鍋爐除氧器的工作原理是凝結水及補充水首先進入除氧頭內旋膜器組水室，在一定的水位差壓下從膜管的小孔斜旋噴向內孔，形成射流，由于內孔充滿了上升的加熱蒸汽，水在射流運動中便將大量的加熱蒸汽吸卷進來（試驗證明射流運動具有卷吸作用），呈均勻淋雨狀落到裝到其下的液汽網上，再進行深度除氧后才流入水箱。
用蒸汽來加熱給水，提高水的溫度，使水面上蒸汽的分壓力逐步增加，而溶解氣體的分壓力則漸漸降低，溶解于水中的氣體就不斷逸出，當水被加熱至相應壓力下的沸騰溫度時，水面上全都是水蒸汽。
溶解氣體的分壓力為零，水不再具有溶解氣體的能力，亦即溶解于水中的氣體，包括氧氣均可被除去。除氧的效果一方面決定于是否把給水加至相應壓力下的沸騰溫度，另一方面決定于溶解氣體的排除速度，這個速度與水和蒸汽的接觸表面積的大小有很大的關系。
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