一、高压喷雾式除氧器的工艺原理
高压喷雾式除氧器是热力除氧技术的进阶形式，核心功能同样是去除锅炉给水中的溶解氧及有害气体，但其通过 “高压喷雾” 设计强化汽水接触效率，适配高压工况需求，工艺原理仍以亨利定律与道尔顿分压定律为基础，具体可分为三个核心环节：
1. 基础理论与高压工况的适配
亨利定律的高压应用：在高压环境下，气体在水中的溶解度虽随压力升高略有上升，但通过提升水温至 “高压对应的饱和温度”(如压力 0.5-1.0MPa 时，饱和温度约 151-180℃)，可大幅抵消压力对溶解度的影响 —— 温度升高带来的 “溶解度降低效应” 远大于压力升高的 “溶解度提升效应”，最终实现溶解氧的高效脱除。
道尔顿分压定律的强化：高压工况下，除氧器内部总压更高，通入的高压加热蒸汽(通常与除氧器工作压力匹配)能更快占据气相空间，使氧气分压被压缩至极低水平(趋近于零)，为溶解氧从水中逸出提供更强的 “驱动力”。
2. 核心除氧流程(高压喷雾 + 热力协同)
高压喷雾式除氧器的关键在于 “将给水高压雾化”，通过增大汽水接触面积、缩短传质距离，提升除氧效率，具体流程如下：
高压雾化预处理：待除氧的给水(凝结水、补给水等)经高压给水泵升压(压力通常高于除氧器工作压力 0.2-0.3MPa)后，通过除氧器顶部或侧壁的高压雾化喷嘴(雾化粒径可控制在 50-100μm)喷出，形成均匀的雾状水滴。雾化后的水滴比表面积较传统淋水盘 / 填料层分散的水滴增大 10-20 倍，极大缩短了氧气从水相扩散至气相的距离。
高压蒸汽加热与混合：与雾化给水同步，高压加热蒸汽(通常来自锅炉主蒸汽、汽轮机抽汽，压力与除氧器工作压力一致)从除氧器下部或中部通入，雾状水滴与高温蒸汽在除氧器内部快速混合 —— 蒸汽释放热量，瞬间将雾状给水加热至当前压力下的饱和温度，避免因水温未达饱和导致的 “溶解氧残留”。
高效脱气与排气：在 “高压 + 饱和温度” 的双重作用下，雾状水滴中的溶解氧会以极快的速度逸出(传质效率较传统热力除氧器提升 30% 以上)，与少量未凝结的蒸汽混合形成 “乏汽 - 氧气混合气体”。由于除氧器内部为高压环境，混合气体通过顶部的压力调节型排气阀(带压力反馈功能)精准排出，确保除氧器内压力稳定的同时，避免氧气在内部积聚，最终使给水含氧量降至≤0.005mg/L(远优于常规热力除氧器的≤0.05mg/L)。
储水与稳压输送：除氧后的合格给水落入除氧器下部的高压水箱(能承受与除氧器一致的工作压力)，水箱内设有 “水位 - 压力联动控制系统”，通过调节进水量与蒸汽量，维持水箱内水位稳定。最终，高压给水通过锅炉给水泵(无需额外大幅升压，仅需补充管道阻力损失)直接输送至高压锅炉或超高压锅炉，满足高参数锅炉对 “高压给水” 的需求。
3. 高压设计的关键技术保障
雾化喷嘴的可靠性：采用耐磨、耐高温的合金材质(如 316L 不锈钢)，确保在高压、高温工况下不磨损、不堵塞，维持稳定的雾化效果;喷嘴设计为 “防滴漏型”，避免非雾化水流直接落入水箱，影响除氧效率。
压力与温度的协同控制：配备 “蒸汽压力调节阀” 与 “给水流量调节阀”，通过 PLC 控制系统实现 “蒸汽量 - 给水量 - 温度 - 压力” 的联动调节，确保除氧器内始终处于 “饱和温度 - 对应压力” 的匹配状态，避免因参数失衡导致的除氧效果下降。
二、高压喷雾式除氧器的应用范围
高压喷雾式除氧器凭借 “高压适配性强、除氧效率高、出水水质优” 的特点，主要应用于对 “给水压力、含氧量要求严苛” 的高参数工业场景，具体可分为以下四大类：
1. 高参数火力发电厂(主力应用场景)
