锅炉除氧器工作原理及特点优势

锅炉除氧器是保障锅炉系统安全运行的关键设备，其核心功能是去除锅炉给水中的溶解氧及其他腐蚀性气体(如二氧化碳)，从根源上防止锅炉本体、省煤器、管道等部件发生氧腐蚀，延长设备使用寿命，同时避免因腐蚀产物(如铁锈)沉积导致的传热效率下降、管道堵塞等问题。根据工作原理的差异，锅炉除氧器可分为热力式、吸附式、电化学式、化学加药式四大类，不同类型适用于不同锅炉参数(压力、容量)与工况需求。以下从分类解析、核心原理、共性与差异化优势三方面展开详细说明。​

一、锅炉除氧器核心分类与工作原理​

锅炉给水的除氧需求随锅炉压力等级提升而严格(低压锅炉允许溶解氧≤0.1mg/L，高压锅炉需≤0.05mg/L)，不同类型除氧器通过不同机制实现达标，具体原理如下：​

(一)热力式除氧器(主流类型，适用于中高压锅炉)​

热力式除氧器基于 “亨利定律” 与 “道尔顿分压定律”，通过加热给水至对应压力下的饱和温度，降低氧气在水中的溶解度，促使氧气逸出，是工业锅炉(尤其是中高压锅炉)最常用的类型，又可细分为旋膜式、喷雾填料式、真空式三种。​

1. 旋膜式热力除氧器(应用最广泛)​

工作原理：待除氧的给水先进入 “旋膜器”，在离心力作用下沿器壁形成 0.1-0.5mm 的环形水膜，同时部分水流被雾化，大幅扩大与蒸汽的接触面积;来自锅炉的饱和蒸汽从底部逆向通入，快速将水温加热至饱和温度(如常压下 100℃，高压下随压力升高而升高)，此时水中氧气溶解度急剧下降，以气泡形式从水膜 / 水雾中逸出;逸出的氧气与未冷凝蒸汽混合后，向上流经顶部填料层(不锈钢波纹填料)，残留溶解氧进一步解析，最终通过自动排气阀排出。整个过程分为 “膜化雾化 - 加热解析 - 深度除氧” 三阶段，可将溶解氧降至 0.05mg/L 以下。​

适用场景：中高压锅炉(压力 1.6-10MPa)、大流量给水系统(处理量 10-1000t/h)，如火力发电厂、大型化工企业锅炉。​

2. 真空式热力除氧器(适用于低压 / 无蒸汽热源场景)​

工作原理：采用密闭真空罐，通过真空泵将罐内压力降至低于大气压(通常为 0.02-0.08MPa 绝压)，使给水在较低温度(40-60℃)下达到饱和状态，氧气随压力降低而逸出;同时通过喷淋装置将水雾化，加速氧气解析，再经填料层深度除氧。无需消耗大量蒸汽，仅需少量电能维持真空度。​

适用场景：低压锅炉(压力≤1.6MPa)、无蒸汽热源的中小型企业(如食品厂、纺织厂)，或对水温敏感的工艺。​

(二)吸附式除氧器(适用于低压 / 常温工况)​

吸附式除氧器依靠固体吸附剂与水中溶解氧的物理 / 化学作用实现除氧，核心代表为过滤式海绵铁除氧器(此前专项解析过，此处聚焦锅炉适配性)。​

工作原理：给水先经预处理去除悬浮物与余氯，再以 0.5-1.5m/h 的滤速流经海绵铁滤料层(多孔结构，比表面积 20-30m²/g);海绵铁中的活性 Fe 与溶解氧发生化学反应：2Fe + 2H₂O + O₂ = 2Fe(OH)₂，生成的 Fe (OH)₂进一步氧化为 Fe (OH)₃，附着于滤料表面;通过反冲洗(3-5m/h 流速)去除沉淀物，恢复滤料活性。除氧精度可达 0.05mg/L 以下，全程常温运行。​

适用场景：低压锅炉(压力≤1.6MPa)、小型锅炉(容量≤10t/h)，如小区供暖锅炉、小型工厂生产锅炉，尤其适合无蒸汽热源、追求低能耗的场景。​

(三)电化学式除氧器(适用于高精度 / 复杂水质)​

电化学式除氧器通过电极反应主动消耗溶解氧，分为 “单极电解” 与 “三位一体(真空 + 电化学 + 化学)” 两种，后者精度更高，适用于对除氧要求严苛的锅炉。​

工作原理：给水先经真空预处理去除 50%-80% 氧气，再进入电解缸;电解缸内阳极(如铁板)发生氧化反应：Fe → Fe²⁺ + 2e，阴极发生还原反应：O₂ + 4e + 2H₂O → 4OH⁻;Fe²⁺与 OH⁻结合生成 Fe (OH)₂，进一步与残留氧气反应，实现深度除氧。整个过程无需药剂，依赖电能驱动，除氧精度可达 0.01mg/L 以下。​

