低压淋水盘式除氧器工作原理及特点优势

一、低压淋水盘式除氧器工作原理

低压淋水盘式除氧器以 “淋水盘布水 + 低压热力脱气” 为核心，通过 “布水 - 加热 - 脱气 - 排气” 的连贯流程实现水中溶解氧及其他气体的去除，工作压力通常低于 0.1MPa(接近大气压)，具体原理可分为四个关键阶段：

1. 布水阶段：淋水盘实现水流均匀分散

待处理的给水(如锅炉补给水、凝结水)通过除氧器顶部的进水管进入，首先流入多层淋水盘(通常为 3-5 层，每层盘体上均匀分布数百个直径 8-15mm 的布水孔)。水流经布水孔时，被切割成细小的 “柱状水流” 或 “水滴”，均匀淋洒至下层淋水盘。多层淋水盘的叠加设计，使水流在下落过程中不断被分散、重组，最终形成覆盖面积广、分布均匀的 “水膜” 或 “水滴群”，大幅增加水与加热蒸汽的接触面积，为后续高效热交换和脱气奠定基础。

与高压喷雾式除氧器的 “超细水雾” 不同，低压淋水盘式的布水更侧重 “均匀覆盖”，通过多层盘体的缓冲，避免水流直接冲击设备底部，同时确保每部分水流都能与蒸汽充分接触。

2. 加热阶段：低压蒸汽加热至饱和温度

在淋水盘下方的 “加热区”，持续通入低压加热蒸汽(通常为 0.02-0.08MPa 的饱和蒸汽，对应温度约 104-115℃)。蒸汽从加热区底部或侧面均匀向上流动，与从淋水盘下落的水流、水滴逆向接触 —— 蒸汽向上扩散，水流向下流动，形成 “逆流换热” 模式。这种模式下，热交换效率显著提升：蒸汽的冷凝潜热被充分传递给水流，使给水快速升温至当前低压工况下的饱和温度(如 0.05MPa 压力下饱和温度约 108℃)。

根据亨利定律，水温升高会大幅降低氧气在水中的溶解度：当水温接近饱和温度时，氧气溶解度可降至 0.1mg/L 以下，为气体从水中逸出创造必要条件。

3. 脱气阶段：低压环境促进气体分离

当给水达到饱和温度后，除氧器内的低压环境(接近大气压，且蒸汽持续填充)会进一步推动气体脱附。根据道尔顿分压定律，此时蒸汽的分压占据除氧器内总压力的绝大部分，氧气、二氧化碳等不凝性气体的分压被压缩至极低水平(通常低于 10Pa)。当水中气体的平衡分压高于气相中该气体的分压时，溶解在水中的气体分子会快速向气相扩散，以微小气泡的形式从水流、水膜中逸出，随蒸汽向上流动。

同时，多层淋水盘形成的 “水层缓冲”，使水流在除氧器内的停留时间延长至 10-20 秒(远长于高压喷雾式的几秒)，确保气体有充足时间完全脱附，最终使水中溶解氧含量降至 0.05mg/L 以下，满足 GB/T 1576-2018《工业锅炉水质》标准要求。

4. 排气阶段：及时排出不凝性气体

逸出的不凝性气体(主要为氧气，含少量氮气、二氧化碳)与少量未冷凝的蒸汽混合后，会向上聚集至除氧器顶部的 “排气区”。该区域配备浮球式排气阀或恒压排气装置：浮球式排气阀通过感应气相空间的压力变化，自动开启或关闭 —— 当不凝性气体积累导致压力略升时，阀门开启排出气体;气体排出后压力下降，阀门关闭，减少蒸汽浪费。

部分低压淋水盘式除氧器还会在排气口设置 “汽水分离器”，分离排气中携带的少量水滴，避免给水损失，同时进一步提升排气纯度，确保不凝性气体彻底排出，防止其在除氧器内积累导致分压升高、影响除氧效果。

