问题——热力系统长期运行中,溶解氧此“看不见的氧”会加速腐蚀。电力、供热、化工等领域普遍使用金属管道和压力容器,一旦循环水或补给水中的溶解氧超标,就容易引发点蚀、缝隙腐蚀等问题,造成壁厚减薄、换热效率下降,甚至导致泄漏和非计划停机。随着机组负荷波动增大、供热季工况更复杂,水质波动带来的风险更加突出,除氧环节的稳定性已成为系统安全和寿命管理的关键。 原因——溶解氧不会“自然消失”,需要工程手段打破平衡。溶解氧与温度、气相分压力密切有关。根据亨利定律,在一定温度下,气体在液体中的溶解度与液面上该气体的分压力成正比;当分压力降低时,溶解气体会持续逸出,直至建立新的平衡。大气式除氧器正是利用这一规律,通过蒸汽加热并组织排气,降低液面上氧气等不凝结气体的分压力,从而促使溶解氧从水中分离。 影响——除氧效果直接关系能耗、寿命与安全边界。除氧不足时,腐蚀产物进入系统后易沉积、堵塞,导致阀门和泵体磨损加剧,换热端差扩大,综合能耗与检修频次上升;而控制不当时,除氧过程的蒸汽用量和排气损失也会削弱运行经济性。对承担民生保障的集中供热系统而言,设备可靠性和检修窗口有限,一旦泄漏停运,影响范围大、恢复成本高。对电厂而言,给水品质波动还可能加剧锅炉受热面结垢与腐蚀的叠加风险,进而影响机组稳定出力。 对策——以大气式除氧为主的物理路线强调“可控、可连续、易运维”。业内介绍,大气式除氧器通常在接近大气压的微正压下运行,主要分两步实现除氧:其一,补给水经布水装置分散成水滴、水膜或雾状,与低压蒸汽直接接触换热,迅速升温至接近当地压力下的饱和温度;升温会降低气体溶解度,使部分溶解氧提前析出。其二,当水达到饱和状态后,气相空间以水蒸气为主,氧气、二氧化碳等不凝结气体的分压力显著降低,溶解气体随之大量逸出,并通过顶部连续排气排出;完成除氧的水进入储水段,再输送至锅炉或热网系统。相较之下,真空除氧需要在密闭容器内依靠真空装置建立低压环境,对密封性和维护要求更高;大气式除氧器无需复杂的抽真空系统,运行更稳、检修更方便,但需要消耗一定加热蒸汽,其经济性取决于热源条件与系统热平衡。与化学除氧相比,物理除氧减少了药剂消耗及投加控制偏差带来的风险;在部分高标准场景下,可将化学除氧作为末端深度处理,与物理除氧配合,通过在线监测与精准加药降低副作用。 前景——从“能除氧”走向“高效、低耗、智能、协同”。业内人士认为,除氧装备的竞争重点将从单一除氧指标转向全生命周期综合表现:一是面向低负荷和变工况,提升布水均匀性、传质效率和自动排气控制能力,减少排气带汽损失;二是强化与水质在线监测、机组控制系统的联动,形成温度、压力、含氧量的闭环调节,提升稳定性;三是在“双碳”背景下推动余热利用与系统优化,降低单位除氧蒸汽耗量;四是结合不同水源水质与系统材质,建立更细化的选型与运行评价体系,实现按需除氧、以更低成本达标。
溶解氧治理看似是水处理中的细节,却直接影响热力系统的安全基础和长期经济性。以物理机理为依据、以实际工况为约束、以能效与寿命为目标,因地制宜选择大气式、真空式及必要的化学深度处理方案,才能把“看不见的腐蚀风险”转化为可量化、可管控的运行质量。