结垢预测
结垢机理研究
1.1 理论分析
水垢一般都是具有反常溶解度的难溶或微溶盐类，它具有固定晶格，单质水垢较坚硬致密。水垢的生成主要决定于盐类是否过饱和以及盐类结晶的生长过程。水是一种很强的溶剂，当水中溶解盐类的浓度低于离子的溶度积时，他将仍然以离子状态存在于水中，一旦水中溶解盐类的浓度达到饱和状态时，设备粗糙的表面和杂质对结晶过程的催化作用就促使这些饱和盐类溶液以水垢形态结晶析出。
水垢的种类有很多，但通常油田水中只含有其中少数几种水垢。最常见的水垢有碳酸盐类水垢，组成为CaCO3、MgCO3，但易被酸化去除，危害相对较小；而硫酸盐垢，组成成分有CaSO4、BaSO4、SrSO4，常常采用防垢方法加以阻止；铁化物垢组成为FeCO3、FeS、Fe（OH）2、Fe2O3。实际上一般的结垢都不是单一的组成，往往是混合垢，只不过是以某种垢为主而已。
表2-13 常见垢的溶度积
垢溶度积垢溶度积
BaSO4 1.1×10-10SrSO4 3.2×10-7
CaCO3 2.8×10-9FeS 8.3×10-13
CaSO49.1×10-8FeCO3 3.2×10-11
MgCO3 3.5×10-8Fe（OH）28.0×10-13
注：溶度积温度为18～25℃
（1）不相容论
两种化学不相容的液体（不同层位含有不相容的离子的地层水、地层水与地面水、清水与污水）相混，因为含有不同离子或不同浓度的离子，就会产生不稳定的、易于沉淀的固体。如宝浪油田，两个不同层位的水一混合就结垢，主要是因为一层含有SO42-，另一层含有Ba2+、Sr2+较多，混合后就生成BaSO4、SrSO4。（2) 热力学条件变化
当井下热力学和动力学条件不变时，即使有不相容的离子，并且为过饱和溶
液也会处于稳定的状态。在油井生产的过程中，压力的下降，温度的上升或流速的变化，均会导致高矿化度水结垢。对于油井来说，一般井下300-400米处结垢最为严重，而在管道拐弯处、阀门处更易结垢。
(3) 吸附论
结垢可分为三个阶段：垢的析出、垢的长大和垢的沉淀。垢是晶体结构，管线设备表面是凹凸不平的，是微观的毛糙面，垢离子会吸附在壁面，以其为结晶中心，不断长大，成为坚实致密的垢。在油田注水中，水垢的形成过程往往是一个混合结晶的过程，水中的悬浮粒子可以成为晶种，粗糙的表面或其他杂质离子都能强烈的催化结晶过程，使得溶液在较低的饱和度下就会析出结晶。
1.2 影响结垢的因素
影响油田油井及地面处理设备结垢的因素主要因素有以下几个方面：
(1) 水的成分
当油田水中含有高浓度的碳酸盐，硫酸盐，氯化钙和氯化钡盐时，油田水就有了形成碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡水垢的基本化学条件，只要环境条件发生变化，打破了原有油层水中溶解物质的平衡状态，就可能形成水垢。
(2) 成垢离子的浓度
水中成垢离子含量越高，形成垢的可能性就越大。对某一种特定的垢，当成垢离子的浓度超过了它在一定温度和pH值下的可溶性界限时，垢就沉淀下来，当不同水源的两种水混合或所处的系统的条件改变时，形成垢离子浓度发生变化，趋于达到一种新的平衡，于是产生了垢。
(3) 压力和温度
碳酸钙的溶解度随着温度的升高和CO2的压力降低而减小，后者的影响尤为重要。因为在系统内的任何部位，压力降低都可能产生碳酸钙沉淀。在系统内，有下述反应：
Ca2+ + HCO3- → CaCO3↓+ CO2 + H2O
显然，如此系统内压力降低，溶液中的CO2减少，促使反应向右进行，导致CaCO3沉淀增多。因此，含有高浓度碳酸氢钙的油田水，在压力降低和温度升高时，碳酸氢钙会分解为二氧化碳和碳酸钙。例如在油井开采过程中，压力逐渐降低，油田水中的碳酸氢钙就会不断被分解，如果是在密闭系统，二氧化碳不
易扩散逸出，碳酸氢钙在水中仍然处于稳定状态，一般不会产生碳酸钙垢，但在油井中的抽油泵，由于抽吸作用造成脱气现象，因此在油井的泵筒内会发现碳酸钙垢。从油井中采出的液体首先到转油站加温，由于二氧化碳很快逸散，换热器上也会产生严重的碳酸钙垢。
硫酸钙的溶解度随着温度的升高而增大，可是当达到35℃～40℃以上时，溶解度又随着温度升高而减小。硫酸钙的溶解度随压力的升高而增大，这完全是物理效应。
硫酸钡的溶解度随温度与压力的升高而增大，因此在此类垢常发生在采油井。但温度影响幅度较小，如25℃时，BaSO4的溶解度2.3mg/l，温度提高到94℃时，BaSO4溶解度仅增加到3.9mg/l。但在100℃以上，其溶解度却随着温度上升而下降，如180℃，BaSO4溶解度与25℃时相当。
硫酸锶的溶解度随着温度的升高和压力的降低而减小。事实上，硫酸钡和硫酸锶常常同时沉淀。
(4) pH值
降低pH值使溶解度增大，减弱了成垢倾向，这种作用对碳酸钙垢影响非常明显，对硫酸钙次之，对硫酸钡和硫酸锶甚微。
(5) 盐含量
水中盐（NaCl）含量增加，通常能增加垢的溶解度，这是一种盐效应。由于在盐含量高的水中，成垢离子活度减小，成垢阴、阳离子相互吸引而结合成垢的能力减弱。如对碳酸钙来讲，它在200g/l盐水中溶解度比在较高纯水中大2.5倍；而硫酸钡，在120g/l盐水中溶解度比纯水中大13倍。
(6) 润湿与粘附
在油田生产过程中使用不同材质，其内表面有不同的润湿物性。如用塑料内衬，表面润湿角大于90度，而在裸钢表面润湿角小于90度，对于晶核的形成和在材质表面的粘附作用是十分重要的。润湿角越小，成核所需能量越小，晶核形成越容易，则结垢趋势越大。事实上，内衬光滑油管壁上结垢程度减弱。
1.3 油田水结垢的控制方法
理论上讲，控制油田水结垢的方法有很多，但实际上不一定适用，因为油田水数量大而且水质较差，因此在选用结垢控制方法必须考虑工程可行性、投资和
经济效应。目前结垢控制技术主要有以下几种：
1.3.1 避免不相容的水混合
不相容的水是指两种水混合时，会沉淀出不溶性产物。不相容性产生的原因是一种水含有高浓度的成垢阳离子，如Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等；另一种水含有高浓度成垢阴离子，如HCO3-、CO32-、SO42-。当两种水混合，离子的最终浓度达到过饱和状态，就会产生沉淀，导致垢的生成。在油田生产过程中，应尽可能的避免不相容的水混合，如对于套管损坏井，不同层位水互窜，可能引起结垢，则必须采用隔水采油工艺。注入水如果与地层水不相容，尽量选择优良水质，否则应施加处理措施。污水回注时，将清水与污水进行分注，以免引起结垢与腐蚀问题的发生。
