一、低壓淋水盤(pán)式除氧器工作原理
低壓淋水盤(pán)式除氧器以 “淋水盤(pán)布水 + 低壓熱力脫氣” 為核心，通過(guò) “布水 - 加熱 - 脫氣 - 排氣” 的連貫流程實(shí)現(xiàn)水中溶解氧及其他氣體的去除，工作壓力通常低于 0.1MPa(接近大氣壓)，具體原理可分為四個(gè)關(guān)鍵階段：
1. 布水階段：淋水盤(pán)實(shí)現(xiàn)水流均勻分散
待處理的給水(如鍋爐補(bǔ)給水、凝結(jié)水)通過(guò)除氧器頂部的進(jìn)水管進(jìn)入，首先流入多層淋水盤(pán)(通常為 3-5 層，每層盤(pán)體上均勻分布數(shù)百個(gè)直徑 8-15mm 的布水孔)。水流經(jīng)布水孔時(shí)，被切割成細(xì)小的 “柱狀水流” 或 “水滴”，均勻淋灑至下層淋水盤(pán)。多層淋水盤(pán)的疊加設(shè)計(jì)，使水流在下落過(guò)程中不斷被分散、重組，最終形成覆蓋面積廣、分布均勻的 “水膜” 或 “水滴群”，大幅增加水與加熱蒸汽的接觸面積，為后續(xù)高效熱交換和脫氣奠定基礎(chǔ)。
與高壓噴霧式除氧器的 “超細(xì)水霧” 不同，低壓淋水盤(pán)式的布水更側(cè)重 “均勻覆蓋”，通過(guò)多層盤(pán)體的緩沖，避免水流直接沖擊設(shè)備底部，同時(shí)確保每部分水流都能與蒸汽充分接觸。
2. 加熱階段：低壓蒸汽加熱至飽和溫度
在淋水盤(pán)下方的 “加熱區(qū)”，持續(xù)通入低壓加熱蒸汽(通常為 0.02-0.08MPa 的飽和蒸汽，對(duì)應(yīng)溫度約 104-115℃)。蒸汽從加熱區(qū)底部或側(cè)面均勻向上流動(dòng)，與從淋水盤(pán)下落的水流、水滴逆向接觸 —— 蒸汽向上擴(kuò)散，水流向下流動(dòng)，形成 “逆流換熱” 模式。這種模式下，熱交換效率顯著提升：蒸汽的冷凝潛熱被充分傳遞給水流，使給水快速升溫至當(dāng)前低壓工況下的飽和溫度(如 0.05MPa 壓力下飽和溫度約 108℃)。
根據(jù)亨利定律，水溫升高會(huì)大幅降低氧氣在水中的溶解度：當(dāng)水溫接近飽和溫度時(shí)，氧氣溶解度可降至 0.1mg/L 以下，為氣體從水中逸出創(chuàng)造必要條件。
3. 脫氣階段：低壓環(huán)境促進(jìn)氣體分離
當(dāng)給水達(dá)到飽和溫度后，除氧器內(nèi)的低壓環(huán)境(接近大氣壓，且蒸汽持續(xù)填充)會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)氣體脫附。根據(jù)道爾頓分壓定律，此時(shí)蒸汽的分壓占據(jù)除氧器內(nèi)總壓力的絕大部分，氧氣、二氧化碳等不凝性氣體的分壓被壓縮至極低水平(通常低于 10Pa)。當(dāng)水中氣體的平衡分壓高于氣相中該氣體的分壓時(shí)，溶解在水中的氣體分子會(huì)快速向氣相擴(kuò)散，以微小氣泡的形式從水流、水膜中逸出，隨蒸汽向上流動(dòng)。
同時(shí)，多層淋水盤(pán)形成的 “水層緩沖”，使水流在除氧器內(nèi)的停留時(shí)間延長(zhǎng)至 10-20 秒(遠(yuǎn)長(zhǎng)于高壓噴霧式的幾秒)，確保氣體有充足時(shí)間完全脫附，最終使水中溶解氧含量降至 0.05mg/L 以下，滿足 GB/T 1576-2018《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)要求。
4. 排氣階段：及時(shí)排出不凝性氣體
逸出的不凝性氣體(主要為氧氣，含少量氮?dú)狻⒍趸?與少量未冷凝的蒸汽混合后，會(huì)向上聚集至除氧器頂部的 “排氣區(qū)”。該區(qū)域配備浮球式排氣閥或恒壓排氣裝置：浮球式排氣閥通過(guò)感應(yīng)氣相空間的壓力變化，自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉 —— 當(dāng)不凝性氣體積累導(dǎo)致壓力略升時(shí)，閥門(mén)開(kāi)啟排出氣體;氣體排出后壓力下降，閥門(mén)關(guān)閉，減少蒸汽浪費(fèi)。
部分低壓淋水盤(pán)式除氧器還會(huì)在排氣口設(shè)置 “汽水分離器”，分離排氣中攜帶的少量水滴，避免給水損失，同時(shí)進(jìn)一步提升排氣純度，確保不凝性氣體徹底排出，防止其在除氧器內(nèi)積累導(dǎo)致分壓升高、影響除氧效果。
除氧后的合格給水(除氧水)會(huì)在除氧器底部的水箱內(nèi)匯集，經(jīng)給水泵輸送至鍋爐或其他用熱設(shè)備，完成除氧循環(huán)。
二、低壓淋水盤(pán)式除氧器的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)
相較于高壓噴霧式除氧器、低位填料式除氧器，低壓淋水盤(pán)式除氧器憑借 “多層淋水盤(pán)布水 + 低壓穩(wěn)定運(yùn)行” 的特性，在中小規(guī)模場(chǎng)景中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，具體如下：
