低位热力除氧器工作原理及特点优势

一、低位热力除氧器工作原理

低位热力除氧器的核心工作原理基于亨利定律与道尔顿分压定律，通过热力作用实现水中溶解氧及其他气体的去除，具体过程可分为三个关键阶段：

1. 加热阶段：将水升温至对应压力下的饱和温度

除氧器通过蒸汽加热装置(通常为内置式加热盘管或蒸汽喷射装置)，将待处理的给水加热至当前工作压力下的饱和温度(低位除氧器工作压力通常低于 0.1MPa，对应饱和温度约 100℃以下)。这一过程中，水的温度升高会显著降低气体在水中的溶解度 —— 根据亨利定律，气体溶解度与温度成反比，温度越高，氧气、二氧化碳等气体在水中的溶解能力越弱，为后续脱气奠定基础。

2. 传质阶段：蒸汽稀释与气体逸出

当水达到饱和温度后，持续通入的加热蒸汽会在水面上方形成 “纯蒸汽氛围”。根据道尔顿分压定律，混合气体的总压力等于各组分气体分压之和，此时蒸汽的分压会占据水面上方的大部分压力空间，导致氧气、氮气等不凝性气体的分压急剧降低。当气体分压低于水中该气体的平衡分压时，水中溶解的气体便会以微小气泡的形式从水中逸出，进入蒸汽氛围中。

同时，低位除氧器通常设计有填料层(如波纹填料、鲍尔环等)，待处理水通过填料层时会被分散成细小的水流或水膜，大幅增加水与蒸汽的接触面积，加速气体从水中向蒸汽中的传质过程，提升除氧效率。

3. 排气阶段：排出不凝性气体

逸出的不凝性气体(主要为氧气、少量氮气及二氧化碳)与部分蒸汽混合后，会被除氧器顶部的排气装置(如自动排气阀、抽气器)持续排出体外。排气过程需控制合理的排气量 —— 既要确保不凝性气体充分排出，避免其在水面上方积累导致分压升高、影响除氧效果，又要减少蒸汽的无谓损耗，保证设备运行经济性。

二、低位热力除氧器的特点优势

相较于高位热力除氧器(通常安装在 10-15m 高位，利用高位差实现给水自流)，低位热力除氧器在安装、运行、适用场景等方面具有显著特点，具体优势如下：

1. 安装灵活，降低基建成本

无需高位布置：低位除氧器可直接安装在地面或较低的设备平台上(通常高度不超过 3m)，无需为搭建高位支架、平台进行额外的土建施工，大幅减少基建占地面积与建设成本。

适配复杂场地：对于厂房高度有限、空间狭窄或旧系统改造场景，低位设计可灵活融入现有布局，避免因高位安装导致的场地限制问题，降低设备安装难度与工期。

2. 运行稳定，操作维护便捷

水位控制更精准：低位除氧器的水箱液位受外界压力波动影响较小，配合液位自动控制系统(如浮球式液位阀、电极式液位计)，可实现水位的稳定调节，减少因水位波动导致的除氧效率下降或给水断供风险。

维护难度低：设备整体高度低，工作人员无需借助登高设备即可对加热盘管、填料层、排气阀等核心部件进行检查、清洗与更换，降低维护作业的安全风险与劳动强度，同时缩短维护停机时间。

3. 能耗较低，经济性突出

蒸汽利用效率高：低位除氧器的加热蒸汽与给水接触更充分(尤其是搭配高效填料层时)，蒸汽的冷凝潜热可被最大化利用，减少蒸汽消耗量;同时，部分设备设计有 “余热回收装置”，可利用锅炉排污水或其他余热热源预热给水，进一步降低能耗。

减少管网损失：由于安装位置低，给水输送管道短，可减少管道沿程的压力损失与热量损失，降低配套水泵的运行负荷，间接节约电能消耗。

4. 适用场景广泛，兼容性强

适配中小机组：对于容量在 10t/h 以下的工业锅炉、余热锅炉或小型发电机组，低位除氧器的处理能力(通常为 0.5-50t/h)可完全满足需求，且投资成本低于高位除氧器，性价比更高。

兼容多种给水系统：可与变频给水泵、定速给水泵灵活搭配，通过水泵增压实现给水向锅炉的输送(弥补无高位差的不足)，无需依赖高位自流，适配不同压力等级的锅炉给水系统。

适应低压力工况：在工作压力较低(如 0.02-0.08MPa)的场景下，低位除氧器仍能保持稳定的除氧效果(除氧后水中溶解氧含量可降至 0.05mg/L 以下，满足 GB/T 1576-2018《工业锅炉水质》标准要求)，适用于低压锅炉、热水锅炉等对给水压力要求不高的设备。

5. 安全性能可靠

避免高位水箱风险：高位除氧器若发生水箱泄漏、支架坍塌等故障，可能引发高空坠物、水淹设备等安全事故;低位设计从根本上消除了此类风险，设备运行的安全性更高。

压力控制更安全：低位除氧器的工作压力接近大气压，设备本体无需承受高压，壳体厚度可适当减小，同时减少因高压导致的设备疲劳损坏风险，延长设备使用寿命。

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