1.3.2 控制水的pH值
降低水的pH值会增加铁化合物和碳酸盐垢的溶解度，pH值对硫酸盐垢溶解度的影响很小。然而，过低的pH 值会使水的腐蚀性增大而出现腐蚀问题。控制pH值来防止油田水结垢的方法，必须做到精确控制pH值，否则会引起油田水严重腐蚀和结垢。而在一般油田生产中要做到精确控制pH值往往是很困难的。因此，控制pH的方法只有在改变很小pH值，就可以水中结垢才有实用意义。这并不是广泛用来控制垢的方法。同时应看到，结垢和腐蚀往往是一对矛盾体。注入水pH低，结垢倾向减小，而腐蚀倾向增大；相反，注入水pH高，结垢倾向增大，而腐蚀倾向减小。
1.3.3 从水中除去成垢离子
对一般工业循环水，可以采用水的软化处理方式，以减少或除去成垢离子。水的软化处理有加热软化法、化学沉淀软化法和离子交换法。而油田注水的量很大，而且此法成本较高，这些方法在油田生产系统应用中受到很多因素的限制，所以大型注水不常使用。
1.3.4 除去结垢组分
（1）清除溶解在水中的气体
采用化学和（或）机械方法可把水中的溶解气如H2S、CO2和O2从水中除掉，这样就可以避免生成不溶的铁化合物（硫化物、氧化物）。但仅仅从水中除去CO2，实际上会使结垢更为严重。
（2）水的软化方法
离子交换法、沉淀软化法或蒸馏法等很少用于防止注入水结垢。这些方法除去结垢的Ca2+、Mg2+、SO42-和HCO3-可单独或联合使用。这些方法是以除去这些离子使水“软化”的。
1.3.5 防垢剂
阻垢剂的发展历程及起主要作用的官能团，大致可以将其分为天然聚合物阻垢剂、含磷类聚合物阻垢剂、共聚合物阻垢剂、绿色新型聚合物阻垢剂。
天然聚合物阻垢剂曾在20世纪60年代兴起，并开始使用，主要有单宁、纤维素、淀粉、木质素、壳聚糖和腐植酸钠等天然有机高分子化合物曾被用作阻垢剂，在循环冷却水系统中控制水垢的生成发挥过重要作用。但由于该阻垢剂加量大，费用高，所以现在极少使用。
最常用的无机含磷聚合物阻垢剂是三聚磷酸钠和六偏磷酸钠有机磷酸是一类阴极型缓蚀剂，又是一类非化学当量阻垢剂，具有明显的溶限效应。但是这类阻垢剂磷浓度高，易水解为正磷酸盐，产生磷酸钙沉淀，因此限制了其在高温、高碱和高硬度等水质条件下的使用；另外，聚磷酸盐是微生物的营养源，能促进菌藻的滋生。所以开发低磷或无磷阻垢剂已成为国内外防垢的研究课题和发展方向。
共聚物阻垢剂主要有丙烯酸类共聚物，磺酸类共聚物，马来酸酐类共聚物，烷基环氧羧酸盐，这些阻垢剂虽具有活性高、毒性小的特点，但不具有生物可降解性能。
绿色新型阻垢剂，随着人们环保意识的日益提高，环境法规日趋严格，人们对阻垢剂提出了越来越高的要求。目前有机膦酸盐类共聚物阻垢剂是国内外最广泛应用的阻垢剂，但磷的排放会导致水源富营养化，引起赤潮现象，同时有些阻垢剂还是高度非生物降解的，对生态环境产生非常大的影响，具有优良可降解性和较好的阻垢性能的绿色聚合物阻垢剂必将成为今后主要的研究方向。目前国内外出现的新型绿色聚合物阻垢剂主要有聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸。该类防垢剂具有优良的生物降解性能和较高的阻垢活性，与聚丙烯酸相比，在相对分子量相近时，聚天冬氨酸类阻垢剂活性比聚丙烯酸高，特别在高浓度Ca2+时仍具有较好的阻垢效果。
2 结垢预测模块的建立
根据大量的文献调研和各油田的资料可知，常见的无机沉淀有碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSO4)、硫酸钙(CaSO4)、硫酸锶(SrSO4)等。由于MgCO3在水中的溶解性能和CaCO3相似，但是相同条件下MgCO3的溶解度大于CaCO3，因此对于大多数既含有MgCO3同时也含有CaCO3的水来说，任何使MgCO3和CaCO3溶解度变小的条件出现，首先会形成CaCO3垢，除非影响溶解度减小的条件发生剧烈的变化，否则MgCO3垢未必会形成。
2.1 Stiffs & Davis 饱和指数
CaCO3的结垢趋势预测数学模型的建立中，Stiff-Davis饱和指数法公式为：
SI = pH– K– pCa –pAlK (1)
判据为当SI>0时，有结垢趋势；
当SI=0时，为临界状态；
当SI<0时，无结垢趋势。
SI——饱和指数；
pH——水样的pH值；
pCa——Ca2+浓度（mol/L）的负对数；
pAlK——总碱度（mol/L）的负对数。
K——修正系数，由不同温度时离子强度μ与修正系数K的关系图查得，见图2；
由于Davis-Stiff饱和指数计算公式SI= pH– K– pCa – pAlK，和Ryznar稳定指数SAI = 2 (K + pCa + pAlK) – pH，中涉及到CaCO3的修正系数K，只有在计算得出离子强度μ后，才可以查图得到，它是关于温度和离子强度的曲线。如下图：
图2-5 不同温度时，离子强度μ与碳酸钙CaCO 3修正系数K 的关系
而skillman 预测值(
)
21000
4SP S X K X =+-，公式中涉及到的CaSO 4溶度
积常数Ksp ，也是由关于温度和离子强度μ的曲线查得，如下图：
图2-6 硫酸钙CaSO 4的溶度积常数
2.2 Oddo-Tomson 饱和指数法
2.2.1饱和指数计算硫酸盐垢 石膏(CaSO 4.2H 2O)为
[][]{}
)
328.1(100.237.013.1105.855)328.1(105.2)328.1(108.147.3log 21
3
21
526324210+?-+-?-+?++?++=-----+t S S S p t t SO Ca IS i i i 半水石膏（CaSO 4.0.5H 2O ）
[][]{}
)
328.1(1066.049.066.1105.1000)328.1(109.11)328.1(109.104.4log 21
3
21
526324210+?-+-?-+?++?-+=-----+t S S S p t t SO Ca IS i i i 无水石膏(CaSO 4)为：
.