1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，故障率低
核心部件少且耐用：主要由淋水盤(pán)、加熱蒸汽管、排氣閥、水箱組成，無(wú)復(fù)雜的高壓霧化噴嘴、填料層等易損或易堵塞部件。淋水盤(pán)多采用不銹鋼材質(zhì)(如 304、316L)，抗腐蝕、抗結(jié)垢能力強(qiáng)，使用壽命可達(dá) 10-15 年，日常運(yùn)行中幾乎無(wú)需維修。
操作門(mén)檻低：無(wú)需精準(zhǔn)控制高壓霧化壓力、填料層液位等復(fù)雜參數(shù)，僅需監(jiān)控蒸汽壓力、給水溫度和液位三個(gè)核心指標(biāo)，適配中小型企業(yè)的操作管理水平，減少因操作不當(dāng)導(dǎo)致的故障。
2. 除氧效果穩(wěn)定，適配低壓場(chǎng)景
脫氣效率均衡：多層淋水盤(pán)的布水方式確保水流與蒸汽逆向充分接觸，且水流在除氧器內(nèi)停留時(shí)間充足，即使給水流量出現(xiàn)小幅度波動(dòng)(如 ±10%)，除氧后溶解氧含量仍能穩(wěn)定控制在 0.02-0.05mg/L，滿足低壓鍋爐(額定壓力≤2.5MPa)、熱水鍋爐及余熱鍋爐的給水要求。
低壓運(yùn)行更安全：工作壓力接近大氣壓，設(shè)備本體無(wú)需承受高壓，殼體厚度僅需 6-10mm(遠(yuǎn)薄于高壓除氧器的 20-30mm)，不僅降低制造成本，還從根本上避免了高壓泄漏、殼體爆裂等安全風(fēng)險(xiǎn)，適合對(duì)安全性要求高的中小型廠房。
3. 維護(hù)成本低，運(yùn)維便捷
無(wú)易堵塞部件：傳統(tǒng)填料式除氧器的填料層易因水中雜質(zhì)沉積、鈣鎂離子結(jié)垢導(dǎo)致堵塞，需每 3-6 個(gè)月拆解清洗;而低壓淋水盤(pán)式除氧器的布水孔直徑較大(8-15mm)，不易堵塞，僅需每年打開(kāi)人孔，用高壓水槍沖洗淋水盤(pán)表面的輕微結(jié)垢即可，維護(hù)工作量減少 80% 以上。
部件更換簡(jiǎn)單：若淋水盤(pán)出現(xiàn)局部損壞(如布水孔變形)，可單獨(dú)更換受損盤(pán)體，無(wú)需整體拆解設(shè)備;排氣閥為標(biāo)準(zhǔn)化部件，市場(chǎng)采購(gòu)便捷，更換成本僅為高壓霧化噴嘴的 1/5-1/3。
4. 投資成本低，性?xún)r(jià)比高
制造成本低：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)高壓容器所需的厚壁殼體、高壓密封件，也無(wú)填料式除氧器的大量填料，設(shè)備采購(gòu)成本僅為同處理量高壓噴霧式除氧器的 40%-60%，適合預(yù)算有限的中小型企業(yè)。
基建成本少：無(wú)需搭建高壓設(shè)備所需的防爆平臺(tái)、專(zhuān)用地基，僅需平整地面即可安裝，且設(shè)備高度通常為 2-4m，無(wú)需高位支架，基建投入減少 50% 以上。
5. 適配場(chǎng)景廣泛，兼容性強(qiáng)
適配中小規(guī)模給水：處理量通常為 0.2-20t/h，完美匹配額定蒸發(fā)量≤20t/h 的低壓鍋爐、熱水鍋爐，以及化工、紡織、食品加工等行業(yè)的中小型用熱設(shè)備給水除氧需求。
兼容多種低壓熱源：可利用鍋爐排污水余熱、太陽(yáng)能加熱蒸汽、小型生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生的低壓蒸汽(0.02-0.08MPa)作為加熱源，無(wú)需額外配置高壓蒸汽發(fā)生器，進(jìn)一步降低能耗成本，適配能源類(lèi)型多樣的場(chǎng)景。
易與現(xiàn)有系統(tǒng)集成：出口除氧水壓力接近大氣壓，可直接與常規(guī)給水泵對(duì)接，無(wú)需改造現(xiàn)有給水管道系統(tǒng)，尤其適合舊鍋爐系統(tǒng)的除氧設(shè)備升級(jí)替換。
6. 能耗可控，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好
蒸汽消耗低：逆流換熱模式使蒸汽冷凝率可達(dá) 90% 以上，且低壓蒸汽的壓力要求低，無(wú)需消耗鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽(可優(yōu)先利用低品位余熱蒸汽)，蒸汽單耗僅為 0.08-0.12t 蒸汽 /t 給水，低于傳統(tǒng)高位填料式除氧器的 0.12-0.15t 蒸汽 /t 給水。
無(wú)額外能耗：無(wú)需像高壓噴霧式除氧器那樣為霧化噴嘴配置高壓泵，僅需常規(guī)給水泵即可滿足給水輸送需求，額外電能消耗幾乎為零，長(zhǎng)期運(yùn)行成本優(yōu)勢(shì)顯著。
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