化学除垢方法范文

导语：如何才能写好一篇化学除垢方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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一、化学计算题基本类型的构成

初中化学构成基本化学计算题的因子不多，以两种元素组成化合物（化学式为AaBb）的化学式计算为例：此类化学计算共有五个因子构成，其元素质量比计算可用aA∶ bB=m表示，其元素百分含量计算可用A%或[aA/（aA+bB）]×100%表示。对于化学方程式计算，以反应aA+bBdD+eE为例，它们构题的因子有如下关系：

m（A）∶ m（B）∶ m（D）∶ m（E）

=aM（A）∶ bM（B）∶ dM（D）∶ eM（E）

溶解度计算和百分比含量计算可从教材中的关系式得知其有三个因子构成。

例1 某氧化物的化学式为R2O3，R元素与氧元素的质量比为7∶ 3，求R的相对原子质量。

解析 设R的相对原子质量为x

依题意2x∶ （3×16）=7∶ 3 x=56

R的相对原子质量为56，此氧化物为Fe2O3。

例2 A、B两种元素组成化合物，已知A、B两种元素相对原子质量比为7∶ 8，A、B两种元素质量比为7∶ 20，求该化合物化学式。

解析 假设A的相对原子质量就是7，B就是8。

根据化合物中A、B的质量比可列出：77∶ 208=1∶ 2.5=2∶ 5

A、B的原子个数比为2∶ 5，化合物的化学式为A2B5，又因为N的相对原子质量为14，O的相对原子质量为16，所以该化合物的化学式为N2O5。

例3 A、B两种元素可以形成X、Y两种化合物，X化合物化学式为AB2，其A、B两元素质量比为1∶ 1，Y化合物中A、B两元素质量比为2∶ 3，求Y化合物的化学式。

解析 设A、B两种元素的原子量分别为x、y，X化合物AB2中x∶ 2y=1∶ 1，x=2y， AB2为SO2

设Y化合物为AmBn则：mx∶ ny=2∶ 3，

两式结合得：m∶ n=1∶ 3， Y化合物的化学式为SO3

显然后者难度大一些，通过对基本类型计算由浅入深的训练对这类计算的理解将会更透彻。

二、综合计算题的构题思路和方法

当基本计算的因子不是直接为已知，而是经过某种方法推导出来，就构成了计算题的综合题。

例4 把氯酸钾和二氧化锰混合物15.5 g，加热到固体质量不再变化时，冷却称得固体为10.7 g，求原混合物中各物质的质量。

解析 由质量守恒定律可知，反应前后物质的质量差为生成氧气的质量，设反应后混合物中氯化钾的质量为x，

构题是使学生明确硫酸铵含氮百分含量，指的是纯净硫酸铵中，氮元素质量占总硫酸铵质量的百分含量，即应将本题中样品质量乘20%。同样将样品质量乘纯度后再求所得才为硫酸铵的氮百分含量。从而加深对元素百分含量的认识。同样，计算题中常有体积、质量有关概念的应用，目的是使学生理解化学计算类型中各因子的单体应该用什么单位表示。

三、讨论题构题思路和方法

对计算题中某些因子，用分析讨论的方法排除不合理的因子，或者分析已知因子的影响因素。初中化学计算中常见的讨论题有：过量物计算，混合物中含有哪种物质的计算。

例6 把6.5 g锌和某金属混合物投入足量盐酸中，得到氢气质量小于0.2 g，讨论混入的金属可能是下列金属的哪一种（ ）。

A.镁 B.铝 C.铁 D.铜

解析 可能混入的金属中，铜不与盐酸反应，其他金属均与盐酸反应，

Fe+2HClFeCl2+H2

5.6 g0.2 g

2Al+6HCl2AlCl3+3H2

1.8 g0.2 g

Mg+2HClMgCl2+H2

2.4 g0.2 g

依据化学方程式可以确定，如果锌中混入上述三种金属与足量盐酸反应得到的氢气质量一定大于0.2 g。由此确定锌中混入的金属为铜。

总之，化学计算题构题应注意以下几点：

（1）应该有充分求出答案的已知条件；

（2）不能违反化学原理；

（3）各因子要符合客观实际；

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        一、更新教学观念，突显学生的主体地位

         观念是行动的灵魂，教育观念对教学起着指导和统率的作用，在以往的教学过程中，教师往往注重了教师的主导作用，强调了教师的教而忽视了学生的学，使教师成为了讲师，而学生却成了听众，束缚了学生的思维。长期以来的角色错位必然挫伤学生主动学习的积极性，使学生缺乏了创造的激情和灵感，这和我们努力培养具有开拓精神创造能力的高素质人才的目标是格格不入的。为此教师要改变教学观念。德国教育家第斯多惠说过“教学的艺术，不在于传授本领而在于激励、唤醒、鼓舞”，我们衡量一节课的好坏不是看老师讲了多少，而是看学生掌握了多少，新课改的实施要求我们在教学中要改变过去只注重知识传授的倾向，强调知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观三维目标的和谐发展。我们应努力改进旧的课堂教学模式，构建以学生主动参与，师生双向互动，探究创新为主新的课堂教学模式。

特别是强调要以学生为主体，客服硬性灌输，包办代替等现象，把学习主动权还给学生，突显学生的主体地位

        二、激发学生学习化学的兴趣

         兴趣是最好的老师，兴趣是驱使学生去学好功课的内在动力，因此，在新课程教学过程中，必须调动一切因素，积极激发学生学习化学的兴趣，创设一种生动活泼，引人入胜的情景，激发学生强烈渴求知识的欲望，是他们自觉地，主动地探索问题，寻求知识目标用自己潜藏的内在动力去突破重点，难点，从而取得更好的成绩。

        （一）创设精彩的课堂引入，先声夺人，激发学生的兴趣。俗话说“好的开头是成功的一半”。一个新颖精致的开头，会给学生留下难以忘怀的印象，创造一个良好的氛围，吸引学生迅速进入本堂课的情景之中，掀起学生积极情感的浪潮，激发学生的学习兴趣。（二）从联系生活入手，学以致用，诱发学习兴趣。心理学研究表明，学习内容与学生熟悉的生活背景越贴近，学生自觉接纳知识的程度就越高，在教学中，教师必须从学生已有的生活经验出发，找准学习内容与生活实际的切合点，把学生熟悉的题材引入课堂教学中，使学生体验到化学与日常生活密切的联系。