[][]{}
)
328.1(103.350.009.11015.445)328.1(1097.0)328.1(1098.952.2log 21
321
526324210+?-+-?-+?-+?++=-----+t S S S p t t SO Ca IS i i i
硫酸钡(BaSO 4)为：
[][]{}
)
328.1(100.289.062.210696)328.1(104.11)328.1(108.403.10log 21
321
526324210+?-+-?-+?++?-+=-----+t S S S p t t SO Ba IS i i i
硫酸锶(SrSO 4)为：
[][
]{}
)
328.1(109.167.089.110667)328.1(104.6)328.1(100.211.6log 21
3
21
5
26324210+?-+-?-+?++?++=-----+t S S S p t t SO Sr IS i i i
t ——温度，℃； p ——绝对压力，MPa ；
μ——离子强度，mol/L 。
)...(2
12
222211i i i z c z c z c S +++=
其中C i 指第i 种离子浓度，单位为摩尔每升（mol/L ）；Z i 指第i 种离子价数。 稳定常数和二价离子浓度的计算
4MgSO 和04CaSO 的稳定常数的计算方程：
)
328.1(103.158.038.2105.1551)328.1(102.1)328.1(105.486.12
/132
/15
-263+?-+-?++?-+?+=---t Si
Si Si
p t t pK st
因溶液中多种离子共存，难以求得活度系数，且游离离子溶液的活度系数接近1，故根据活度定义式，实际预测中可以浓度代替活度。但是金属离子与SO 42-
络合或生成离子对，形成游离金属离子和游离SO 42-离子，因此硫酸盐溶液中离子浓度实际上为游离离子浓度。根据络合反应的稳定常数公式和总溶解的各离子质量平衡方程可推导出游离SO 42-离子、游离金属离子浓度的公式如下：
[](
){}()[
]
{}
St
SO St SO M St SO M St K C K C C K C C K SO 24115
.02
24
4
4
4+-∑++-∑+-=
-
[][]
-+
+=24
21SO K C Mg st
Mg
st
K st K log 10=
[][]-+
+=24
21SO K C Ca st
Ca
[][]-+
+=24
21SO K C Sr st
Sr
[][]-+
+=24
21SO K C Ba st
Ba
2Mg C +、2Ca C +
、2Sr C +、2Ba C +
——各种离子总浓度，mol/L ，可由水分析资料数
据得；
C M =成垢阳离子总浓度2Mg C +、2Ca C +、2Sr C +、2Ba C +，mol/L 。 判据
当Is = 0时，表示溶液与固体垢相平衡； 当Is>0时，表示过饱和状态或有形成垢的条件； 当Is<0时，表示欠饱和状态，或不能形成垢。
2.2.2 利用测量的pH 预测碳酸钙的结垢
()()[]
()
()
i i S S S p t t pH HCO Ca I 770.0348.21035.439)328.1(1061.0)328.1(1088.976.2log 2
1526332+-?-+?++?+-+=----+2.3 生成碳酸钙沉淀量计算
PTB=50000{G-[X 2+4*10K-pH ]}0.5 , mg/L
其中：G=Ca 2++2HCO 3-
X=Ca 2+-2HCO 3
判据：预测碳酸钙垢沉淀严重程度
根据以上理论基础编写结垢预测软件。
【精品】油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨
油田井筒结垢原因分析及防阻垢技术探讨
摘要：石油是一种重要的能源，对国家、集体和个人都有着非常重要的作用。然而通过实践我们可以知道,当油田开发至中晚期以后,由于注水量的不断增加，油田的井筒相继开始结垢,直接影响着油井的正常生产。本文将对油田井筒结垢的原因进行深入分析，并在此基础上提出防阻垢的技术，以期对我国石油开发及油井保护提供一些参考。 关键词：油田井筒结垢防阻垢技术 在油田开发生产过程中，油井结垢一直制约着油田的正常生产，是一个很难解决的问题。随着油田的不断开发，注水越来越多，由于水质中的很多成分容易和油井下的工具设备发生化学反应,因此形成一些垢状物质，长时间不予处理就会造成泵漏、杆管断脱、管漏以及井下工具设备失效等事故，严重制约了油井的正常生产。 1油田井筒结垢的原因分析 据调查显示,对目前我国已经步入高含水开发中后期的油井来说,大部分油 井的原油含水量基本超过百分之八十甚至百分之九十。从热力学的角度分析可知，油井中的注入水是不稳定的，容易与油井下的机械设备发生垢化效应,油井经过多次的酸化措施就会使井下管柱严重腐蚀或结垢，进而造成泵卡、筛管堵死以及地层堵塞，原油的产量下降,而且检泵作业的次数将会增加. 1.1油井地下水的成份分析目前我国部分油井井筒结垢现象比较严重，在对
油田现场结垢的地下水质进行鉴定后，进行定量分析并确定结垢物的组成成份。由于每一个油田井筒结垢情况基本相似，现以百色盆地的塘寨油田为例进行说明。对塘寨油田部分油井井筒结构部位的水质提取鉴定，得出如下水质成份分析图: 从以上水的成份分析结果不难看出,地下水中钙离子、镁离子、碳酸根离子以及硫酸根离子的含量较为丰富，当井下温度和压力达到一定条件时，它们就会发生化学反应，形成难以溶解的盐类化合物即井筒所结的垢. 1.2井筒结垢原因分析油井井筒垢物成份主要有沥清、蜡、胶质等有机物质以及钙镁铁离子和碳酸、硫酸根离子。后者离子相互发生化学反应形成难以溶解的化合物，再加上前者有机物质，就会形成更加难以溶解的垢物。除了有碳酸钙、碳酸镁等难溶的盐类化合物外,由于部分油井已经经过多次的酸化作业，油井管柱被严重腐蚀，从而产生了大量的铁锈，也是井筒结垢的原因之一。同时部分油井出砂情况严重，产生了大量的砂粒，这些砂粒就成为蜡及垢物集结的载体；油井井筒析蜡情况严重，从垢物组成成份来看，大部分油井井筒垢物中的有机物含量较高,这些有机物与钙、镁盐类难容物以及砂粒等混合在一起就形成了更难溶解的混合物——
循环水中腐蚀和管道结垢原因和处理方法
在现代的工业生产中，循环水含有的物质例如化学物质、金属物资等方面，工业循环水管道受到这些物质的影响，会产生结垢还有腐蚀等影响，如果处理不及时，就是妨碍到循环水管道的使用性能，继而降低工业生产效率，不能得到良好的经济效益。所以，需要对工业循环水管道结垢产生的原因还有机理明确好，针对性的采取控制和解决措施，目的就是保证循环水管道使用的稳定性，提升工业生产的效率，实现比较好的经济效益。 1.结垢和腐蚀产生的机理和原因 结垢和腐蚀可以说是影响工业循环水管道使用性能的重要原因，并且两者有直接的联系，通常情况下腐蚀就会产生结垢，结垢会产生腐蚀，时间长了就会影响管道的相关零件的使用性能，提升机泵运行的负荷，继而对设备、整体系统换热冷却等方面，不仅会影响到工业循环水管道的使用性能，还会使得工业生产效率还有经济效益，有所下降。接下来就和大家针对于工业循环水管道结垢和腐蚀产生的机理和原因相关内容，展开分析和阐述。 1.1补充水 由于在工业生产中，会消耗大量的是，因此为了保证生产的效率还有稳定性，需要定期进行补充，但是补充水在进入工业循环水管道之后，补充水中硬度、碱度还有PH值、浊度等方面，都会导致结垢。如果补充水中的硬度和碱度越大，意味着结垢离子更多，并且受到温度的影响，补充水容易达到饱和的状态，增加了循环水管道腐蚀现象的产生。此外，在工业循环水管道使用中，水质中的悬浮物会起到晶核的作用，这样浊度就会产生较多，悬浮物也会变多，这样如果不定期进行处理，也会导致悬浮物长期积累，增加工业循环水管道腐蚀和结垢现象的产生。 1.2温度 导致工业循环水管道结垢和腐蚀的重要因素之一就是温度，主要是由于工业循环水管道在运行过程中，循环水中包含的硬度盐类会根据温度的变化，产生溶解的现象。并且，在溶
_汽轮机凝汽器真空度下降原因分析
