一、工藝原理：基于 “熱力除氧” 的分層傳質(zhì)設(shè)計(jì)

低壓淋水盤(pán)式除氧器是熱力除氧設(shè)備的典型類(lèi)型，核心依托 “亨利定律” 與 “道爾頓分壓定律”，通過(guò)低壓環(huán)境下的蒸汽加熱 + 多層淋水盤(pán)傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)水中溶解氧及其他氣體(如 CO₂、N₂)的高效脫除，廣泛應(yīng)用于熱電廠、工業(yè)鍋爐給水處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壓力通常為0.02-0.05MPa(絕對(duì)壓力)，對(duì)應(yīng)飽和水溫約 104-110℃。其工藝過(guò)程可拆解為三大核心環(huán)節(jié)：

1. 進(jìn)水預(yù)處理：均勻布水與初步霧化

進(jìn)水分布：待除氧的軟化水(或脫鹽水)經(jīng)頂部進(jìn)水管進(jìn)入除氧器，先通過(guò)多孔布水器(如環(huán)形布水管 + 傘形分流罩)實(shí)現(xiàn)初步分流，避免水流集中沖擊;

預(yù)霧化作用：水流通過(guò)布水器后，以 “細(xì)流狀” 落入第一層淋水盤(pán)(由不銹鋼或碳鋼制成的環(huán)形托盤(pán)，盤(pán)內(nèi)設(shè)有均勻分布的導(dǎo)流孔)，借助導(dǎo)流孔的節(jié)流與分散作用，將水流轉(zhuǎn)化為 “小液滴” 或 “水膜”，大幅增加水與蒸汽的接觸面積(比傳統(tǒng)柱式除氧器接觸面積提升 30%-50%)。

2. 核心除氧：多層淋水盤(pán)的 “逆流傳質(zhì) + 熱力剝離”

蒸汽加熱與溫度提升：除氧器底部通入飽和蒸汽(通常為汽輪機(jī)低壓抽汽或輔助蒸汽)，蒸汽自下而上流動(dòng)，與自上而下的水滴 / 水膜形成逆流接觸;

氣體分壓降低：在低壓環(huán)境下，蒸汽充滿除氧器內(nèi)部空間，根據(jù)道爾頓分壓定律，蒸汽分壓幾乎占據(jù)全部氣相壓力，水中溶解氣體(如 O₂)的分壓被降至極低水平;

分層傳質(zhì)強(qiáng)化：水流通過(guò) 3-5 層串聯(lián)的淋水盤(pán)時(shí)，每一層均會(huì)經(jīng)歷 “二次分散 - 重新聚合 - 再分散” 過(guò)程 —— 上層淋水盤(pán)的水滴落入下層盤(pán)后，受盤(pán)內(nèi)擋板阻擋形成短暫 “積水層”，再通過(guò)下層盤(pán)的導(dǎo)流孔再次分散，相當(dāng)于多次 “刷新” 氣液接觸界面，使水中溶解的氧氣持續(xù)向蒸汽相擴(kuò)散;

氣體剝離與排出：擴(kuò)散至氣相的氧氣、CO₂等不凝氣體，隨少量未冷凝的蒸汽一同上升至除氧器頂部，經(jīng)排氣閥(自動(dòng)調(diào)節(jié)式) 連續(xù)排出，確保氣相中不凝氣體分壓始終維持在低水平，避免逆向溶解。

3. 出水保障：儲(chǔ)水箱與再沸騰管的二次除氧

儲(chǔ)水緩沖：完成除氧的水落入底部?jī)?chǔ)水箱(有效容積通常為每小時(shí)處理水量的 5-10 分鐘用量)，用于穩(wěn)定給水流量，避免后續(xù)鍋爐給水波動(dòng);

再沸騰強(qiáng)化：儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)有再沸騰管(蒸汽加熱管)，通入少量蒸汽維持水溫在飽和溫度(±1℃)，防止水溫下降導(dǎo)致溶解氧重新析出，同時(shí)對(duì)水箱內(nèi)可能殘留的微量氣體進(jìn)行 “二次剝離”，確保出水溶解氧濃度穩(wěn)定達(dá)標(biāo)(通常≤0.05mg/L，滿足 GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》要求)。