        三、突出学科特点，重视实验教学

         化学是一门以实验为基础的自然科学，化学教学离不开实验，化学实验生动直观有效，是培养学生观察能力，思维能力和动手操作能力最好的教学手段之一，也能使课堂呈现出创新活力和勃勃生机。例如：在绪言课中可给学生做一组化学魔术：将两瓶“白酒”（碳酸钠 酚酞）混合后就变成了“红酒”，“红酒”中加了另一种“白酒”（稀盐酸），“红酒”立即变成了“汽水”（产生大量的气泡），把“汽水”中产生的气体再通入另一种“白酒”中（石灰水），“白酒”又变成了“牛奶”（有白色沉淀），这样学生产生了浓厚的兴趣，产生强烈的探究欲望，保证课堂高效率地进行。

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关键词：硫酸钡 除垢 性能评价

碳酸盐垢是油气生产中最常见垢，通常采用酸化处理除垢，硫酸盐垢用一般方法很难清除。因此，除垢剂研发又以难溶硫酸盐垢除垢剂研究为主。国外近年来开发了多种油气田化学除垢剂，例如，AKZO化学公司开发出阿莫加溶垢剂系列产品，其中S462和S466主要用于BaSO4、CrSO4垢，S468、S469、S472主要用于碳酸钙垢[1]。目前国内开发的除垢剂产品较多，如长庆油田研制的钙垢清除剂CQ-1，钡垢清除剂CQ-2，胜利油田生产的SLP-1除垢剂等。本文就两种除垢剂PL-1、PL-2清除硫酸钡垢进行了系统实验，尤其在180℃以内的高温条件下对除垢剂进行了抗温性评价，为提高除垢率提供理论依据。

一、实验部分

（一）药品及仪器

药品：氯化钙、氯化钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸、无水硫酸钠（均为分析纯试剂）；PL-1、PL-2为工业品。

仪器：烧杯；量筒；具塞锥形瓶；容量瓶；漏斗；电炉；恒温恒湿箱；真空泵；电热鼓风干燥箱；电子天平；高温老化罐。

（二）实验方法

1、按所需浓度配制除垢剂溶液；

2、量取一定体积的除垢剂溶液于具塞锥形瓶或者高温老化罐中，根据需要调节溶液pH值；

3、准确称取一定质量的垢样加入锥形瓶或者高温老化罐中，放入恒温恒湿箱（温度小于60℃）或者烘箱（温度大于等于60℃）；

4、将蒸发皿及滤纸置于烘箱中，105℃条件下烘干至恒重，冷却，称取质量；

5、取出试样抽滤；

6、将滤干后的滤纸放在蒸发皿上置于烘箱中，105℃条件下烘干至恒重，冷却，称取总质量；

7、量取与除垢剂溶液同样体积的去离子水加入同样质量的垢样作为空白实验；

8、各项实验采用平行实验，实验结果取平均值。

（三）计算方法

采用沉淀重量法评价除垢剂的除垢率[2]，除垢率（S）按以下公式计算：

二、除垢剂性能评价

（一）除垢剂加量对除垢率的影响

取不同加量除垢剂溶液100ml，调节PL-1溶液pH值为12，PL-2溶液pH值为4，加入2.0g垢样，在30℃条件下恒温24h，测定其除垢率，结果显示除垢剂加量对除垢效果有较大影响。总体上看，随着除垢剂加量的增加，除垢率不断增大，当加量大于50mg/L后，除垢率增大不明显，经济考虑，选取加量为50mg/L。

（二）pH值对除垢率的影响

取50mg/L除垢剂PL-1或PL-2溶液100ml，改变溶液pH值，加入2.0g垢样，在30℃条件下恒温24h，测定其除垢率，结果显示，PL-1在碱性条件下除垢率较酸性条件下高，建议其最佳使用条件为pH值为8-12；PL-2则相反，建议其最佳使用条件为pH值为4-7。此后实验，无特殊说明，PL-1溶液pH值均为12，PL-2溶液pH值均为4。

（三）时间对除垢率的影响

取50mg/L除垢剂PL-1或PL-2溶液100ml，调节pH值，加入2.0g垢样，在30℃条件下恒温不同时间，测定其除垢率，结果见图1。

（四）温度对除垢率的影响

取50mg/L除垢剂PL-1或PL-2溶液100ml，调节pH值，加入2.0g垢样，在不同温度条件下恒温24h，测定其除垢率，结果见图2。

（五）垢样的加量对除垢率的影响

取50mg/L除垢剂PL-1或PL-2溶液100ml，调节pH值，分别加入0.5000-4.0000g垢样，在30℃条件下恒温24h，测定其除垢率，结果见表1。

由表1实验数据可知，随着垢样量的增加，溶解量增加，垢样量为除垢剂体积的2%后，溶解量增加不大。因此，考虑根据垢样量确定除垢剂体积，垢样量为除垢剂体积的2%时最经济。

三、结论

通过对除垢剂PL-1、PL-2除垢性能评价，得到如下结论：

（一）除垢剂PL-1、PL-2在加量50mg/L时，具有较好的除垢效果。

（二）除垢剂PL-1最佳使用条件为pH值8-12，PL-2为pH值4-7。

（三）除垢剂PL-1、PL-2具有较强的抗温性，可以长时间使用，最佳除垢时间为24h；

（四）垢样量为除垢剂体积的2%时最经济。

参考文献

[1]周厚安.油气田开发中硫酸盐垢的形成及防垢剂和除垢剂研究与应用进展[J].石油与天然气化工，1999，28（3）：212-217.

