一、工藝原理：以 “旋膜霧化 + 熱力傳質(zhì)” 為核心的大氣環(huán)境除氧
大氣熱力式旋膜除氧器是熱力除氧技術的重要分支，核心依托 “亨利定律”“道爾頓分壓定律” 及 “旋流霧化強化傳質(zhì)” 原理，在大氣壓(絕對壓力約 0.1MPa) 環(huán)境下，通過蒸汽加熱與旋膜結(jié)構的協(xié)同作用，實現(xiàn)水中溶解氧(O₂)及有害氣體(CO₂、N₂等)的深度脫除，廣泛應用于工業(yè)鍋爐、熱電廠、供熱系統(tǒng)等給水處理場景，對應設計水溫為大氣壓力下的飽和溫度(約 100-102℃)。其工藝過程可細分為四大關鍵環(huán)節(jié)，形成 “預處理 - 核心除氧 - 二次強化 - 出水保障” 的完整鏈條：
1. 進水霧化：旋膜器的 “旋流切割 + 膜狀分散”
旋膜結(jié)構作用：待除氧的軟化水(或脫鹽水)經(jīng)頂部進水管進入除氧器后，首先進入旋膜器(核心部件) —— 該部件由 “旋流室 + 導流葉片 + 霧化噴頭” 組成，水流在旋流室內(nèi)受導流葉片引導形成高速旋轉(zhuǎn)流(流速可達 1.5-2.0m/s)，產(chǎn)生離心力;
膜狀分散效果：高速旋轉(zhuǎn)的水流通過霧化噴頭時，被切割為 “超薄水膜”(厚度僅 0.1-0.3mm)并沿除氧器內(nèi)壁螺旋向下流動，同時伴隨部分 “微小液滴”(直徑 0.5-2mm)的飛濺，相比傳統(tǒng)淋水盤式除氧器，水與蒸汽的接觸面積提升 60%-80%，且接觸界面更均勻;
防堵塞設計：旋膜器噴頭采用大孔徑導流結(jié)構(孔徑通常≥8mm)，配合旋轉(zhuǎn)水流的自清潔作用，可有效避免水中微小雜質(zhì)(如樹脂顆粒、管道銹蝕物)造成的堵塞，解決了噴霧式除氧器噴嘴易堵的痛點。
2. 核心除氧：大氣環(huán)境下的 “逆流加熱 + 氣體剝離”
蒸汽加熱與溫度飽和：除氧器下部通入飽和蒸汽(多為汽輪機低壓抽汽、鍋爐排汽或輔助蒸汽)，蒸汽自下而上流動，與旋膜器形成的 “水膜 / 液滴” 形成強烈逆流接觸，在大氣壓環(huán)境下快速將水溫加熱至飽和溫度(100-102℃)，此時水中溶解氣體的溶解度大幅降低;
分壓平衡與氣體擴散：根據(jù)道爾頓分壓定律，大氣壓力下蒸汽分壓占據(jù)氣相主導地位(不凝氣體分壓趨近于 0)，水中溶解的 O₂、CO₂等氣體迅速向氣相擴散，形成 “氣泡” 隨蒸汽上升;
旋流強化傳質(zhì)：螺旋向下的水膜在流動過程中，不斷與上升的蒸汽發(fā)生 “撞擊 - 混合 - 再分散”，每一圈螺旋均相當于一次 “傳質(zhì)刷新”，使氣體剝離效率比傳統(tǒng)柱式除氧器提升 40%-50%，單次除氧效率可達 95% 以上。
3. 二次除氧：填料層的 “深度凈化 + 氣液分離”
填料層作用：在旋膜器下方設置波紋填料層(材質(zhì)多為不銹鋼或聚丙烯)，填料形成密集的 “氣液通道”，未完全脫除氣體的水流流經(jīng)填料層時，再次被分散為 “細流”，與蒸汽進行二次接觸，將殘留溶解氧進一步剝離(從 0.5-1mg/L 降至 0.05mg/L 以下);
氣液分離優(yōu)化：填料層同時起到 “整流” 作用，避免上升蒸汽攜帶大量水滴(即 “帶水現(xiàn)象”)，確保氣相中的不凝氣體能順暢上升至頂部，減少氣體隨水流回落的風險。
4. 出水保障：儲水箱與排氣系統(tǒng)的穩(wěn)定控制
儲水緩沖與溫度維持：除氧后的水落入底部儲水箱(有效容積為每小時處理水量的 10-15 分鐘用量)，水箱內(nèi)設有 “再沸騰管”，通入少量蒸汽維持水溫在飽和溫度(±1℃)，防止水溫下降導致溶解氧重新析出;
自動排氣與壓力穩(wěn)定：除氧器頂部裝有雙級自動排氣閥(一級粗排、二級精排)，可根據(jù)氣相中不凝氣體濃度自動調(diào)節(jié)排氣量 —— 初始階段大量排氣，穩(wěn)定后微量排氣，既保證氣體充分排出，又減少蒸汽浪費(蒸汽損耗率≤1%);同時，水箱設有 “安全閥” 與 “壓力變送器”，確保大氣環(huán)境下設備壓力穩(wěn)定(避免超壓或負壓)。
