除氧器的工作原理与应用

大家好，我是鱼丝纹。你听过除氧器吗？在日常生活中，除氧器并不是一个常见的设备，因为它的主要应用场景是工业领域，尤其是电厂、化工厂等需要处理大量水体的场所。不过，虽然我们日常生活中不会直接使用除氧器，但它的原理和一些类似的功能可以在一些家用设备或场景中找到影子。

比如：家用热水器的工作原理与除氧器有些相似。热水器通过加热水来减少水中的溶解气体（如氧气和二氧化碳），从而减少对管道的腐蚀。虽然家用热水器的主要目的是提供热水，但加热过程中也会让部分气体逸出，类似于除氧器的部分功能。还有一些高端净水器会配备脱气模块，用于去除水中的溶解气体。这种脱气功能与除氧器的原理类似，都是通过物理或化学方法减少水中的气体含量，从而提高水的纯净度。

在工业领域，如电厂的热力系统中，除氧器的主要任务是去除给水中的溶解氧，防止氧气对锅炉、省煤器和水冷壁等设备的腐蚀。你可能想象不到，看似无害的氧气，一旦溶解在水中，就会成为设备的“隐形杀手”。

一、除氧器的基本概念

在电厂的热力系统中，凝结水在流经负压系统时，会不可避免地吸入一些空气。这些氧气一旦溶解在水中，就会对设备造成腐蚀。此外，凝结水中还可能含有其他气体，如二氧化碳，这些气体同样会对设备产生不利影响。因此，除氧器的任务就是将这些有害气体从水中去除，确保水的纯净。

除氧的方法主要有两种：热力除氧和化学除氧。

1. 热力除氧：通过加热水，使其达到饱和温度，从而将溶解在水中的气体（如氧气）释放出来，这种方法比较环保。

2. 化学除氧：通过添加化学药剂，如联胺。与水中溶解的氧气发生化学反应，生成有害物质。化学除氧中由于药剂成本较高且会增加水中的盐类含量，因此一般只作为辅助手段使用。

热力除氧因其经济性和有效性成为主流，而化学除氧则在特定情况下作为补充，两者结合使用可以更好地保护设备免受腐蚀。

二、除氧器的工作原理

除氧器的工作原理基于亨利定律和道尔顿定律这两大关键物理定律。

先看亨利定律，在特定温度条件下，气体于水中的溶解度和水面上该气体的分压力呈正比例关系。通俗来讲，一旦水面上某气体的分压力下降了，这个气体就会从水中跑出去。除氧器就巧妙地运用了这个原理，它把水加热，这样一来，水面上蒸气的分压力就增大了，其他气体的分压力就相应降低，从而达到把气体从水中除去的目的。

再说道尔顿定律，混合气体的总压力是各个组分气体分压力的总和。在除氧器内，随着蒸汽量的逐渐增加，其分压力持续上升，与此同时，其他气体的分压力则逐步减少。当水温升至饱和温度时，蒸汽的分压力将趋近于总压力，而其他气体的分压力几乎降至忽略不计，此时气体便会从水中逸出。

三、除氧器的结构

除氧器是由壳体、进水装置、弹簧喷嘴、除氧盘、排汽装置和加热蒸汽装置组成。壳体由筒身和封头构成，进水装置通过母管分配凝结水，弹簧喷嘴将水以膜状喷出，与加热蒸气接触，确保水被加热至饱和温度。除氧盘通过V型板条破碎水流，增加汽水接触面积，促进气体逸出。

四、除氧器的运行与维护

在运行过程中，除氧器可能会出现一些异常情况，如压力突升或突降、水位异常等。这些异常通常是由于进水量变化、负荷波动或设备故障引起的。运行人员需要及时调整，确保除氧器的正常运行。

此外，除氧器的维护也非常重要。在停运期间，如果停运时间较短，可以通过稍开备用汽源进行热态保护；如果停运时间较长，则需要放净内部积水，进行充氮保护，防止设备内壁受到腐蚀。

五、除氧器的性能与安全

除氧器的性能主要体现在其除氧效果和储水能力上。正常情况下，除氧器出口的含氧量应控制在5μg/l以下，确保给水的纯净。此外，除氧器还具备较大的储水能力。为了确保安全，除氧器配备了多种保护装置，如安全阀、溢流管和紧急放水管等。