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关键词：锅炉水垢；清除方法；碱法除垢；酸法除垢；化学除垢

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）33-0062-03

锅炉水垢清除的一般方法有手工除垢、机械除垢、化学除垢三种，可视具体的情况而选用。通过20多年来的工作经验积累，与同行同仁分享交流，这里我重点和同行分享化学除垢常用的方法，即碱法除垢和酸法除垢这两种。

1 碱法除垢

1.1 碱煮法

碱煮法适用于清除钙、镁的硫酸盐水垢以及钙、镁的硫酸盐与硅酸盐的混合水垢。碱煮可以使水垢松软，易于机械清除，因此，当采用机械除垢前，锅炉先用碱煮，则除垢效果很不错。

碱煮用药量，与锅炉的结构、水容量和水垢厚度有关，一般工业锅炉按一立方米水容量取用纯碱和火碱法时，则每一立方米锅水加入磷酸三钠5～6千克和火碱3～5千克。

锅炉在投药前应先进水至水位表最低可见水位，再将配制成15%～20%浓度的药液投入锅炉，碱煮过程中应维持较高水位，采用常压或升压到0.15～0.2兆帕压力下煮沸30～40小时，碱煮结束后，应使锅水自然冷却至70℃左右时，才能全部放出锅水，并立即打开锅炉孔盖，用清水冲洗掉松软的水渣和沉积在锅筒底部的泥渣垢块，并及时对尚未脱落的水垢进行机械清除，防止松软的水垢重新硬化而难以清除。

对于使用非碳酸盐硬度较高的水质，主要是锅水碱度偏低而引起的结垢，当锅炉在运行时保持锅水总碱度在20～22毫克当量/升范围内，是能有效地控制水垢生成的（当锅炉在运行中应按时化验碱度，定时排污并补充碱液进行锅内水处理）。

1.2 纯碱-栲胶法

这一方法适用于结有碳酸盐水垢的小型锅壳锅炉。每一立方米锅水加纯碱2～3千克和栲胶8～10千克，加药后在较低于锅炉工作压力下煮3～4天后，按碱煮法停炉进行冲洗。如煮一次的效果不理想，可连续煮2～3次。

此法除垢的原理是栲胶的主要成分单宁在起作用。单宁渗透到水垢与锅炉金属接合处，在金属表面上形成单宁酸铁保护膜而破坏了水垢与金属之间的连接，使水垢脱落并能阻止和减缓新水垢的生成。

2 酸法除垢

用酸清除水垢，可使用盐酸、磷酸、铬酸及氢氟酸，但不使用硫酸。因为硫酸浓度虽比盐酸高，但因缺乏良好的缓蚀剂，特别是当水垢中含有较多的钙盐时，能在水垢表面生成硫酸钙硬膜，使膜下的水垢不易接触到酸液而影响酸洗效果。硫酸和铬酸的酸洗效果虽然比盐酸更有效，但其价格太贵而且货源稀少，所以一般都采用盐酸。当清洗以硅酸盐水垢为主要成分时，需要添加适量的氢氟酸，以便清洗的进行。

2.1 酸洗除垢的基本原理

用添加了缓蚀剂的酸液对锅炉进行清洗，使碳酸盐水垢溶解和脱落，并随酸液排出锅外而达到清洗水垢的目的。

锅炉用酸液清洗除垢，常采用盐酸为清洗剂，盐酸对水垢有以下的作用：

2.1.3 对含有碳酸盐、硫酸盐或硅酸盐的混合水垢，由于盐酸能溶解其中的碳酸盐成分，从而使水垢逐渐变得疏松而脱落。

由于酸对锅炉金属具有腐蚀作用，所以锅炉在酸洗时必须加入一定量的缓蚀剂以减缓酸的腐蚀作用。它的原理是缓蚀剂与金石表面或溶液中的某些离子发生反应后的生成物覆盖在金属表面上，使金属处于钝化状态，从而抑制了金属的腐蚀。

2.2 酸洗前的准备

2.2.1 停炉后除掉锅筒内和集箱底部的泥渣，并用清水冲净。如果与其他锅炉并用时，应事先做好可靠的隔离工作，以确保人身和锅炉的

安全。

2.2.2 对锅炉进行内外部的检查，锅炉的焊缝和管子胀接处应严密不漏，如有渗漏或裂纹等缺陷，应予修复。并观察锅筒内水垢分布状况与

厚度。

2.2.3 取少量的水垢放入浓度为5%的盐酸溶液内浸泡以判别水垢的性质，若水垢能溶解，则说明可用酸洗法除垢。

2.2.4 准备好供酸洗、中和、钝化保护用的药剂、耐腐容器和其他必需工具以及劳动防护用

品等。

2.3 酸洗工艺简介

2.3.1 酸洗时盐酸的用量。原则上应根据水垢的重量，按与酸进行反应的化学当量进行计算。但锅炉内所结水垢由于受热面部位不同，其厚度、成分、比重都不相同，所以其重量很难确定，同时酸洗溶液浓度又与锅炉的水容量有关。因此，用酸量可根据水垢的平均厚度确定，按锅炉水容量估算出酸耗量，再折合成工业盐酸需用量。酸洗溶液浓度一般不主张过高，如在酸洗过程中酸量不够，应再适当补充新酸洗液，一般配制酸洗溶液时浓度不宜超过8%

2.3.2 酸洗温度和时间。酸洗除垢时，酸洗溶液温度升高，能提高除垢的效果，但金属的腐蚀速度亦迅速增加，因此，酸洗液温度要选得合适。一般用盐酸清洗碳酸盐水垢时，在室温下即可；对于混合水垢，可在不超过缓蚀剂使用温度下选择酸洗温度。

酸洗过程中应进行化学分析，酸洗过程是否结束也应由化学分析的测定方法来决定，一般为4～6小时即可，最长不能超过8小时。

2.3.3 酸洗方法。酸洗方法有浸泡法和强制循环法两种。浸泡法是依靠酸与水垢的化学反应时产生的气体和酸液浓度的变化来使酸液扩散和搅动的。浸泡法所使用的设备简单，酸对锅炉金属的腐蚀小，但清洗效果较差。强制循环则必须依靠泵的工作迫使酸液在锅炉中流动，清洗效果较好，但会使锅炉金属腐蚀的速度增加。故而在工业锅炉中常采用浸泡法和强制循环法相结合的方法来获得较为理想的除垢效果。

酸洗过程中应每隔30分钟，定期测定酸洗液的浓度和温度。当测定的浓度小于0.2%时，或酸洗液里基本无气泡上升，说明水垢已经基本清洗干净，再浸泡0.5～1小时，酸洗过程即可结束。此时，如果水垢尚未清洗干净，而且酸洗液的浓度小于1%时，可排掉部分废液，再补充一定浓度的新酸洗液，继续进行酸洗，直至清洗干净为止。

2.3.4 中和、钝化保护。酸洗除垢效果良好时，锅炉金属壁上的水垢和氧化膜被除掉，金属壁上残留的酸液会使金属发生严重腐蚀，这是非常危险的，必须采取中和、钝化等保护措施。因此，要求酸洗后，用碱中和金属壁上的残留酸液，同时加入磷酸三钠使金属表面形成磷酸盐的保护膜。对于较大型的工业锅炉，在用碱中和后，最好用亚硝酸钠溶液做钝化处理，亚硝酸钠溶液应采取强制循环流动的方法时效果比较好。使锅炉金属表面在亚硝酸钠的强氧化剂作用下，形成致密、均匀的氧化膜，以保护锅炉金属免遭腐蚀。

