一、低位热力除氧器的工艺原理
低位热力除氧器的核心功能是去除锅炉给水中的溶解氧(及其他有害气体,如二氧化碳),避免管道与设备发生氧腐蚀,其工艺原理基于亨利定律与道尔顿分压定律,具体可分为三个关键环节:
1. 基础理论支撑
亨利定律:在一定温度下,气体在水中的溶解度与该气体在水面上方的分压成正比。当降低水面上方氧气的分压时,水中溶解氧会向气相扩散,实现 “脱除”。
道尔顿分压定律:混合气体的总压力等于各组分气体分压之和。若用蒸汽(惰性气体,不与水反应)填充除氧器内部空间,蒸汽分压会占据总压的绝大部分,从而大幅降低氧气分压,为溶解氧逸出创造条件。
2. 核心除氧流程
低位热力除氧器虽安装位置较低(通常低于锅炉给水泵),但除氧逻辑与高位热力除氧器一致,具体流程如下:
预热与升温:待除氧的给水(如凝结水、补给水)通过进水管进入除氧器,与内部的加热蒸汽(通常为锅炉产生的低压蒸汽)直接接触。蒸汽释放热量,将给水温度加热至对应压力下的饱和温度(例如,在常压下,饱和温度约为 100℃)—— 温度升高会进一步降低氧气在水中的溶解度,为后续除氧奠定基础。
汽水充分接触:除氧器内部设有填料层(如波纹板、多孔环)或淋水盘,给水通过填料 / 淋水盘时被分散成细小的水滴或水膜,增大汽水接触面积。同时,加热蒸汽从下方或侧面通入,与分散的给水逆向流动,实现 “蒸汽 - 水” 的充分混合,此时水面上方的蒸汽分压迅速升高,氧气分压趋近于零。
氧气逸出与排出:在饱和温度与低氧分压的双重作用下,水中溶解的氧气会快速从水中逸出,与少量未凝结的蒸汽混合后,通过除氧器顶部的排气阀持续排出,最终使给水含氧量降至国家标准要求(通常≤0.05mg/L)。
储水与输送:除氧后的合格给水储存于除氧器下部的水箱中,再通过锅炉给水泵升压后输送至锅炉,完成 “除氧 - 供水” 的闭环。
3. 低位设计的适配性补充
低位除氧器的 “低位” 主要体现在安装高度低于锅炉给水泵,因此需通过泵的吸入压力设计(如采用自吸泵或确保泵入口有足够静压)避免气蚀,但其核心除氧原理(热力除氧)与高位除氧器完全一致,仅在设备布局与配套泵组选型上有所调整。
二、低位热力除氧器的核心优势
相较于高位热力除氧器(需安装在高处,利用重力向给水泵供水),低位热力除氧器凭借其安装与运行特性,在工业场景中具备显著优势,具体可概括为以下四点:
1. 安装灵活,降低基建成本
空间适配性强:高位除氧器需配套高耸的钢架或平台(通常需安装在 10-20 米高度),对厂房高度与结构强度要求高;而低位除氧器可直接安装在地面或低矮平台上,无需大规模土建施工(如浇筑高平台、加固厂房承重),尤其适用于旧厂改造、厂房高度受限的场景。
布局更自由:可根据车间现有设备布局灵活调整安装位置,减少管道迂回,缩短汽水管道长度,间接降低管道采购与安装成本。
2. 运行稳定,减少安全风险
避免高位设备的安全隐患:高位除氧器若发生设备泄漏或平台坍塌,可能引发高空坠物、热水喷射等安全事故;低位除氧器安装在地面附近,维护与巡检更便捷,且事故发生时的风险范围更小,便于及时处理。
水位控制更精准:低位除氧器的水箱液位受重力影响小,液位计读数更稳定,可通过自动控制系统精准调节进水量与蒸汽量,避免因高位水箱液位波动导致的除氧效果不稳定。
3. 能耗优化,适配低参数场景
蒸汽利用效率高:低位除氧器通常适配低压蒸汽(如 0.1-0.3MPa 蒸汽),可直接利用锅炉排汽、汽轮机疏水等 “余热蒸汽”,无需额外消耗高压蒸汽,实现能量梯级利用,降低企业整体能耗。
减少散热损失:高位除氧器因安装位置高、暴露面积大,管道与设备的散热损失较明显;低位除氧器可更贴近热源与用水点,缩短蒸汽输送距离,减少热量损耗,间接提升除氧效率。
4. 维护便捷,降低运维成本
检修难度低:高位除氧器的检修需借助登高设备(如脚手架、升降机),操作复杂且耗时;低位除氧器的填料更换、阀门维护、液位计校准等工作可在地面完成,大幅降低检修人员的劳动强度,缩短停机维护时间。
设备寿命更长:低位除氧器的管道与接口受力更均匀(无高位重力导致的管道拉伸应力),且减少了因高位振动(如设备运行时的晃动)对接口密封的影响,降低泄漏概率,延长设备整体使用寿命。
5. 适配中小规模工业锅炉,性价比更高
对于中小型锅炉(蒸发量≤20t/h) ,低位除氧器的处理能力完全满足需求,且无需配套大功率的高压给水泵(高位除氧器需克服重力,泵的扬程要求更高),可选用常规低压给水泵,进一步降低设备采购与运行能耗成本,性价比显著优于高位除氧器。
三、总结
低位热力除氧器以 “热力除氧” 为核心原理,通过加热、汽水接触、排气实现给水除氧,同时凭借 “低位安装” 的特点,在安装灵活性、运行安全性、能耗经济性与维护便捷性上展现出突出优势。其不仅能满足工业锅炉对给水含氧量的严格要求,更能适配多种场景(尤其是空间受限、成本敏感的项目),成为中小型工业锅炉、旧厂改造项目中除氧设备的优选方案。





