生的氧气排除，使之充满蒸汽，如此水中的氧气不断逸出，从而使给水含氧量达到给水质量标准的要求。

(2) 真空除氧一般在30～60 ℃温度下进行，是一种中温除氧技术。

相对于热力除氧技术来说，它的加热条件有所改善，锅炉自耗汽量减少，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。

另外还增加了换热设备和循环水箱。

(3) 亚硫酸钠除氧一种炉内加药除氧法。

该方法投资低，操作简单。

但此法加药量不易控制，除氧效果不可靠，无法保证达标。

另外还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪费，是不经济的。

因此该方法一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热力系统中作为辅助除氧方式。

(4) 钢屑除氧让含有氧气的水通过特制的疏松多孔粒状物海绵铁滤料，氧气与铁发生彻底的氧化反应从而保证出水溶解氧含量在0.05mg/L以下。

除氧器工作原理凝结水及补充水首先进入除氧头内旋膜器组水室，在一定的水位差压下从膜管的小孔斜旋喷向内孔，形成射流，由于内孔充满了上升的加热蒸汽，水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来（试验证明射流运动具有卷吸作用）；在极短时间很小的行程上产生剧烈的混合加热作用，水温大幅度提高，而旋转的水沿着膜管内孔壁继续下旋，形成一层翻滚的水膜裙，（水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚），此时紊流状态的水传热传质效果最理想，水温达到饱和温度。

氧气即被分离出来，因氧气在内孔内无法随意扩散，只能随上升的蒸汽从排汽管排向大气（老式除氧器虽加热了水，分离出了氧但氧气比重大于加热蒸汽，部分氧又被下流的水带入水箱，也是造成除氧效果差的一种原因）。

经起膜段粗除氧的给水及由疏水管引进的疏水在这里混合进行二次分配，呈均匀淋雨状落到装到其下的液汽网上，再进行深度除氧后才流入水箱。

水箱内的水含氧量为高压0-7цɡ/L,低压小于15цɡ/L达到部颁运行标准。

因旋膜式除氧器在工作中使水始终处于紊流状态，并有足够大的换热表面积，所以传热传质效果越好，排汽量小（即用与加热的蒸汽量少,能源损失小带来的经济效益也可观）除氧效果好产生的富裕量能使除氧器超负荷运行（通常可短期超额定出力的50%）或低水温全补水下达到运行标准。

一、旋膜式除氧器用途及优点旋膜式除氧器是一种最新型热力式除氧器，被列为电力部重点推广产品。

旋膜式除氧器具有以下优点：1：除氧效率高，给水含氧量合格率100%。

大气式除氧器给水含氧量应小于15μg/L，压力式除氧器给水含氧量应小于7μg/L。

2：除氧器运行时稳定，无震动。

可适用于负压启动、滑压运行，减免了启动和运行中的人工繁杂调节操作。

3：适应性能好，换热时间快，除氧器可在低水温下，且可短期超出力50％左右运行。

4：与喷雾型除氧器相比排汽量小，耗能少。

二、旋膜式除氧器结构及原理旋膜式除氧器的结构是由除氧头和水箱组成。

我们重点介绍除氧头的结构原理。

大气式旋膜除氧器溶氧超标的原因分析及处理发表时间：2017-01-17T17:36:51.723Z 来源：《电力设备》2016年第22期作者：张青白志强[导读] 大气式旋膜除氧器为近年来大量装备的电厂除氧设备，溶氧超标是除氧器运行中经常遇到的现象之一。

（中国神华煤制油化工有限公司榆林能源化工分公司 719300）摘要：大气式旋膜除氧器为近年来大量装备的电厂除氧设备，溶氧超标是除氧器运行中经常遇到的现象之一。

本文主要从运行调整的角度出发，介绍了通过合理操作，有效降低溶氧的过程。

关键词：大气式旋膜除氧器；溶氧；解决神华榆林能源化工分公司动力装置所选用的低压除氧器为青岛磐石容器厂生产的大气式旋膜式除氧器。

该除氧器设计处理能力450t/h，运行压力0.02Mpa(G)，出水温度104℃，设计出水含氧量15ppb(ug/L)。

由于受到下游蒸汽和用水量限制，自该设备投运以来，两台除氧器出力基本维持在50%左右，其出水溶氧长期超标，在恶劣情况下溶氧甚至可达到170ppb，给下游的有序生产造成了严重影响，除氧器运行人员进行调整排氧阀开度等操作对溶氧效果影响不大。

一.大气式旋膜除氧器工作原理大气式旋膜除氧器结构包括除氧塔头、除氧水箱以及接管和外接件组成,其主要部件除氧塔头是由外壳、旋膜器(起膜管)、淋水篦子、蓄热填料液汽网（不锈钢丝网）等部件构成。

除氧过程就是除盐水进入除氧头内旋膜器组水室,在一定的压差下从膜管的小孔斜旋喷向内孔,形成旋转下流的射流,由于内孔充满了上升的加热蒸汽,水在射流运动中便将大量的加热蒸汽吸卷进来,在极短时间内很小的行程上产生剧烈的混合加热作用,水温大幅度提升,而旋转的水膜沿着膜管内孔壁继续下旋,形成一层翻滚的水膜裙(水在旋转流动时的临界雷诺数下降很多即产生紊流翻滚),此时紊流状态的水传热传质效果最理想,水温在旋膜管底部接近饱和温度,氧气即被分离出来，并随上升的蒸汽从排汽管排向大气。

这是其一级除氧过程。