2.3.5 酸洗后的处理。中和、钝化后，应排尽废液，用清水冲洗干净，再打开人孔、手孔盖，把已脱落的水垢残渣全部清除干净，并用压力水冲洗至所排出的水澄清为止。最后将酸洗的情况详细填写入酸洗除垢记录表内，归入锅炉技术档案，以便查阅。

酸洗后的锅炉一般不作备用炉，应投入使用。在运行初期，可向锅内投入碱性药剂，使锅水的碱度保持在14～20毫克当量/升范围内。如锅水混浊可增加排污次数和排污量，直至锅水品质转入合格正常为止，若不能马上投入运行时，必须采取停炉保养措施。

3 结语

综上所述，锅炉结垢不但降低锅炉的热效率，浪费燃料，还会引起锅炉金属受热面过热，破坏正常的锅炉水循环，引起锅炉金属腐蚀和恶化蒸汽品质，还会进一步威胁锅炉的安全运行，因此，本着安全、经济、高效、可靠的原则，我认为，应从以下几个方面搞好锅炉除垢工作：

（1）应搞好水处理工作，尽量少用酸洗方法除垢，在同一台锅炉上不得在短期内连续进行酸洗。酸洗工作最好由专业酸洗单位承担。

（2）酸洗前应在汽、水管道的阀门上挂牌示意，最好加盲板隔断与其他锅炉的联系，以避免误操作而发生事故。锅筒上部应有排气孔，以便酸洗时产生的气体顺利排出锅炉。

（3）酸洗时，操作人员应做好自身防护工作，并准备好2%的小苏打液和硼酸液等药品，以防止酸、碱液溅到皮肤上而发生烧伤事故。

（4）酸洗现场要加强通风，防止酸洗时产生易燃易爆气体积聚而发生事故，禁止在现场有明火和吸烟现象。

（5）酸洗操作过程中，应严格控制酸洗液的浓度和温度以及酸洗溶液停留在锅炉内的时间。

（6）酸洗后锅炉必须经过碱中和、清水冲洗后，人员才能进入锅炉内检查和作业。

（7）酸洗后排出的废液应采用石灰水中和，以避免腐蚀下水道和污染环境。

参考文献

[1] 吕志信.司炉工等级培训教材（上、中、下册）[M].北京：航空工业出版社，1997.

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【关键词】中水回用；阻垢；循环水系统

一、中水回用于循环水系统中的物理阻垢方法

（1）机械除垢法。机械除垢法是通过使用机械的方法除垢和防止结垢的产生，可以分为在传热设备停止工作时（离线机械除垢阻垢法）施工和在传热设备运转时（在线机械除垢阻垢法）施工两种施工方式。离线机械除垢阻垢法使用机械工具（钎、尼龙刷、涡轮器、金属刮削器、高压水设备等）对换热设备中的垢物进行机械清除。离线机械除垢阻垢法优点：施工技术简单，对施工人员的工作技能要求低，容易操作。（2）磁场阻垢法。利用溶液在以一定的流速在通道内依次的通过一个或者多个磁路间隙进行磁化。磁场阻垢的主要设备就是磁化器，磁化器是由产生磁场的装置和待处理溶液通道两部分构成。磁化器可以是使用永磁或者是电磁两种方式产生磁场，永磁的磁化器结构简单，操作方便，节约能源，但是随着使用时间的延长和温度的变化会出现退磁的问题。电磁的磁化器是需要提供磁性电源，这对磁场的强度可以通过调节电流的方式控制，不受温度和使用时间的影响，相对比较稳定，但是存在耗电的问题，对水质的要求也比较高。磁化器可以根据磁铁与流体是否接触分为浸入式磁化器和非浸入式磁化器，浸入式的磁化器要求与流体接触具有不易因侵蚀腐化和消磁，非侵入式的磁化器要求具有足够磁性，消磁效果弱。磁化器还可以根据磁场和流体流动的方向分为正交式和平行式两种，正交式是磁场与流体流动方向迎面相交，平行式是磁场与流体流动方向一致平行。（3）电场阻垢法。电场可以将水分子按照正负次序排列，与此同时，溶液在水中的阻垢物质（盐、杂质等）正、负离子周围被很多水分子包围，在强静电场的作用之下，水分子与阻垢物质的水合能力和水合作用不断加大，从而溶解了阻垢物质，它们就跟随着水分子一起按着正、负次序整齐排列，这样就减少了器壁上的阻垢形成，通过静电场作用的循环就达到防垢阻垢的效果。

二、中水回用于循环水系统中的化学阻垢方法

主要的化学材料有加阻垢剂、加酸、加二氧化碳、加石灰软化和离子交换。（1）加酸法。加入硫酸，使中水回用循环水系统中的碳酸氢钙Ca（HCO3）2和碳酸氢镁Mg（HCO3）2转化为

CaSO4和MgSO4，由于CaSO4和MgSO4的溶解度相比CaCO3和MgCO3要大很多，这样就控制了水垢的生成。通过添加硫酸法可以有效的控制阻垢，其成本也很低，但是对于添加硫酸的计量要有所控制，否则会对传热设备照成不必要的损坏和腐蚀。（2）加二氧化碳法。注入二氧化碳气体，二氧化碳气体可以将中水回用于循环水系统中碳酸盐平衡向着重碳酸盐方向移动，从而可以稳定水中的重碳酸盐，这样就有效阻止钙垢的形成。化学方程为Ca（HCO3）2=CaCO3+H2O+CO2，使用加二氧化碳的方法非常安全实用。（3）离子交换软化法。通过使用钠离子交换软化法处理过的原水作补充水，这样应用在中水回用于循环水系统处理中，可以控制结垢现象发挥阻垢效果。离子交换软化法的原理是将原水通过离子交换树脂RNa（钠型阳离子），使水中的阻垢物质的离子Ca2+和Mg2+和离子交换树脂RNa上的Na+进行交换。通过交换，原水中的Ca2+、Mg2+被离子交换树脂RNa所吸附，发生化学反应生成R2Ca和R2Mg，而离子交换树脂RNa上的Na+通过交换进入水中，这种方式可以降低原水中可以形成阻垢的阳离子Ca2+和Mg2+浓度，原水被软化就不容易发生阻垢现象。（4）加石灰软化法。将消石灰加入循环水系统，与其中的碳酸氢钙、碳酸氢镁、二氧化碳等发生化学反应消除去水中硬度，生成难溶于水的的CaCO3和Mg（OH）2沉淀，这样可以方便从水中析出沉淀物质，在原水进入中水回用于循环水系统之前，就先把其中的钙、镁离子去除，使其无法生成阻垢物质，达到阻垢的目的。石灰软化法的除垢阻垢的效果好，尤其是对硬度较高的原水，效果更加明显。（5）加阻垢剂法。在中水回用于循环水系统中添加化学阻垢剂实现阻垢效果。防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐助剂配制而成，它具有屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。通过使用化学阻垢剂处理中水回用于循环水系统阻垢方法所使用的设备简单、操作方便、效果明显、成本低。