汽轮机凝汽器真空度下降原因分析在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备是凝汽式汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作性能直接影响整个汽轮机组的安全性、可靠性、稳定性和经济性。汽轮机的真空下降会使汽轮机的可用热焓降减少器综合性.凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，如机组真空下降1%，机组热耗将要上升0.6%～1%。因此保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空；是每个发电厂节能的重要内容。而凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及抽气器的工作状况等因素制约。因此有必要分析机组凝汽器真空度下降的原因，找出预防真空度下降的措施，提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行,直接提高整个汽轮机组的热经济性。 引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因主要有循环水量中断或不足、循环水温升高、后轴封供汽中断、抽气器或真空泵故障、凝汽器满水（或水位升高）、凝汽器结垢或腐蚀，传热恶化、凝汽器水侧泄漏、凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等。就这些问题我将分别做出分析、阐述： 一、循环水量中断或不足 ⑴循环水中断 循环水中断引起真空急剧下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降；冷却塔无水喷出。循环水中断的原因可能是：循环水泵或其驱动电机故障；循环水吸水口滤网堵塞，吸入水位过低；循环水泵轴封或吸水管不严密或破裂，使空气漏人泵内等。循环水中断时，应迅速卸掉汽轮机负荷，并注意真空降到允许低限值时进行故障停机。 ⑵循环水量不足 循环水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循环水出口和人口温差增大。由于引起循环水量不足的原因不同，因此有其不同的特点，所以可根据这些特征去分析判断故障所在，并加以解决： ①若此时凝汽器中流体阻力增大，表现为循环水进出口压差增大，循环水泵出口和凝汽器进口的循环水压均增高，冷却塔布水量减少，可断定是凝汽器内管板堵塞，此时可采用反冲洗、凝汽器半面清洗或停机清理的办法进行处理。
循环冷却水结垢原理及处理方法
循环冷却水结垢原理及处理方法 一、循环冷却水系统为什么会结垢 1.一般解释 冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应： Ca(HCO 3)2 CaCO 3 + H 2O + CO 2 当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH 值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应： Ca(HCO3)2 + 2OH- CaCO 3 + 2H 2O + CO 32- 难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。 2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。 碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。所以在溶液里也出现这样的平衡： Ｃａ2++ＣＯ3 2- CACO 3(固)
在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ 3 2-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度 积K SP ，为一定值。 若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕＞ K SP 时，平衡向右移，有晶体析出。 若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕＜ K SP 时，平衡向左移，晶体溶解。 注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ 32-〕值称为K CP 二、抑制为结垢的方法 (一) 化学方法 1. 加酸: 目的:降低水的PH值,使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度. 优点:费用较小，效果比较明显 缺点:加酸量不易控制、过量会产生腐蚀的危险、投加过量有产生硫酸钙垢的危险. 2. 软化 目的:降低水中至垢阳离子的含量 优点:防止结垢效果好 缺点:操作复杂、软化后水腐蚀性增强. 3. 加阻垢剂: 目的:使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定。
结垢预测
结垢机理研究 1.1 理论分析 水垢一般都是具有反常溶解度的难溶或微溶盐类，它具有固定晶格，单质水垢较坚硬致密。水垢的生成主要决定于盐类是否过饱和以及盐类结晶的生长过程。水是一种很强的溶剂，当水中溶解盐类的浓度低于离子的溶度积时，他将仍然以离子状态存在于水中，一旦水中溶解盐类的浓度达到饱和状态时，设备粗糙的表面和杂质对结晶过程的催化作用就促使这些饱和盐类溶液以水垢形态结晶析出。 水垢的种类有很多，但通常油田水中只含有其中少数几种水垢。最常见的水垢有碳酸盐类水垢，组成为CaCO3、MgCO3，但易被酸化去除，危害相对较小；而硫酸盐垢，组成成分有CaSO4、BaSO4、SrSO4，常常采用防垢方法加以阻止；铁化物垢组成为FeCO3、FeS、Fe（OH）2、Fe2O3。实际上一般的结垢都不是单一的组成，往往是混合垢，只不过是以某种垢为主而已。 表2-13 常见垢的溶度积 垢溶度积垢溶度积 BaSO4 1.1×10-10SrSO4 3.2×10-7 CaCO3 2.8×10-9FeS 8.3×10-13 CaSO49.1×10-8FeCO3 3.2×10-11 MgCO3 3.5×10-8Fe（OH）28.0×10-13 注：溶度积温度为18～25℃ （1）不相容论 两种化学不相容的液体（不同层位含有不相容的离子的地层水、地层水与地面水、清水与污水）相混，因为含有不同离子或不同浓度的离子，就会产生不稳定的、易于沉淀的固体。如宝浪油田，两个不同层位的水一混合就结垢，主要是因为一层含有SO42-，另一层含有Ba2+、Sr2+较多，混合后就生成BaSO4、SrSO4。（2) 热力学条件变化 当井下热力学和动力学条件不变时，即使有不相容的离子，并且为过饱和溶
凝汽器结垢该如何清洗
凝汽式汽轮机是现代火电站和核电站广泛采用的典型汽轮机。凝汽设备是汽轮机装置的重要组成部分，它的设计制造和运行质量的优劣，直接影响汽轮机装置的经济性和安全性。 长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗（酸洗）等在对设备清洗时出现很多问题：不能彻底清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理，接下来介绍一下凝汽器的清洗工艺。 1.隔离设备系统，并将凝汽器里面的水排放干净； 2.采用高压水清洗管道内存留的淤泥、藻类等杂质后，封闭系统； 3.在隔离阀和交换器间装上球阀（不小于1英寸=2.54厘米），进水和回水口都应安装； 4.接上输送泵和连接导管，使清洗剂从凝汽器的底部泵入，从顶部流出； 5.开始向凝汽器里泵入所需要的清洗剂（比例可根据具体情况调整）； 6.反复循环清洗到推荐的清洗时间。随着循环的进展和沉积物的溶解，反应时产生的气体也会增多，应随时通过放气阀将多余的空气排出。随着空气的排出，凝汽器内的空间会增大，可加入适当的水，不要一开始就注入大量的水，可能会造成水的溢出；