适用场景：高压锅炉(压力≥10MPa)、超高压锅炉，或原水水质复杂(如含重金属、高硬度)的场景，如大型火力发电厂、核电站辅助锅炉。​

(四)化学加药式除氧器(适用于应急 / 小型场景)​

化学加药式通过向给水投加还原性药剂(如亚硫酸钠、联氨)，与溶解氧发生化学反应，属于 “应急补充型” 除氧方式。​

工作原理：亚硫酸钠(适用于低压锅炉)反应：2Na₂SO₃ + O₂ = 2Na₂SO₄;联氨(适用于高压锅炉)反应：N₂H₄ + O₂ = N₂ + 2H₂O;药剂通过加药泵定量投加，需严格控制剂量(避免过量导致水质污染)，通常作为热力除氧的补充，单独使用时精度较低(约 0.1-0.2mg/L)。​

适用场景：小型低压锅炉(容量≤4t/h)、临时应急除氧(如热力除氧器故障时)，或作为高参数锅炉的辅助除氧手段。​

二、锅炉除氧器共性特点与差异化优势​

不同类型锅炉除氧器虽原理不同，但均以 “高效除氧、保障锅炉安全” 为核心目标，同时具备各自差异化优势，具体对比如下：​

共性特点(所有类型通用)​

防腐蚀核心作用：无论何种方式，均能将锅炉给水溶解氧降至国家标准要求(低压≤0.1mg/L，中高压≤0.05mg/L)，有效抑制氧腐蚀，减少锅炉爆管、省煤器泄漏等事故，延长设备寿命(通常可延长 5-10 年)。​

提升锅炉效率：避免腐蚀产物(铁锈)在受热面沉积，维持传热效率(铁锈导热系数仅为钢的 1/50，沉积后会导致热效率下降 5%-15%)，降低燃料消耗(如 10t/h 锅炉，热效率提升 1% 可年省煤约 100 吨)。​

适配锅炉参数：均能根据锅炉压力、容量、给水流量调整设计(如旋膜式可定制 10-1000t/h 处理量，海绵铁式可适配 0.5-20t/h 锅炉)，满足不同规模锅炉的需求。

三、锅炉除氧器选型与应用建议​

按锅炉压力选型：低压锅炉(≤1.6MPa)优先选海绵铁吸附式或真空式;中高压锅炉(1.6-10MPa)选旋膜式热力;超高压锅炉(≥10MPa)选电化学式或旋膜 + 化学加药组合。​

按热源条件选型：有蒸汽热源(如自备电站、大型工厂)选旋膜式;无蒸汽热源选海绵铁式或真空式。​

按运行成本选型：长期连续运行优先选海绵铁式(能耗最低);短期或应急运行选化学加药式(投资最低)。​

维护与安全建议：热力式需定期检查蒸汽阀与排气阀密封性;海绵铁式需按时反冲洗(1-3 个月 / 次);电化学式需定期更换电极(6-12 个月 / 次);化学加药式需实时监测药剂浓度，避免超标污染。​

四、总结​

锅炉除氧器通过不同的物理 / 化学机制，为各类锅炉提供针对性的除氧解决方案，其核心价值不仅在于 “防腐蚀”，更在于保障锅炉系统的长期稳定、高效运行。在实际应用中，需结合锅炉参数(压力、容量)、热源条件、运行成本等因素综合选型，例如大型工业中高压锅炉优先选择旋膜式热力除氧器，小型民用低压锅炉更适合海绵铁吸附式，从而实现 “安全、高效、经济” 的平衡。随着环保与节能要求的提升，低能耗、无二次污染的除氧器(如海绵铁式、真空式)正成为中小型锅炉的主流选择，而高精度的电化学式则在高参数锅炉领域发挥不可替代的作用。

北京中天恒远联系方式：

技术经理：186-1009-4262

电话微信：186-1009-4262

咨询电话：010-8022-5898

锅炉除氧器工作原理及特点优势就为大家讲解到这里啦。如果您想要了解更多软化水设备、除氧器，加药装置、定压补水装置，反渗透设备、污水处理设备等，欢迎关注北京中天恒远官方网站。我们将持续更新专业的技术文章，希望对您有所帮助。