除氧后的合格给水(除氧水)会在除氧器底部的水箱内汇集，经给水泵输送至锅炉或其他用热设备，完成除氧循环。

二、低压淋水盘式除氧器的特点优势

相较于高压喷雾式除氧器、低位填料式除氧器，低压淋水盘式除氧器凭借 “多层淋水盘布水 + 低压稳定运行” 的特性，在中小规模场景中展现出显著优势，具体如下：

1. 结构简单可靠，故障率低

核心部件少且耐用：主要由淋水盘、加热蒸汽管、排气阀、水箱组成，无复杂的高压雾化喷嘴、填料层等易损或易堵塞部件。淋水盘多采用不锈钢材质(如 304、316L)，抗腐蚀、抗结垢能力强，使用寿命可达 10-15 年，日常运行中几乎无需维修。

操作门槛低：无需精准控制高压雾化压力、填料层液位等复杂参数，仅需监控蒸汽压力、给水温度和液位三个核心指标，适配中小型企业的操作管理水平，减少因操作不当导致的故障。

2. 除氧效果稳定，适配低压场景

脱气效率均衡：多层淋水盘的布水方式确保水流与蒸汽逆向充分接触，且水流在除氧器内停留时间充足，即使给水流量出现小幅度波动(如 ±10%)，除氧后溶解氧含量仍能稳定控制在 0.02-0.05mg/L，满足低压锅炉(额定压力≤2.5MPa)、热水锅炉及余热锅炉的给水要求。

低压运行更安全：工作压力接近大气压，设备本体无需承受高压，壳体厚度仅需 6-10mm(远薄于高压除氧器的 20-30mm)，不仅降低制造成本，还从根本上避免了高压泄漏、壳体爆裂等安全风险，适合对安全性要求高的中小型厂房。

3. 维护成本低，运维便捷

无易堵塞部件：传统填料式除氧器的填料层易因水中杂质沉积、钙镁离子结垢导致堵塞，需每 3-6 个月拆解清洗;而低压淋水盘式除氧器的布水孔直径较大(8-15mm)，不易堵塞，仅需每年打开人孔，用高压水枪冲洗淋水盘表面的轻微结垢即可，维护工作量减少 80% 以上。

部件更换简单：若淋水盘出现局部损坏(如布水孔变形)，可单独更换受损盘体，无需整体拆解设备;排气阀为标准化部件，市场采购便捷，更换成本仅为高压雾化喷嘴的 1/5-1/3。

4. 投资成本低，性价比高

制造成本低：结构简单，无高压容器所需的厚壁壳体、高压密封件，也无填料式除氧器的大量填料，设备采购成本仅为同处理量高压喷雾式除氧器的 40%-60%，适合预算有限的中小型企业。

基建成本少：无需搭建高压设备所需的防爆平台、专用地基，仅需平整地面即可安装，且设备高度通常为 2-4m，无需高位支架，基建投入减少 50% 以上。

5. 适配场景广泛，兼容性强

适配中小规模给水：处理量通常为 0.2-20t/h，完美匹配额定蒸发量≤20t/h 的低压锅炉、热水锅炉，以及化工、纺织、食品加工等行业的中小型用热设备给水除氧需求。

兼容多种低压热源：可利用锅炉排污水余热、太阳能加热蒸汽、小型生物质锅炉产生的低压蒸汽(0.02-0.08MPa)作为加热源，无需额外配置高压蒸汽发生器，进一步降低能耗成本，适配能源类型多样的场景。

易与现有系统集成：出口除氧水压力接近大气压，可直接与常规给水泵对接，无需改造现有给水管道系统，尤其适合旧锅炉系统的除氧设备升级替换。

6. 能耗可控，运行经济性好

蒸汽消耗低：逆流换热模式使蒸汽冷凝率可达 90% 以上，且低压蒸汽的压力要求低，无需消耗锅炉产生的高压蒸汽(可优先利用低品位余热蒸汽)，蒸汽单耗仅为 0.08-0.12t 蒸汽 /t 给水，低于传统高位填料式除氧器的 0.12-0.15t 蒸汽 /t 给水。

无额外能耗：无需像高压喷雾式除氧器那样为雾化喷嘴配置高压泵，仅需常规给水泵即可满足给水输送需求，额外电能消耗几乎为零，长期运行成本优势显著。

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