通过对各种中水回用于循环水系统中的阻垢方法进行分析和描述，让我们清楚了各种阻垢方法原理，结合实际的条件加以应用，找到适合的方式和技术应用。

参 考 文 献

[1]齐丽英.低频高梯度、超音频、中频磁场及协同药剂阻垢试验研究[J].内蒙古科技大学.2008

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关键词：水力 喷射 除垢。

中图分类号：TE248 文献标识码：A

吉林油田部分区块属于低渗透油田，经过长时间开采处于高含水后期，特别是近年来污水的回注，油、水井结蜡、结垢问题日益严重，尤其是硬质的、不易溶解于酸的垢，难以进行化学处理，用常规的方法无法有效的消除，带来的问题直接反映在套管内径变小、近井地带堵塞，常规施工的井下工具、工艺难以解决上这些问题，影响油、水井正常生产和井下作业。

1.油水井结垢现状及危害：

由于钻井、完井、井下作业和长期采油、注水生产过程中的液体污染和机械杂质沉淀堵塞，不可避免地造成近井地带渗透率降低，一些稠油井长期开采导致原油中轻质成份含量降低，重质成份含量增加，致使原油粘度大大增加；井筒及近井稠油、死油非常容易堵塞炮眼和油层孔道，近井地带的结蜡、结垢问题日益严重，造成套管内径变小、近井地带堵塞，用常规的方法无法消除最终致使产油量和注水量下降甚至停产。

2.常规处理方法及存在问题

近年来国内外研究和应用的处理近井地带、解除地层堵塞的方法很多，包括化学、物理方法应用取得了不同程度的效果。但这些技术还存在不少局限，如大修除垢技术成本高，大修力量不足；酸化等化学技术除垢，只能解决井筒及井筒周围非常有限距离的污染问题，还会造成二次污染，伤害套管和地层；有的施工复杂，成本高；有的物理作用单一，受井下条件限制，产生的能量有限，处理深度和效果不很理想。在吉林油田应用较多的普通酸洗等措施只能解决井筒及井筒周围非常有限距离的污染问题，对上述问题不能得到根本解决，为此开展了水力喷射解堵技术研究。

3.水力喷射技术的现场应用

水力喷射解堵技术是利用可控转速的旋转自振空化射流装置，产生高压水射流，直接冲洗炮眼解堵和高频振荡水力波、空化噪声进行解堵的一种工艺。

3.1水力喷射技术的原理

该技术是利用油管把水力喷射工具下至预处理的层段上方1m处，用清水正洗井，洗净油管内的污垢和杂物，然后正循环从油管内打入高压液体，高压液体通过喷射头上水嘴喷出时，产生旋转力距，使整个喷射头旋转，喷射头的旋转力矩来自喷射头上的喷嘴，高压水从喷嘴喷出时产生一定的反作用力，带动喷射头产生反向转动，这时地层中的堵塞物质受到时大时小的冲击力和剪切力，达到解堵目的。

技术主要优点是成本低，处理面积大，修力量充足，占井时间短，效果好。

3.2水力喷射技术应用特点

①通过改变射流压力、射流喷嘴与轴线的位置、喷嘴直径的大小、控制阻尼的弹簧力的大小，对旋转速度进行控制。每旋转一周有多股水力射流直接冲洗处理层段的炮眼，对处理层段产生直接的、间断性的、强大水力脉冲压力，清除炮眼堵塞；如目的层较多可逐层进行。

②针对油层深度和堵塞程度的不同，确定地面泵压及流量。壁面冲击压力约为泵压的80—90%。射流冲击压力与径向距离成反比，随着径向深度的增加射流冲击压力逐渐减小；由于射流的高压流体可直接冲入炮眼，因此能量集中，对炮眼处理深度可大大提高。

③在打压过程中缓慢的下放管柱使解堵工具从上至下连续清洗处理层段，直至处理层段底部下方1m处，然后缓慢提升管柱，从下至上连续清洗处理层段直至处理层段上方1m处，这样反复清洗四至五次。通过油管带动水力喷射解堵工具在射孔段内上下缓慢行走，可达到对整个射孔段炮眼和近井地层的全方位处理。直接的水力脉冲冲击加上高频水力振荡和空化的热力及超声波，使炮眼和近井地层受到力学与物理的多种综合作用，处理效果将优于单一物理作用的处理措施。

④射流压力波也会对地层中原油产生影响。在交变应力作用下，可以改变原油结构，降低其粘度，还可以减小岩层中的表面张力，加快原油向井底的流动速度，以达到增加产量目的。

3.3水力除垢装置技术参数及适用条件

水力除垢装置技术参数：最大外径：Φ92mm；总长：445mm；喷嘴：6mm，个数为4个；工作压力：35MPa；喷嘴出口压力：15 MPa。

该装置主要适用于地层渗透性较高，具有一定产能，确属近井地带污染造成堵塞引起产量下降或停产的油、水井，地层污染堵塞又具有酸敏、水敏特性，不易实施酸化等其它措施的井；另外油层薄、层段小、不易进行其它分层改造措施的井；酸化、压裂、注蒸汽、注聚合物、防砂等措施前需要较干净的井下环境的井的井筒施工前预处理，改善井下环境达到施工要求。

3.应用效果分析

2011、2012年分别在17口油井进行了现场施工。其中6口井进行了炮眼位置的井段的处理，处理后功图充满程度增加，增产效果明显；11口井进行了套变缩径井段的处理，处理后所测井径增加，效果比较明显。