7.循环中要定时检查清洗剂的有效性，可以使用PH试纸测定。如果溶液保持在PH值2‐3时，那么清洗剂仍然有效。如果清洗剂的PH值达到5‐6时，需要再添加适量清洗剂。最终溶液的PH值在2‐3时保持30分钟没有明显变化，证明达到了清洗效果，注意清洗剂可以回收后重复使用，排放会造成浪费； 8.达到清洗时间后，回收清洗溶液。并用清水反复冲洗交换器，直到冲洗干净至中性，用PH试纸测定PH值6~7； 9.完成清洗后既可开机运行。也可以打压试验，看是否有泄漏现象； 10.设备稳定后，记下当前的介质过流量、工作压力、换热效率等数据； 11.比较清洗前和清洗后数值的变化，就可以计算出该企业每个小时所节省的电费、煤费等生产费用及提高的工作效率； 12.同样的操作方法也可用于板式、框架式的热交换器清洗； 13.如企业需要设备进行钝化预膜处理，可按以下流程进行操作：将钝化预膜剂按推荐稀释比泵入设备中（同时在循环槽内悬挂试片）；按推荐时间循环、浸泡；检测预膜效果（红点法或蓝点法）；排放；水冲洗干净至中性（用PH试纸测定PH值6~7）； 14.钝化预膜结束后，最好采用风机等通风设备将系统吹干，可确保并提升钝化预膜效果。 利用清洗剂清洗凝汽器，高效、环保、安全、无腐蚀，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证凝汽器的长期使用。清洗剂，特有的添加湿润剂和穿透剂，可以有效清除用水设备中所产生的最顽固的水垢（碳酸钙）、锈垢、油垢、粘泥等沉淀物，同时不会对人体造成伤害，不会对钢铁、紫铜、镍、钛、橡胶、塑料、纤维、玻璃、陶瓷等材质产生侵蚀、点蚀、氧化等其他有害的反应，可大大延长设备的使用寿命。 南京高和环境工程有限公司由一批北京科技大学、南京工业大学长期从事冶金、石化、化工、电力行业节能环保的专业技术人员组建而成，公司主要依托北京科技大学、南京工业大学等科研
水垢的预防
水垢的预防 要保证锅炉不结垢或薄垢运行，就要加强锅炉给水处理，这是保证锅炉安全和经济运行的重要环节。预防水垢生成，通常采用下列方法来预防： 1、锅外水处理。这种方法适用于各种的锅炉。目前锅外水处理效果可靠的有石灰+纯碱软化法，是向已经澄清的水中加入适量的生石灰和纯碱达到软化目的。石灰──纯碱软化法有冷法和热法两种。冷法是在室温下进行，使水中残余硬度降至1．5～2毫克当量/升。热法是将水温加热到20～80℃，使水中残余硬度降至0．3～0．4毫克当量/升。因此，应尽量采用热法，以提高软化效果。离子交换软化法主要是依靠钠离子交换器中的交换树脂进行软化处理。由于交换树脂吸附能力强，能将游离在水中的钙、镁离子吸附，从而使锅炉给水硬度达到合格标准。离子交换剂有无机和有机两大类。无机交换树脂只能进行表面交换，软化效果差，使用较少。而有机交换树脂的特点是颗粒核心结构疏松，交换反应在颗粒表面和内部同时可进行，软化效果好，故使用较多。 2、锅内水处理。此法主要是向炉水中加入化学药品，与炉水中形成水垢的钙、镁盐形成疏松的沉渣，然后用排污的方法将沉渣排出炉外，起到防止（或减少）锅炉结垢的作用。炉内加药水处理一般用于小型低压火管锅炉。锅内水处理常用的药品有：磷酸三钠、碳酸钠（纯碱）、氢氧化钠（火碱、也称烧碱）及有机胶体（栲胶）等。加药时，应首先将各种药品配制成溶液，然后再加入锅炉内。通常磷酸三钠的溶液浓度为5～8%，碳酸钠的溶液浓度不大于5%，氢氧化钠的浓度不大于1～2%。加药方法有定期和连续加药两种。定期加药主要靠加药罐进行加药；连续加药则在给水设备前，将药连续加入
给水中。对于蒸汽锅炉，最好采用连续加药法，这样可使炉内保持药液的均匀。凡采用锅内水处理的，应加强锅炉排污，使已形成的泥渣、泥垢等排出炉外，收到较好效果。 以上虽然介绍两种水处理方法，但笔者认为，水处理工作是否落实到实处，关键在于管理。如果有了水处理设备而不用，等于没有进行水处理。因而，这就需要各使用单位领导树立“安全第一，预防为主”的思想，真正认识到水处理工作的重要性。要严格按GB1576-85《低压锅炉水质标准》办事，对于1T/H型以上的锅炉，应配备专职水处理操作工和化验人员，并建立健全水处理岗位和化验岗位责任制。各水处理操作工应忠于职守，认真操作；化验人员应定期抽检水质情况，及时向水处理操作工通报，使其及时得以调整，确保水质的合格。对2T/H型以下锅炉，凡配备水处理操作工有困难的，应该对司炉工进行培训，然后采取兼职的办法。各使用单位的锅炉房管理人员，要经常检查水处理设备运行情况，发现损坏应及时修理；交换树脂流失要及时补充；失效的交换树脂要及时更换。只有这样，才能防止水垢的生成，保证锅炉的安全经济运行。
普通的结构分析
Pre-structure: cover, original declaration, Chineseabstract， English Abstract， Keywords， Catalogues Sub-structure： introduction， literaturereview Main body: experimental materials & measures (instrument and equipment) Text（正文内容）：briefdescription Specialmethodsandinstrument Result Discussion Conclusion Literature Appendix Published Articles Acknowledgement（致谢）
Thearticleissupposedtoreflectthespecificcontents, notacademicorientation. The article is generally written within 25 words, with sub-article when necessary. Unofficial abbreviation and question are not allowed when the English version is consistent to Chinese one. Example: 中文吧翻过来也没人看得懂
Theabstractissupposedto be written as an essay: Why I research this project—goal What predecessors had done among this regard and the problems unsolved. ---Literature What I have done in the project---Result of the research How I achieved the goal-Method Breakthrough---Innovation PS：摘要质量的高低直接影响论文的被引用率和EI等期刊的收录率。 不能是对背景重要性意义等的介绍而必须采用报道式或指示性语言对文章的内容进行全面的概括、摘录、提炼。 内容主要该包括研究目的方法结果和结论。 The quality of the abstract directly affects the citation rate and the acceptance rate of EI. It cannot be an introduction of significance, background, or meaning, but a comprehensive summary in reported or indicative language. The content of abstract mainly includes research, objective, method, result and conclusion. The keywords should be underlined to reflect the essential of the parper.
凝汽器端差大原因