适用机组类型：主要用于亚临界、超临界、超超临界压力火力发电机组(锅炉出口压力≥16.7MPa，蒸汽温度≥538℃)—— 这类机组的锅炉给水需承受极高压力，且对含氧量要求极严(含氧量过高会导致锅炉水冷壁、汽轮机叶片发生 “应力腐蚀开裂”)，常规热力除氧器无法满足 “高压给水 + 超低含氧量” 的双重需求，而高压喷雾式除氧器可直接提供 “高压 +≤0.005mg/L 含氧量” 的给水，完美适配机组运行要求。
具体应用环节：作为机组 “给水除氧系统” 的核心设备，处理来自凝汽器的凝结水、化学补给水，经除氧后输送至锅炉省煤器，为锅炉提供合格的高压给水。
2. 大型工业高压锅炉系统
适用行业与锅炉类型：涵盖石油化工、煤化工、冶金(如钢铁厂)、建材(如水泥厂) 等行业的大型高压锅炉(蒸发量≥40t/h，工作压力≥3.82MPa)—— 这类锅炉通常用于生产高压蒸汽，驱动蒸汽轮机发电或为工艺过程提供高温高压热源，对给水含氧量的要求远高于中小型锅炉(需≤0.01mg/L)，且需给水具备一定压力以减少锅炉给水泵的能耗，高压喷雾式除氧器可同时满足这两项需求。
典型应用案例：煤化工行业的 “煤制烯烃” 项目中，配套的高压蒸汽锅炉(压力 9.8MPa，温度 540℃)需使用高压喷雾式除氧器处理给水，避免因氧气腐蚀导致锅炉管泄漏，影响连续生产。
3. 核能发电辅助系统
适用场景：用于核电站常规岛的辅助给水系统—— 核电站的主给水系统通常采用 “真空除氧 + 高压加热” 组合工艺，但辅助给水系统(在主给水系统故障时为蒸汽发生器供水)需快速提供合格给水，且辅助锅炉(或蒸汽发生器)工作压力较高(通常≥4.0MPa)，高压喷雾式除氧器凭借 “启动速度快、除氧效率高” 的特点，可作为辅助给水系统的核心除氧设备，确保应急状态下的给水水质。
技术要求：需满足核电站 “设备可靠性高、抗辐射干扰” 的要求，除氧器材质需具备良好的抗腐蚀性能，控制系统需具备 “冗余设计”，避免单一故障导致设备停运。
4. 其他高压力、高水质要求的特种场景
船舶动力系统：大型远洋货轮、邮轮的 “高压蒸汽动力装置”(如某些船舶的主机采用蒸汽轮机驱动)，其配套的小型高压锅炉(压力 6.0-8.0MPa)需使用高压喷雾式除氧器，原因在于船舶空间有限，传统高位热力除氧器无法安装，而高压喷雾式除氧器体积紧凑，且能适配船舶摇摆工况下的稳定运行(雾化喷嘴在摇摆时仍能保持均匀喷雾)。
地热发电系统：利用高温地热蒸汽发电的项目中，若需将地热凝结水回收作为锅炉给水，由于地热凝结水中可能含有微量腐蚀性气体(如硫化氢、二氧化碳)，且锅炉通常为高压工况(压力 3.0-5.0MPa)，需采用高压喷雾式除氧器同时去除溶解氧与其他有害气体，确保给水水质符合锅炉要求。
5. 不适用于的场景
中小型工业锅炉(蒸发量≤20t/h，工作压力≤2.5MPa)：这类锅炉对给水压力和含氧量要求较低，使用高压喷雾式除氧器会导致 “设备投资过高、运行能耗浪费”，性价比远低于常规低位热力除氧器或真空除氧器。
常压或低压热水锅炉：这类锅炉无需高压给水，且含氧量要求宽松(通常≤0.1mg/L)，采用高压喷雾式除氧器属于 “过度设计”，不符合经济性原则。
三、总结
高压喷雾式除氧器通过 “高压雾化强化汽水接触” 与 “热力除氧” 的协同作用，实现了 “高压适配、超低含氧量、高效脱除” 的核心优势，其工艺原理的关键在于 “高压雾化提升传质效率” 与 “参数协同控制保障稳定运行”。在应用范围上，其主要服务于高参数火力发电、大型工业高压锅炉、核能辅助系统等对给水压力和水质要求严苛的场景，同时在船舶动力、地热发电等特种领域也有重要应用，是高参数能源与工业系统中保障设备安全、提升运行效率的关键设备。