3.1炮眼除垢井分析：

随清检进行套管及炮眼除垢6口，5口效果明显，1口判断为套变。处理后功图充满程度明显增加，平均有效期80天，有效期最长达到120天，累计增油200吨。具

以吉+8-3为例，下工具，按照丈量油管深度下放工具至设计清洗层段并多下放10-20m，地面接400型泵车并连接洗井管线，对目标层段进行高压清洗，并用修井机缓慢上提管柱，速度控制在0.1-0.3m/min，到一根油管深度后再缓慢下放至井口，反复3次。

3.1.1措施配套水力喷射套管除垢井分析

共施工11口井，处理后成功压裂6口，成功堵水2口，成功率达70%以上，节省大修费用400多万元。

以吉+2-10井为例，该井井段变径数据如下表4。4月3日压准时遇阻，除垢前最小内径∮98mm，∮105mm压裂封隔器无法下入；水力喷射除垢后最小内径达到105mm以上，随后成功压裂。

吉北44-12井，2011年8月14日压准时遇阻该井在1480-1480.7米处最小内径为105mm，压裂封隔器下井遇阻，水力喷射除垢后成功压准。

4.结论与认识

通过应用水力喷射除垢技术，近两年共施工17口井，有效13口井，有效率76.5%；水力喷射处理炮眼6口，成功5口，累计增油200吨。措施配套水力喷射除垢11口，成功8口，累计减少待大修及大修占井影响产油量120吨，通过试验，该工艺管柱操作安全可靠，施工过程中同时优化了水力喷射工艺技术。

截止目前，新立油田结垢井达到了300口以上，占开井数的26.2%，且呈逐年增加的趋势。因结垢造成套管缩径，严重制约油田增产措施的施工；因结垢造成炮眼堵塞，导致油井产量下降。为此，在新立结垢井上推广应用此项技术具有十分重要的意义。通过在不停泵的情况下，缓慢的上、下移动管柱，对射孔段进行全面的冲洗，处理面积大，技术水平高，同时能够保护油层，优于其它技术。并且该工具费用低，工艺方便，易于在油田开发中推广，应用前景广阔。

参考文献：

[1］万仁傅、罗英俊.采油技术手册.石油工业出版社。

[2］赵磊.简明井下工具使用手册.石油工业出版社。2007。

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【关键词】油田；管线；除垢；防腐；技术

在油田工程中，需要使用大量的管道，这些管道多是金属材质，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性物质的影响，使金属发生化学反应，从而导致管道出现腐蚀现象。另外，受到外部压力的影响，原油化学元素中的离子会出现相互作用的现象，这使得管道内部出现了结垢，如果不及时处理这些现象，会导致原油的运输中断，而且还会对周围环境造成一定破坏。油田管道的防腐以及除垢技术对油田工程的正常运行以及经济效益有着较大的影响，通过本文的分析希望可以引起相关部门的影响。

1、油田管线结垢与腐蚀现象产生的原因

1.1结垢现象出现的原因

油田管线内部出现结垢现象一般是由两种因素导致的，一种是在对原油进行开采时，会接触到地层中的水，而这些水中含有高浓度的盐离子，很容易导致结垢现象，在抽地下原油时，还会受到地层压力的影响，在一定的温度以及水成分条件喜爱，会打破地层化学平衡，所以，油田管线内部出现了大量的污垢。另一种是油田管线接触了两种或两种以上的水，并且这几种水是无法相互融合的，在混合在一起后管线受到了结垢离子的作用，所以出现了污垢。

1.2腐蚀现象出现的原因

油田管线出现腐蚀的原因主要有两种，一种是管线的腐蚀层出现了老化现象，腐蚀层出现了损坏，这一现象一般是由沥青管道在运输与吊装过程中受到的磨损引起的。在管线补口的位置极容易受到破坏，该位置的质量比较低，防腐层经常会受到损害。在对油田管线进行铺设时有时还会受到人工因素的影响，铺设人员没有按照相关规定进行操作，导致防腐层的质量不达标，所以管线出现了腐蚀现象。另一种原因与原油所含成分有关，在传输原油的过程中，会受到具有腐蚀性介质的影响，而管线一般都是由金属材料构成的，与介质发生化学反应后，就会导致腐蚀现象的出现。

2、油田管线除垢防腐技术

2.1油田管线除垢技术

2.1.1投放防垢剂 投放防垢剂在油田管线除垢工作中有着广泛的应用，这是一种通用的技术，不会受到结垢位置以及结垢类型的影响，在任何环境下都可以发挥出良好的防垢效果。另外，防垢剂还有多种类型，维护人员可以根据结垢的实际情况选择适合的防垢技术。通过调查发现，在油田工程中，常用的防垢技术有两种，第一种是地面上的管线，在发现结垢现象后，可以在转油站、油井下发的泵或者输油管中投放防垢剂。第二种是在油井下方的泵或者输油管的环空出投放防垢剂，防垢剂有固定与液体两种：一般固定防垢剂是在油井下方中使用，固定防垢剂不容易被溶解，但是具有操作简单的优点，防垢剂作用的时间比较长，由于应用效果良好，所以应用的频率较高；液体防垢剂是在油井口中使用，液体防垢剂使用时需要控制好浓度，还要控制好计量，这并不难控制，但是这种投放方法对泵的要求比较高，操作时比较复杂，需要花费较多的人力与物理资源，所以在油田工作中使用的频率并不高。

2.1.2防垢剂井下挤注技术 防垢剂井下挤注技术是科技不断发展的产物，这项技术可以有效的防止碳酸钙垢。维护人员将防垢剂挤入油井筒周边，注入的深度具有特殊要求，然后防垢剂会吸附在地层内部的岩石表面，有的会滞留在接近油井的地层中，从而发挥出除垢、防垢的效果。在与地层下的原油进行开采时，流经防垢剂的原油会被防垢剂释放的元素吸附，然后融入到地层流中，实现了对油田管线的除垢效果。这项技术需要深入地层，是一种井下作业技术，具有特殊的适用范围，而且除垢作用也具有针对性。