二、核心優(yōu)勢(shì)：適配低壓場(chǎng)景的高效與實(shí)用特性

相比高壓除氧器(壓力 0.5-1.0MPa)、真空除氧器(壓力<0.02MPa)，低壓淋水盤(pán)式除氧器在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，核心優(yōu)勢(shì)源于其 “工藝適配性” 與 “運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性” 的平衡，具體體現(xiàn)在以下四方面：

1. 能源利用高效：適配低壓廢熱 / 抽汽，降低能耗

低壓除氧器的加熱蒸汽可直接采用汽輪機(jī)低壓抽汽(如 0.03-0.05MPa 抽汽) 或工業(yè)生產(chǎn)中的低壓廢蒸汽(如鍋爐排汽、工藝尾氣)，無(wú)需額外消耗高壓蒸汽;

相比真空除氧器需配套真空泵(耗電設(shè)備)，低壓除氧器僅需利用系統(tǒng)內(nèi)已有蒸汽，運(yùn)行能耗降低 40%-60%，尤其適合熱電廠、化工園區(qū)等有低壓蒸汽來(lái)源的場(chǎng)景。

2. 除氧效果穩(wěn)定：多層淋水盤(pán)抗沖擊，適應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)

多層淋水盤(pán)的 “分層傳質(zhì)” 設(shè)計(jì)，使水流在較大流量波動(dòng)范圍內(nèi)(設(shè)計(jì)負(fù)荷的 50%-120%)仍能保持均勻分散，避免因進(jìn)水流量突變導(dǎo)致的 “布水不均” 問(wèn)題;

對(duì)比單級(jí)噴霧式除氧器，低壓淋水盤(pán)式除氧器的出水溶解氧濃度波動(dòng)更小(≤0.02mg/L)，尤其適合鍋爐負(fù)荷頻繁調(diào)整的工業(yè)場(chǎng)景(如間歇式生產(chǎn)的化工廠、調(diào)峰熱電廠)。

3. 運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便：結(jié)構(gòu)耐用，故障風(fēng)險(xiǎn)低

核心部件淋水盤(pán)采用金屬材質(zhì)(如 304 不銹鋼)，無(wú)易損件(如噴霧式除氧器的噴嘴易堵塞、真空除氧器的真空泵密封件易老化)，正常工況下使用壽命可達(dá) 8-10 年;

日常維護(hù)僅需定期檢查排氣閥密封性、再沸騰管加熱效果，無(wú)需頻繁拆解檢修，維護(hù)成本比真空除氧器低 30% 以上。

4. 安全性能可靠：低壓環(huán)境降低設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)

設(shè)計(jì)壓力遠(yuǎn)低于高壓除氧器，設(shè)備壁厚可適當(dāng)減薄(通常為 8-12mm)，同時(shí)避免了高壓設(shè)備可能出現(xiàn)的 “超壓爆破” 風(fēng)險(xiǎn);

除氧器內(nèi)部水溫(104-110℃)低于高溫高壓除氧器(150-180℃)，減少設(shè)備高溫腐蝕(如氧腐蝕、氨腐蝕)，延長(zhǎng)設(shè)備整體壽命。

三、適用場(chǎng)景與技術(shù)局限

1. 典型適用場(chǎng)景

中小型熱電廠(裝機(jī)容量 200MW 以下)的鍋爐給水除氧;

化工、紡織、造紙等行業(yè)的中低壓鍋爐(壓力≤3.82MPa)給水處理;

有低壓蒸汽(0.02-0.05MPa)來(lái)源的工業(yè)園區(qū)集中供水系統(tǒng)。

2. 技術(shù)局限

需依賴(lài)低壓蒸汽來(lái)源，若無(wú)現(xiàn)成蒸汽，需配套小型蒸汽發(fā)生器，經(jīng)濟(jì)性下降;

除氧溫度較低(≤110℃)，對(duì)水中溶解的高溫易解吸氣體(如 H₂S)脫除效果有限，需配合前置化學(xué)除氧(如加聯(lián)氨)使用;

設(shè)備體積比真空除氧器大(需容納多層淋水盤(pán)與儲(chǔ)水箱)，占地面積約為同處理量真空除氧器的 1.5-2 倍，不適用于空間受限的場(chǎng)景。