凝汽器端差大原因分析 一、凝结器端差增大的主要原因有： 1.凝器铜管水侧或汽侧结垢； 2.凝汽器汽侧漏入空气； 3.冷却水管堵塞； 4.冷却水量增加等。 二、根据本机组实际情况分析 1、凝器铜管水侧或汽侧结垢，由于本机组凝汽器是新安装，而且胶球冲洗根据定期工作冲洗及时，因此凝汽器结垢的可能性较小。 2、本机组运行中真空较高且真空严密性试验为良好，可能是由于循环水入口水温过低造成端差过大，即凝结器产生过冷却； 1.循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过冷度增加。 2.凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分压力增大，使过冷度增加。 3、凝结器单位面积负荷过大造成： （1）.低压加热器的疏水通过危机疏水门直接进入凝汽器，增加了凝汽器的热负荷； （2）主蒸汽管道旁路系统是否有漏气进入凝汽器。 4、循环水量多或少都可能引起端差的增大： （1）.如果机组的负荷高，势必会导致排气量的增大，如果此时水量少了，肯定会引起排汽温度的升高，而一定量的循环水它的吸热能力是一定的是有限的，如果严重的话甚至会有溶于水的气体析出，这样无疑会使水侧换热效果变差，致使出水温度较此时真空对应下的排气温度相差很多，端差
变大，因为此时真空应该是下降的； （2）循环水量多也会引起凝汽器端差的变大，如果机组的排气量远远小于循环水量，这时循环水的温升很小，循环水出口温度很低【现在是冬季循环水的进水温度也低】这时就应该注意机组的真空严密性了，如果真空很高，这时肯定会有空气进入致使排汽温度也很高，端差变大； （2）假如凝汽器是完全严密的，如果是负荷低循环水量过剩的话，这时的排汽温度较循环水出水温度相差也是很大的，端差也会增大。
锅炉结垢与腐蚀的成因及防范措施
锅炉结垢与腐蚀的成因及防范措施 【摘要】在锅炉运行中，锅炉的结垢和腐蚀会给锅炉安全运行带来很大影响，所以了解锅炉结垢和腐蚀的成因，尽量去规避这些问题带来的危害是十分必要的。本文通过分析结垢和腐蚀的危害及产生原因，寻找相应的防范措施，为促进锅炉的安全运行提供了很好的参考。 【关键词】锅炉；结垢；腐蚀；危害；成因；防范措施 1.前言 锅炉的结垢和腐蚀是锅炉维护和检修中应重点关注的问题，因为结垢和腐蚀会给锅炉带来的各种问题，不仅威胁到锅炉的安全运行，而且大大增加锅炉的维护和检修成本，缩短锅炉的使用寿命。对于锅炉的结垢和腐蚀问题，我们应深入分析其产生的原因，及时采取有效防范措施，为锅炉的安全、节能、经济运行提供有力保障。 2.锅炉结垢 2.1结垢的危害 （1）影响传热效果由于水垢的导热系数只有钢材的几十分之一，锅炉受热面结水垢必然造成传热效率降低。据估算锅炉受热面水垢厚度每增加1mm，传热效率即降低5%以上。 （2）影响安全运行锅炉的受热面温度一般要比炉水的温度高六到十度左右,但是水垢的存在，会使受热面的温度升高，金属过热产生蠕变,从而导致金属鼓包甚至爆破，严重影响锅炉的安全运行。
（3）增加大气污染锅炉受热面结垢必然导致热效率下降，要保证锅炉出力必须加大燃料的用量，燃料特别是煤的用量增加，会增加大气污染，影响空气质量。 （4）破坏水循环受热面特别是水冷壁管、对流管等内部结垢，会影响正常的锅炉水汽循环，造成循环阻滞，破坏正常的水循环。 2.2. 结垢的原因 （1）碳酸盐、硫酸盐水垢 碳酸盐、硫酸盐水垢形成的原因是由于锅炉给水中存在钙、镁盐类，其重碳酸盐在高温锅水中会转化为碳酸盐，碳酸盐、硫酸盐等溶解度随温度的升高而降低，到一定程度会析出水垢。碳酸盐水垢，一般是在受热比较不强烈的地方形成的；硫酸盐水垢则一般在高温状态下发生沉淀，常发生在受热比较强烈的受热面上，在锅炉的水冷壁管以及对流管束中很常见。 （2）硅酸盐水垢 硅酸盐水垢的化学成分主要是铝、铁的硅酸化合物，其化学结构较为复杂，这种水垢质地最硬，并且导热性非常差，所以其危害最大，一般在锅炉热负荷高的炉管中形成。 （3）氧化铁水垢 氧化铁水垢的主要成分是铁的化合物，锅炉在正常运行情况下，水中氧含量很低,不会对锅炉造成氧腐蚀。但如果水中溶氧量增加, 就可能使金属表面产生氧腐蚀，生成氧化铁产物溶解在锅炉水中，并在高温作用下，逐渐形成氧化铁水垢。 2.3 结垢的防范措施
油田除垢概述
油田集输管线的除垢工艺技术研究
1 前言 近年来，随着经济的迅猛发展，人类对石油的需求量也达到了空前的规模，为满足这种高速增长的需求量，各大油田，尤其是国内的很多油田相继进入到了开发的中后期，有些油田逐步开展了碱驱，三元复合驱等提高采收率的措施，加上本身有些地层水所具有的高矿化度特性，使得油田结垢现象非常突出。 油田结垢问题正严重制约着油田生产的正常运行，并带来巨大经济损失，对油田垢的防治已越来越受到人们的重视。油田垢的危害是多方面的，比如油田垢一旦生成不但会堵塞油层孔隙，减小驱替剂的波及面积，并可加大对油层的伤害[1]，致使原油产量下降。注水井结垢会造成注水压力升高、能耗增大；一旦使管线堵塞，还要增加起下井次数，致使油井免修期缩短；油井结垢后，套环空被垢充满，造成测试工具下不去、无法进行分注点等难题。集输系统一旦结垢会增大管道中的流体阻力、使输送能耗增加。结垢严重时，甚至会造成管道阻塞，影响正常输油和注水等任务。同时，一旦引发垢下腐蚀还可造成管道穿孔。举升（采出）系统结垢后，会造成油井断杆、卡泵[2]，导致油井减产、停产。当油水在管线中混合集输时，环境变化造成的结垢会以物理或化学的方式混溶于原油中，导致粘度增加，管网输送泵压增大，甚至堵塞管网，这种情况当油的初始粘度较高时尤为严重。 新疆油田车89井区水的矿化度高达56169mg/L，水型为CaCl2型，随着油田的不断开发，含水逐渐上升，管网结垢严重，单井管线更换后2个月堵死。2010年新建车89处理站建成投产后，单井采用密闭集输生产方式，随着油田的开发含水上升，管网结垢日益严重，严重影响集输系统正常生产。因此，对车89井区油水混合集输的结垢现状进行分析评价，通过结垢成因分析和变化规律研究，搞清影响混输系统结垢的主要因素，研究有针对性的除垢，防垢技术措施，保证油田的正常生产。
凝汽器结垢原因分析
凝汽器结垢原因分析 1.凝汽器铜管脏污主要有以下几种情况： 1)因水中机械混合物的沉淀而使铜管变脏。是悬浮颗粒在管子中沉积的结果。这种悬浮颗粒是冷却水带入凝汽器中的沙石、木屑、小贝壳以及其他碎末。多数发生在使用江河、湖泊作为冷却水供水系统中。为了清除管内及管板上因机械混合物所造成的积垢凝汽器应定期进行机械清洗 2)由于盐类沉积而变脏。是水中溶有的无机盐在一定的条件下沉积下来附着于管壁污脏受热面。这种沉淀物主要是钙盐、镁盐所组成的水垢在管子上积聚的结果。由于冷却水水质不良，水中含有有机物质和无机物质覆盖在凝汽器管子的内表面上就形成一层不良的沉淀物，如果在水中含有大量的盐类时，这种沉淀物就在管子表面形成坚硬的水垢。为了清除冷却水的暂时硬度和永久硬度，可采用不同的化学水处理方法。 3)由于微生物沉积生长而变脏。由于水中各种微生物沉积在管面上而使铜管变脏。这些微生物在凝汽器中水温稳定的条件下会迅速繁殖，并形成粘膜水中其它混合物就很容易粘附在这种粘膜上，凝汽器的冷却面就在这种过程中迅速变脏。在这种情况下，有效的措施是在冷却水中定期加入氯气或漂白粉，使冷却水氯化。氯化的水能够在管子金属表面上杀菌，这就取消了微生物在管面上生长的可能性从而防止了凝汽器铜管脏污的发展。 4)流速的影响：我厂凝汽器铜管5460根，直径2.5cm，
循环泵流量5040吨/小时，流速为：0.52m/s,此流速不会造成沉积变脏。 5)表面状态：粗糙表面比光滑表面更容易造成污垢沉积。这是因为粗糙表面比原来光滑表面的面积要大很多倍，表面积的增大，增加了金属表面和污垢接触的机会和粘着力。此外，一个粗糙的表面好比有许多空腔，表面越粗糙，空腔的密度也越大。在这些空腔内的溶液是处在滞流区，如果这个表面是传热面，则还是高温滞流区。浓缩、结晶、沉降、聚合等各种作用都在这里发生，促进了污垢的沉积。 2. 目前从汽机专业看我厂主要清洗方法为：胶球清洗和高压水清洗。 去年全年#3机胶球清洗正常，在开机的几个月正常投入，收球率基本在正常范围。 经查去年全年甚至更长的时间#3机凝汽器未进行高压水冲洗。只在4月27日、7月13日、8月25日进行了水室及收球网清理。 3. #3机回收#4、#5机工业水回水及空压机冷却水，补充新鲜水较少。 根据以上分析#3机凝汽器结垢的原因为：1）冷却水较脏，水质不良。2）长时间未进行高压水冲洗。3）经过长时间的运行铜管表面光洁度变低。 王明君2011.3.2
水的结垢与防治