2.2油田管线防腐技术

2.2.1做好防腐层 首先，需要在油田管线的外侧涂抹上一层完整的防腐层，其中黄夹克管线材料也要一起涂抹上防腐层，并且需要在外层缠绕一层胶带，如此，才可以将气体或者水分中含有的带有腐蚀性的化学元素彻底隔离开，从而极大的降低了管线被腐蚀的可能。其次，在对油田管线进行大修时，要严格认真的按照相关规范标准施工，施工完成后，要用细沙土对管线进行回填，以免防腐层被损坏。同时，对于管线的焊口也要严密检查，保证管线补口处的质量不会对管线的寿命产生负面影响。

2.2.2合理应用缓蚀剂 在腐蚀油田管线的介质中添加适当的、可以降低金属管道被腐蚀速度的、在理想的状态下可以完全抑制管道被腐蚀的缓蚀剂，是防止管线被腐蚀的主要手段。并且由于负责添加缓蚀剂的设备成本低，技术含量少，且缓蚀剂的用量不多，所以，这是一种性价比较高的防腐蚀技术。另外，在使用缓蚀剂对管道进行防护时，所有接触到缓蚀剂的设备、阀门、构件和管线都能够受到这一制剂的保护，因此，这是一种十分科学合理的防腐蚀手段。

2.2.3做好管线保护 对于油田管线的保护工作，主要可以从两方面进行：一是，严格按照要求搬运管线。施工人员在搬运油田管线时，要注意在运输过程或者管线下沟的过程中对防腐层的保护，如果防腐层不小心被破坏，则要及时的修补。二是，及时更换管线。由于管线容易被原油中的腐蚀性介质腐蚀，所以，油田管线管理人员要实时做好自己所管辖区域内管线的检查工作，对于一些已经达到使用期限或者腐蚀比较严重的管线，要及时的上报，有秩序的更换。

3、结语

油田管线在使用的过程中会受到外部因素的影响而出现结垢与腐蚀现象，这对油田管线的正常使用有着不利的影响，为了保证油田工程正常的进行，开采单位需要重视管线的维护工作，采用有效的技术处理结垢与腐蚀问题。本文对油田管线出现结垢与腐蚀现象的原因进行了分析，希望对油田单位维护人员提供一定帮助。只有重视油田管线除垢防腐工作，才能保证原油开采的安全性，还能减少对周围环境的影响，延长管线的使用寿命，从而增加开采单位的经济效益。

参考文献

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【关键词】锅炉；水垢；危害；清洗方法

随着国民经济的快速发展，锅炉的需求日益增加。锅炉属于特种设备，存在诸多不安全因素。而水垢是锅炉最常见的不安全因素之一，及时有效地清洗水垢是关系到锅炉的使用寿命、保证蒸汽质量、节能环保以及安全稳定运行的重要措施。

1.锅炉水垢的成因

锅炉给水中所含有的杂质进入锅炉以后，经过不断地蒸发和浓缩，达到过饱和程度时，就会在锅炉金属表面上析出固相的沉淀物，俗称“水垢”，具体地说，就是水中某些溶解盐类，由于炉水温度升高，或因溶解度降低而沉淀出来或因分解形成难溶的盐类，例如，硫酸钙、硅酸钨在温度升高时，其溶解度急骤降低；碳酸氢钙和碳酸氢镁退热分解成难以溶解的碳酸钙和氢氧化镁的沉淀物。与此同时，锅炉在连续给水、连续蒸发过程，纯净的水变成蒸汽由锅炉达出，使水中的盐类留在炉内不断浓缩，含量不断升高，在炉水含盐程度达到饱和状态，至过饱和状态时，一些钙、镁盐类就从水中析出，生成沉淀物。这些沉淀物的一部分沾在受热面上，形成坚硬或松软的水垢；另一部分则悬浮在炉水中，随炉水循环而流动，当受热面处水循环不良、流速降低时，则沉积因受热而形成二次水垢，或者沉积于流速本来就不高的锅炉下部，形成泥垢，随定期排污或者手动排污而排出炉外。

水垢的产生，在很大程度上还决定锅炉的运行状态。水的蒸发速率越大，沸腾强度越高，循环性能越好，水循环可以减少水垢在锅炉蒸发面上集结的数量。与此相反蒸发速率越小，沸腾强度和循环速度越低，就容易在锅炉蒸发面上结成水垢。

2.水垢的常见类型及性质

由于水垢的结生与给水的组成、性质以及锅炉的结构、锅炉运行状况等许多因素有关，使水垢在成分上有很大的区别。按其化学组成，水垢大致可以分为以下几种。

2.1碳酸盐水垢

碳酸盐水垢的成分以碳酸钙为主， 也有少量的碳酸镁。碳酸钙多为白色的，也有微黄色的。由于结生的条件不同，可以是坚硬、致密的硬质水垢，多结生在热强度高的部位；也可以是疏松的软质水垢，多结生在温度比较低的部位，如锅炉的节能器、进水管口等处。一般热水锅炉多为碳酸盐水垢。碳酸盐水垢在5%的盐酸溶液中，大部分可溶解， 同时会产生大量的气泡， 反应结束后， 溶液中不溶物很少。

2.2硫酸盐水垢

硫酸盐水垢其主要成分是硫酸钙。硫酸盐水垢多为白色，也有微黄色的，特别坚硬、致密， 手感滑腻。此种水垢多结生在锅炉内温度最高、蒸发强度最大的蒸发面上。硫酸盐水垢在盐酸溶液中很少产生气泡，溶解很少，加入10%氯化钡溶液后，生成大量的白色沉淀物。

2.3硅酸盐水垢

硅酸盐水垢的主要成分是硬硅钙石或镁橄榄石； 另一种是软质的硅酸镁主要成分是蛇纹石。此水垢二氧化硅的含量都在20%以上。硅酸盐水垢在盐酸中不溶解，加热后其成分部分地缓慢溶解， 有透明状态砂粒沉淀物，加入1%HF可缓慢溶解。

2.4磷酸盐水垢

磷酸盐水垢外观为灰白色， 质地较为疏松。磷酸盐水垢的附着能力差，容易用捅刷刮磨等方法除去。不受热部分的磷酸盐垢松软，呈堆积状。磷酸盐垢随受热面的热流强度和金属温度升高而结垢严重， 垢质也变得坚硬难除。

2.5混合水垢

混合水垢是上述各种水垢的混合物，很难指出其中哪一种是主要的成分。混合水垢色杂，可以看出层次，主要是由于使用不同水质或水处理方法不同造成的， 多结生在锅炉高、低温区的交界处。混合水垢可以大部分溶解在稀盐酸中，也会产生气泡，溶液中有残留水垢的碎片或泥状物。

