化废为宝，节能增效：除氧器排气余热回收技术深度解析

在追求绿色低碳、高质量发展的今天，工业企业的每一个节能细节都蕴含着巨大的经济与环境效益。除氧器作为热力系统中的一个关键设备，其传统的排气方式造成了大量高品质热能和纯净水的浪费。因此，对除氧器排气进行余热回收，已成为众多电厂、石化、纺织、造纸等用能企业实现节能降耗的重要技术路径。

一、 为什么要回收除氧器排气余热？

除氧器的主要功能是去除锅炉给水中的溶解氧和非凝结气体，以防止设备及管道的腐蚀。其工作原理是通过蒸汽将给水加热至饱和温度，从而使气体析出。这些析出的气体与一部分加热蒸汽的混合物会通过排汽阀持续不断地排出，以维持除氧器内的压力平衡和除氧效果。

这部分持续排出的气体（主要为氧和二氧化碳）携带了两部分能量：

1. 显热：废气本身温度所携带的热量（通常略高于100℃）。

2. 潜热：其中所含水蒸气的汽化潜热（这是能量的主要部分）。

传统的处理方式是直接将这股高温汽水混合物排入大气。这不仅造成了巨大的能源浪费（热量损失），还导致了宝贵的水资源（高品质的蒸馏水）的流失，同时，排出的白色“汽雾”有时也会形成视觉上的“污染”。

二、 余热回收的工作原理与技术方案

目前，最主流、最高效的除氧器排气余热回收技术是采用混合式换热器或表面式换热器，核心思路是利用冷介质直接或间接吸收排气中的热量，实现能量和物质的“双回收”。

1. 主流技术：混合式热交换器（喷淋冷却/吸收式）

这是应用最广泛的方案，系统主要由一个回收罐（或称冷却器）、循环水泵、喷淋装置和板式换热器等组成。

• 工作流程：

1. 引射与混合：除氧器的排汽通过管道被引入回收罐。

2. 喷淋冷却：低温的冷却水（通常采用化学补水或凝结水）通过喷淋嘴在回收罐内雾化，与高温排气充分混合接触。

3. 热质交换：喷淋水吸收排气的显热和大量水蒸气的潜热，自身温度升高。同时，绝大部分水蒸气被冷凝成水，混合到喷淋水中。

4. 气体分离：不凝结气体（O₂、CO₂等）由于密度小、体积大，在罐内上升并从顶部的小排气口排出（此时排量已大幅减少，温度接近环境温度，几乎无可见汽雾）。

5. 热量利用：被加热后的喷淋水（水温通常可升高5~15℃）由循环水泵送出，通过一台板式换热器将热量传递给最终的冷介质（如锅炉补水或生活用水），自身冷却后再回到回收罐内继续参与喷淋循环。

• 技术特点：

• 回收效率高：直接混合换热，传热传质效率极高，可回收超过95%的热量。

• 节水显著：回收了绝大部分的排汽冷凝水，节水效果明显。

• 系统简单，投资相对较低，维护方便。

2. 备选技术：表面式热交换器

对于一些有特殊要求的场合，也会采用表面式换热器（如管壳式换热器）。

• 工作流程：排汽在换热器的壳程流动，冷介质（如补水）在管程流动，两者通过金属壁面进行间接换热。排汽被冷凝成水后回收，不凝结气体排出。

• 技术特点：

• 工质不混合：冷热流体分离，适用于对水质有严格要求的系统。

• 但存在换热效率较低、投资较高、易结垢堵塞等缺点。

三、 余热回收带来的显著效益

实施除氧器排气余热回收改造，可以为企业带来立竿见影的“三重”效益：

1. 经济效益

• 节能：回收的热量用于预热锅炉补水，直接减少了用于加热补水的蒸汽消耗量，降低了燃料成本。

• 节水：回收了高质量的冷凝水，减少了水处理费用和新鲜软水的购买量。

• 投资回收期短，通常可在 0.5 - 2 年内收回全部改造投资。

2. 环境效益

• 减排：节约燃料意味着直接减少了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等温室气体和污染物的排放。

• 消除视觉污染：排汽中的白色汽雾基本消失，改善了厂区环境形象。

3. 运行安全效益

• 传统的排汽在冬季易在厂房顶部形成冰凌，威胁设备和人员安全。改造后彻底消除了这一隐患。

• 系统自动化运行，无需额外操作，提高了原有除氧器的运行稳定性。

四、 应用场景与注意事项

• 应用场景：该技术几乎适用于所有连续运行的热力除氧器，特别是在排汽量较大的中、高压锅炉系统中，节能效果尤为突出。广泛应用于火力发电厂、区域供热中心、石油化工、食品加工、纺织印染等行业。

• 注意事项：

• 系统匹配设计：需根据除氧器的具体排汽量和参数进行定制化设计，确保回收系统与主系统匹配。

• 防腐蚀材料：回收罐和管道应采用不锈钢等耐腐蚀材料，以应对溶有氧等气体的水质。

• 不凝气通畅排放：必须保证微量不凝结气体的顺畅排出，防止其在系统内积聚，影响换热效果和除氧效率。

结论

除氧器排气余热回收技术是一项“变废为宝”的成熟节能技术，它完美诠释了“节能无处不在”的理念。它投资小、见效快、效益显著，是企业实现精细化管理、降本增效、践行绿色社会责任的有效手段。对于尚未进行此项改造的企业而言，这无疑是一个亟待挖掘的“金矿”。实施改造，既能收获真金白银的经济回报，又能为我国的双碳目标贡献一份力量，是一项真正意义上的双赢投资。