在什么情况下水容易结垢，汽包、水管容易腐蚀？ 用锅炉、水壶等容器烧水或供应蒸汽时，硬水中溶解的钙、镁碳酸氢盐受热分解，析出白色沉淀物，渐渐积累附着在容器上，叫结垢。锅炉结垢，不但多耗燃料，且易造成局部过热，引起。锅炉给水进行预先软化可防止结垢。 根据结垢层沉积的机理，可将污垢分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢等。 1）颗粒污垢：悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚。这种污垢也包括较大固态微粒在水平换热面上因重力作用形成的沉淀层，即所谓沉淀污垢和其他胶体微粒的沉积。 2）结晶污垢：溶解于流体中的无机盐在换热表面上结晶而形成的沉积物，通常发生在过饱和或冷却时。典型的污垢如冷却水侧的碳酸钙、硫酸钙和二氧化硅结垢层。 3）化学反应污垢：在传热表面上进行化学反应而产生的污垢，传热面材料不参加反应，但可作为化学反应的一种催化剂。 4）腐蚀污垢：具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热表面腐蚀而产生的污垢。通常，腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体的pH 值。 5）生物污垢：除海水冷却装置外，一般生物污垢均指微生物污垢。其可能产生粘泥，而粘泥反过来又为生物污垢的繁殖提供了条件，这种污垢对温度很敏感，在适宜的温度条件下，生物污垢可生成可观厚度的污垢层。 6）凝固污垢：流体在过冷的换热面上凝固而形成的污垢。例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰。温度分布的均匀与否对这种污垢影响很大。
防止结垢的技术应考虑以下几点：1）防止结垢形成；2）防止结垢后物质之间的粘结及其在传热表面上的沉积；3）从传热表面上除去沉积物。 防止结垢采取的措施包括以下几个方面： 1 设计阶段应采取的措施 在换热器的设计阶段，考虑潜在污垢时的设计，应考虑如下 6 个方面：1）换热器容易清洗和维修(如板式换热器)；2）换热设备安装后，清洗污垢时不需拆卸设备，即能在工作现场进行清洗；3）应取最少的死区和低流速区；4）换热器内流速分布应均匀，以避免较大的速度梯度，确保温度分布均匀（如折流板区）；5）在保证合理的压力降和不造成腐蚀的前提下，提高流速有助于减少污垢；6）应考虑换热表面温度对污垢形成的影响。 2 运行阶段污垢的控制 1）维持设计条件由于在设计换热器时，采用了过余的换热面积，在运行时，为满足工艺需要，需调节流速和温度，从而与设计条件不同，然而应通过旁路系统尽量维持设计条件（流速和温度）以延长运行时间，推迟污垢的发生。2）运行参数控制在换热器运行时，进口物料条件可能变化，因此要定期测试流体中结垢物质的含量、颗粒大小和液体的pH 值。3）维修措施良好换热设备维修过程中产生的焊点、划痕等可能加速结垢过程形成，流速分布不均可能加速腐蚀，流体泄漏到冷却水中，可为微生物提供营养，对空气冷却器周围空气中灰尘缺少排除措施，能加速颗粒沉积和换热器的化学反应结垢的形成。用不洁净的水进行水压试验，可引起腐蚀污垢的加速形成。4）使用添加剂针对不同类型结垢机理，可用不同的添加剂来减少或消除结垢形成。如生物灭剂和抑制剂、结晶改良剂、分散剂、絮凝剂、缓蚀剂、化学反应抑制剂和适用于燃烧系统中防止结垢的添加剂等。5）减少流体中结垢物质浓度通常，结垢随着流体中结垢物质浓度的增加
锅炉结垢与腐蚀的成因及防范措施
锅炉结垢与腐蚀的成因及防措施 【摘要】在锅炉运行中，锅炉的结垢和腐蚀会给锅炉安全运行带来很大影响，所以了解锅炉结垢和腐蚀的成因，尽量去规避这些问题带来的危害是十分必要的。本文通过分析结垢和腐蚀的危害及产生原因，寻找相应的防措施，为促进锅炉的安全运行提供了很好的参考。 【关键词】锅炉；结垢；腐蚀；危害；成因；防措施 1.前言 锅炉的结垢和腐蚀是锅炉维护和检修中应重点关注的问题，因为结垢和腐蚀会给锅炉带来的各种问题，不仅威胁到锅炉的安全运行，而且大大增加锅炉的维护和检修成本，缩短锅炉的使用寿命。对于锅炉的结垢和腐蚀问题，我们应深入分析其产生的原因，及时采取有效防措施，为锅炉的安全、节能、经济运行提供有力保障。 2.锅炉结垢 2.1结垢的危害 （1）影响传热效果由于水垢的导热系数只有钢材的几十分之一，锅炉受热面结水垢必然造成传热效率降低。据估算锅炉受热面水垢厚度每增加1mm，传热效率即降低 5%以上。 （2）影响安全运行锅炉的受热面温度一般要比炉水的温度高六到十度左右,但是水垢的存在，会使受热面的温度升高，金属过热产生蠕变,从而导致金属鼓包甚至爆破，严重影响锅炉的安全运行。
（3）增加大气污染锅炉受热面结垢必然导致热效率下降，要保证锅炉出力必须加大燃料的用量，燃料特别是煤的用量增加，会增加大气污染，影响空气质量。 （4）破坏水循环受热面特别是水冷壁管、对流管等部结垢，会影响正常的锅炉水汽循环，造成循环阻滞，破坏正常的水循环。 2.2. 结垢的原因 （1）碳酸盐、硫酸盐水垢 碳酸盐、硫酸盐水垢形成的原因是由于锅炉给水中存在钙、镁盐类，其重碳酸盐在高温锅水中会转化为碳酸盐，碳酸盐、硫酸盐等溶解度随温度的升高而降低，到一定程度会析出水垢。碳酸盐水垢，一般是在受热比较不强烈的地方形成的；硫酸盐水垢则一般在高温状态下发生沉淀，常发生在受热比较强烈的受热面上，在锅炉的水冷壁管以及对流管束中很常见。 （2）硅酸盐水垢 硅酸盐水垢的化学成分主要是铝、铁的硅酸化合物，其化学结构较为复杂，这种水垢质地最硬，并且导热性非常差，所以其危害最大，一般在锅炉热负荷高的炉管中形成。 （3）氧化铁水垢 氧化铁水垢的主要成分是铁的化合物，锅炉在正常运行情况下，水中氧含量很低,不会对锅炉造成氧腐蚀。但如果水中溶氧量增加, 就可能使金属表面产生氧腐蚀，生成氧化铁产物溶解在锅炉水中，并在高温作用下，逐渐形成氧化铁水垢。 2.3 结垢的防措施
凝汽器结垢清洗的注意事项
因冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流经金属表面时，有碳酸盐的生成。另外，溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀，形成铁锈。由于锈垢的产生，换热效果下降。严重时不得不在壳体外喷淋冷却水，结垢严重时会堵塞管子，使换热效果失去作用。 研究的数据显示水垢沉积物对热传输的损失影响巨大，随着沉积物的增加会造成能源费用的加大。即使很薄的一层水垢就要增加设备中结垢部分40%以上的运行费用。保持冷却通道中不含矿物沉积物可以很好的提高功效、节约能源、延长设备的使用寿命，同时节约生产时间和费用。 长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗(酸洗)等在对设备清洗时出 现很多问题：不能完全清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，较终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。 利用福世泰克清洗剂清洗凝汽器，福世泰克的高效、环保、安全、无腐蚀，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证凝汽器的长期使用。 福世泰克清洗剂（特有的添加湿润剂和穿透剂，可以有效清除用水设备中所产生的较顽固的水垢（碳酸钙）、锈垢、油垢、粘泥等沉淀物，同时不会对人体造成伤害，不会对钢铁、紫铜、镍、钛、橡胶、塑料、纤维、玻璃、陶瓷等材质产生侵蚀、点蚀、氧化等其他有害的反应，可大大延长设备的使用寿命。同时清洗液是可生物降解的（获得美国环保局认可批准），完全可以直接排放，在排放前不需进行中和处理。 福世泰克优势： （1）安全环保； （2）快速有效； （3）费用低廉； （4）操作简单； （5）生物降解； （6）用途广泛。 清洗方法： （1）循环清洗：在线针对换热设备进行循环清洗；普通设备3-5小时完成，大系统不超过12小时。 （2）浸泡清洗：对于一些体积较小的冷凝器、可采用浸泡的方法4-6个小时。 （3）喷淋清洗：对于表层大面积结垢的板式设备，可以用喷淋的方法清洗。 清洗工艺及相关注意事项： 1．隔离设备系统，并将凝汽器里面的水排放干净。 2．采用高压水清洗管道内存留的淤泥、藻类等杂质后，封闭系统。 3．在隔离阀和交换器间装上球阀（不小于1英寸=2.54厘米），进水和回水口都应安装。 4．接上输送泵和连接导管，使清洗剂从凝汽器的底部泵入，从顶部流出。 5．开始向凝汽器里泵入所需要的福世泰克清洗剂（比例可根据具体情况调整）。
水的结垢与防治
在什么情况下水容易结垢，汽包、水管容易腐蚀?