二、核心優(yōu)勢：適配大氣場景的高效、穩(wěn)定與經(jīng)濟性
相比低壓淋水盤式除氧器(0.02-0.05MPa)、高壓除氧器(0.5-1.0MPa)，大氣熱力式旋膜除氧器憑借 “大氣環(huán)境適配性” 與 “旋膜結(jié)構創(chuàng)新”，在工業(yè)應用中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，具體可概括為四大特點：
1. 除氧效率高且穩(wěn)定：旋膜 + 填料雙重強化，適應負荷波動
高效脫除能力：旋膜霧化的 “大接觸面積” 與填料層的 “二次凈化” 結(jié)合，出水溶解氧濃度可穩(wěn)定控制在 **≤0.05mg/L**(滿足 GB/T 12145-2016 最高標準)，對 CO₂的脫除率也可達 90% 以上，避免后續(xù)管道與鍋爐的酸性腐蝕;
抗負荷沖擊強：在設計負荷的 40%-130% 范圍內(nèi)，旋膜器仍能保持穩(wěn)定的霧化效果，無需頻繁調(diào)整操作參數(shù)，尤其適合鍋爐負荷頻繁變化的場景(如供熱站、間歇式化工廠)，相比單級淋水盤式除氧器，負荷適應范圍擴大 30%。
2. 能源利用經(jīng)濟：適配多種低壓蒸汽，蒸汽損耗低
蒸汽來源靈活：可直接利用系統(tǒng)內(nèi)的低壓蒸汽(如汽輪機 0.08-0.12MPa 抽汽、鍋爐排汽)，無需額外升壓或降壓設備，若無現(xiàn)成蒸汽，也可配套小型常壓鍋爐(運行成本低于高壓蒸汽系統(tǒng));
蒸汽損耗可控：雙級自動排氣閥精準控制排氣量，蒸汽損耗率≤1%，遠低于傳統(tǒng)除氧器(3%-5%);同時，大氣環(huán)境下無需真空泵(對比真空除氧器)或高壓加熱設備(對比高壓除氧器)，運行能耗降低 30%-50%。
3. 運行維護簡便：結(jié)構耐用，故障率低
核心部件長壽命：旋膜器采用不銹鋼材質(zhì)(如 304、316L)，無易損件(如噴嘴、密封件)，正常工況下使用壽命可達 10-15 年，比噴霧式除氧器(5-8 年)延長 50%;
維護成本低：日常維護僅需每季度檢查旋膜器是否結(jié)垢(可通過反沖洗清理)、排氣閥密封性及再沸騰管加熱效果，無需拆解核心部件，年維護成本僅為真空除氧器的 1/3。
4. 安全性能優(yōu)異：大氣壓力設計，風險可控
無超壓風險：設備運行壓力為大氣壓，無需承受高壓(對比高壓除氧器)，設備壁厚僅需 6-10mm(比高壓除氧器薄 40%)，且配備安全閥與壓力報警系統(tǒng)，徹底避免 “超壓爆破” 風險;
低溫運行減腐蝕：除氧溫度為 100-102℃(低于高壓除氧器的 150-180℃)，大幅減少設備內(nèi)部的 “氧腐蝕”“氨腐蝕”，儲水箱與管道的腐蝕速率降低 60%，延長整個給水系統(tǒng)的壽命。
三、適用場景與技術局限
1. 典型適用場景
工業(yè)鍋爐給水處理(壓力≤5.29MPa 的中低壓鍋爐)，如化工、紡織、造紙廠的生產(chǎn)用鍋爐;
熱電廠與供熱系統(tǒng)(裝機容量 300MW 以下)，尤其適合利用汽輪機低壓抽汽的場景;
無低壓蒸汽但有常壓熱源的場景(如配套燃氣常壓鍋爐)，如小型供熱站、食品加工廠;
對除氧效率要求高且負荷波動大的場景(如調(diào)峰熱電廠、間歇式生產(chǎn)企業(yè))。
2. 技術局限
需飽和蒸汽供應：若系統(tǒng)內(nèi)無現(xiàn)成低壓飽和蒸汽，需額外配套蒸汽發(fā)生器，會增加初始投資(約比有蒸汽來源的場景高 20%-30%);
占地面積較大：相比真空除氧器，需容納旋膜器、填料層與儲水箱，設備體積約為同處理量真空除氧器的 1.2-1.5 倍，不適用于空間極度受限的場景;
低溫氣體脫除有限：對水中溶解的低溫難解吸氣體(如 H₂S、CH₄)脫除效果較差(脫除率≤60%)，若原水含此類氣體，需前置化學預處理(如加氧化劑)。