用锅炉、水壶等容器烧水或供应蒸汽时，硬水中溶解的钙、镁碳酸氢盐受热分解，析出白色沉淀物，渐渐积累附着在容器上，叫结垢。锅炉结垢，不但多耗燃料，且易造成局部过热，引起。锅炉给水进行预先软化可防止结垢。 根据结垢层沉积的机理，可将污垢分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢等。 1）颗粒污垢：悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚。 这种污垢也包括较大固态微粒在水平换热面上因重力作用 形成的沉淀层, 即所谓沉淀污垢和其他胶体微粒的沉积。 2）结晶污垢: 溶解于流体中的无机盐在换热表面上结晶而 形成的沉积物, 通常发生在过饱和或冷却时。典型的污垢如 冷却水侧的碳酸钙、硫酸钙和二氧化硅结垢层。 3）化学反应污垢：在传热表面上进行化学反应而产生的污 垢，传热面材料不参加反应，但可作为化学反应的一种催化剂。4）腐蚀污垢：具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的 杂质对换热表面腐蚀而产生的污垢。通常，腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体的pH值。
5）生物污垢：除海水冷却装置外，一般生物污垢均指微生 物污垢。其可能产生粘泥，而粘泥反过来又为生物污垢的繁殖提供了条件，这种污垢对温度很敏感，在适宜的温度条件下，生物污垢可生成可观厚度的污垢层。 6）凝固污垢：流体在过冷的换热面上凝固而形成的污垢。 例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰。温度分布的均匀与否对这种污垢影响很大。 防止结垢的技术应考虑以下几点：1）防止结垢形成；2）防止结垢后物质之间的粘结及其在传热表面上的沉积；3）从传热表面上除去沉积物O 防止结垢采取的措施包括以下几个方面: 1设计阶段应采取的措施 在换热器的设计阶段，考虑潜在污垢时的设计，应考虑如下 6个方面：1）换热器容易清洗和维修（如板式换热器）；2） 换热设备安装后，清洗污垢时不需拆卸设备，即能在工作现场进行清洗；3）应取最少的死区和低流速区；4）换热器内流速分布应均
注水开发油田油层结垢机理及油层伤害
作者简介!贾红育"男"#$%&年#月生’#$$&年在西北大学获博士学位’现为石油大学(北京)盆地与油藏研究中心博士后’文章编号!*+,-.+%$&(+**#)*#.**,/.*,注水开发油田油层结垢机理及油层伤害 贾红育#曲志浩+ (#0石油大学盆地与油藏研究中心北京昌平#*++**1+0西北大学地质系陕西西安&#**%$) 摘要!通过砂岩微观孔隙模型模拟实验"分别对23456和7375-结垢机理及结垢油层伤害规律进行了研究’研究 结果表明!8油层结垢是在多次的异相成核9晶体生长过程形成的"晶体生长在孔隙中和喉道处均可发生1:不同 类型结垢"其结垢特点不同’23456结垢呈现出水混合9结垢交替间断进行及垢晶体晶形发育差; 晶粒细小之特点"而2345-结垢呈现出连续进行及垢晶体晶形发育好; 晶粒粗大之特点1<结垢油层伤害是一复杂问题"即使不考虑温度及多相渗流的影响"其仍受到结垢量和油层渗透性的双重影响’一般结垢量越大"油层渗透性越差"结垢 对油层的伤害越严重’随油层渗透性变差"结垢量不同引起的结垢油层伤害程度的差异减小1随结垢量增大"渗透 性不同"油层结垢伤害程度的差异减小’ 关键词!结垢机理1油层1结垢油层伤害1模拟实验1砂岩微观孔隙模型1注水开发油田 中图分类号!=>-##文献标识码!? #前言 室内模拟实验是研究油层结垢机理和结垢油层伤害的重要手段’目前"实验研究@#A -B 大多采用岩心流动实 验方法"这种方法无法直接观察结垢过程"实验结束后进行的扫描电镜分析"也只能得出少数孔隙中垢晶体形 态;分布之结果"无法评价整个孔隙介质中垢晶体的数量和分布情况’孔令荣;曲志浩等@6B #$$*年研制成功一 种新的微观孔隙模型99砂岩微观孔隙模型" 这种模型直接用砂岩岩心制作"既保持了原砂岩孔隙结构;润湿性等性质"同时又具有一般微观孔隙模型可直接观察之优点’砂岩微观孔隙模型的研制成功"较好地解决了结垢模拟实验中的观察问题’ 本文采用砂岩微观孔隙模型模拟实验方法"通过直接观察模型结垢过程并结合渗透率测定"分别对23456和7375-的结垢机理及结垢油层伤害规律进行了研究’ 结果对认识油层结垢规律和指导油田开发具有一定的理论和实际意义’ +结垢模拟实验方法 C D E F G H I J 结垢模拟实验 鉴于引起23456和7375-结垢的原因不同" 不同类型结垢采用不同的模拟实验方法’23456结垢采用砂岩微观模型单相驱替实验方法! 模型首先抽真空饱和地层水"然后以高压氮气为压力源恒压注入地层水测其原始渗透率"最后恒压注注入水测定渗透率的变化"并不断在显微镜下观察模型结垢过程"模型渗透率基本不变时实验结束’模型渗透率根据达西定律计算得出’其中"流量用安装在入口端的移液 管计量"精度*D **#K L 1时间用秒表计量"精度*D *#M 1压力用数字压力仪计量"精度*D *#N O 3 ’实验流程装置见图#’ 整个实验在常温常压下进行"注水速度*D ***#A*D ***6K L P K Q R "注水一般采用间断注水方式(每次间断#+S )"个别模型采用连续注水方式’实验用盐水根据安塞油田实际地层水和注入水的化学组成配制(表#)"为第++卷第#期+**#年#月石油学报?7=?O >=T 5L >U 4U V U 7? W X Y 0++V X 0#Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z [3R \3]^0+**# 万方数据
网站结构分析
大家一致注意到以下问题： 1.大量网页标题重复或相似 2.内容页较多采用论坛，标题直接链接到论坛帖子 形式的导航 windear发现本站的百度收录非常糟糕，只有几页。估计与大量网页标题、描述重复或相似有关。longhainet 评论说，每个页面的Title跟描述，应该配合页面内容来写，但是本站却没有做到位，Title变化太小，描述完全一样，这样的做法在网站SEO优化是一个大忌。本站内容页面较多采用论坛，标题直接链接到论坛帖子，也是大家普遍批评的问题。从网站首页的篇幅来看，绝大部分为论坛的内容调用页，整个网站的数据量也是大部分集中在论坛里。江湖漂估计，网站的设计者是想以网站的论坛实现浏览者与的交互性,从而提高整个网站对浏览者的黏性，提高潜在加盟者的兴趣和加盟的成功率。但内容页采用论坛形式，从SEO角度可能是不利的，相对于独立的页面，论坛对搜索引擎优化的可执行力及操作难度都稍大些。大家普遍建议导航部分放弃使用Flash，改用文字链接导航，锚文本以干洗为基础展开。 对本站的结构优化给出了比较全面的建议： 1.网页结构改用Div+CSS xhtm结构，利用Div+CSS 进行网页左上角Div层定位，把网页主要内容放在该层上并放置在代码的最前面，易于搜索引擎抓取文字内容以及增加主要文字内容的展示率。 2.把主导航从Flash里面抽出来，导航栏里面的效果利用DIV+CSS+Javascript实现。把4个登录页都添加入导航栏里面，再把网站地图从Footer移动到主导航栏里面。 3.新闻标题尽量包含“干洗”这个词，新闻主题必须以干洗为主题。所有网页Title, MetaDescription, Keywords都需要重新编写，必须根据网页内容进行编写（IBM中国网站的所有网页 就是人工一个一个慢慢编写的。） 4.放弃使用论坛发布新闻，改用新闻发布系统发布新闻，添加相关文章链接和留言板（论坛是客户与企业之间的互动平台，不是新闻信息发布平台；而且论坛有个通病就是没有相关文章的链接） 除了上述问题，大家还对许多细节问题提出了意见，例如： 和风之痕等指出，URL命名有可以改善之处。例如首页导航栏下的连接（，公司介绍，，品牌诠释）不合适，可以换成拼音或英文的命名方式。论坛及目录命名尽量使用拼音或者英文，不要使用数字等不易明白的符号，由于大部分流量从百度来，更建议使用拼音命名，例如加盟页面使用中文拼音jiameng而不是join。 认为，将home、主页等字眼换成该网站或是页面的关键字，例如“首页”换成“卡柏干洗连锁”会更好些。 3. charles 发现，从网站地图看网站的结构似乎很清晰，但实际在网站设计中并没有完全按照这种扁平结构执行，地图与网站栏目链接也不同步。 4.部分会员提出应采用静态页面，而不是大部分是动态页面。