3.水垢的危害

3.1降低锅炉传热效率，造成燃料浪费

因为水垢的导热系数只有钢材的几十分之一，所以当受热面结垢后会使传热受阻，为了保持锅炉一定的出力，就必须提高火侧的温度，从而使向外辐射及排烟造成热损失。由于锅炉的工作压力不同，水垢的类型及厚度不同，所浪费的燃料数量不同，根据试验和计算，水垢的厚度和损耗燃料有如下比例：当水垢厚度（S）≥1mm时，浪费燃料5～13%；≥2mm时，浪费燃料13～18%；≥3mm时，浪费燃料18～26%。

3.2危及锅炉安全运行，缩短锅炉寿命

水垢导热性能极差，使受热面吸收的能量不能被及时传递给炉水，导致结垢的受热面工作温度增高，当温度超过了钢材所能承受的温度时，金属强度就会显著降低，导致金属过热变形，易使锅炉钢板鼓包或爆裂。如果不能及时除去水垢，会使锅炉壁遭到破坏，缩短锅炉使用寿命。

4.常见的水垢清除方法

4.1机械除垢法

当炉内有水垢或水渣时， 停炉后放掉炉水，使锅炉冷却，用水冲洗或用螺旋钢丝刷清除。如果水垢很坚硬，可用电力和水力带动的洗管器来清洗。但此法只适用于清洗钢管，不适用于清洗铜管，因为洗管器易损伤铜管。

4.2酸洗除垢法

用酸清除水垢，可使用盐酸、磷酸、铬酸及氢氟酸，但不能使用硫酸。因为硫酸浓度虽比盐酸高，但因缺乏良好的缓蚀剂，特别是当水垢中含有较多的钙盐时，能在水垢表面生成硫酸钙硬膜，使膜下的水垢不易接触到酸液而影响酸洗效果。硫酸和铬酸的酸洗效果虽然比盐酸更有效，但其价格太贵而且货源稀少，所以一般都采用盐酸。当清洗以硅酸盐水垢为主要成分时，需要添加适量的氢氟酸，以便清洗的进行。用添加了缓蚀剂的酸液对锅炉进行清洗，使碳酸盐水垢溶解和脱落，并随酸液排出锅外而达到清洗水垢的目的。锅炉用酸液清洗除垢，常采用盐酸为清洗剂，盐酸对水垢有以下的作用：盐酸能与水垢中的钙、镁碳酸盐和氢氧化物发生化学反应，生成易溶于水的氯化物和二氧化碳气体，从而使水垢溶解。其反应如下：

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O

MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2+H2O

Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O

盐酸能溶解水垢和金属壁之间的金属氧化物，使水垢从受热面金属壁上剥离脱落。其反应如下：

2Fe+6HCl=2FeCl3+3H3

对含有碳酸盐、硫酸盐或硅酸盐的混合水垢，由于盐酸能溶解其中的碳酸盐成分，从而使水垢逐渐变得疏松而脱落。由于酸对锅炉金属具有腐蚀作用，所以锅炉在酸洗时必须加入一定量的缓蚀剂以减缓酸的腐蚀作用。它的原理是缓蚀剂与金石表面或溶液中的某些离子发生反应后的生成物覆盖在金属表面上，使金属处于钝化状态，从而抑制了金属的腐蚀。酸洗除垢法工艺比较复杂，需要专业人员进行操作； 酸洗液要根据水垢的性质， 厚度进行配制， 要求较为严格； 酸洗法因为有酸， 所以对锅炉有一定的腐蚀副作用，因而锅炉酸洗次数不能过多。但酸洗除垢法效果较好。

（除垢前锅炉情况）

（除垢后锅炉情况）

4.3碱类除垢法

用碱洗不能清除碳酸盐水垢。用碱主要是清除硫酸盐水垢和硅酸盐水垢以及硫酸盐和硅酸盐的混合水垢。此法是使水垢软化，尔后再用机械的方法清除。碱洗除垢法所用的药剂有碳酸钠和氢氧化钠两种。

如果使用磷酸三钠，不但能清除硫酸盐和硅酸盐的水垢，同时还能清除碳酸盐水垢。碱洗是采用不升压的长时间煮炉办法。煮炉时间不少24h ，最多可达40h。碱煮后要立即冲掉沉渣，并打开锅炉进行机械除垢， 否则泥渣重新硬化就难以清除了。另碱洗时用药量应严格控制。此法操作简单， 但比酸洗效果差， 而且煮锅时间长，药剂耗量大。

5.结语

锅炉经过长时间运行，不可避免的出现了水垢、锈蚀问题，锅炉形成水垢的主要原因是给水中带有硬度成份，经过高温、高压的不断蒸发浓缩以后，在炉内发生一系列的物理、化学反应，最终在受热面上形成水垢。水垢是锅炉的“百害之首”，不但造成能源浪费和影响锅炉使用寿命，还是是引起锅炉事故的主要原因。因此，对于锅炉进行清洗除垢极为必要。

【参考文献】

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关键词 工业；热水锅炉；结垢；原因；预防措施

中图分类号 TK 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0167-01

在工业热水锅炉运行过程中，水渣积聚到一定浓度时可能产生二次水垢，在相应的低流速与浓度条件下，水渣长时间沉积会形成较厚的水垢，如果不能及时对水垢进行清除，有可能造成水冷壁管、拱管爆管，以及锅筒下部分过热鼓包等事故，将严重影响到锅炉的实际运行效率与质量。因此，在工业热水锅炉的实际运行中，必须注重对于其结垢原因的深入分析，并且结合工业生产的实际环境，逐步制定有效的预防措施，从而保障工业生产的安全性、持续性。

1 工业热水锅炉结垢的原因及危害性

在工业热水锅炉运行中，其结垢的主要原因包括以下几点。

1）碳酸盐硬度受热分解，由易溶物质逐渐转变为难以溶的物质。

2）工业热水锅炉运行时，水渣未能及时清理而形成水垢，热水锅炉的炉水一般不汽化，水中的各种杂质由于受到加热分解作用的影响，相互反应生成水渣。

3）工业热水锅炉的给水水质较差，以及补水量偏大都有可能导致热水锅炉内形成大量的水渣，水渣生成的最初是以悬浮状态存在于锅炉中，随着锅炉水循环。如果不能及时将水渣通过排污管道排出炉外，当水渣在工业热水锅炉内聚集到较高浓度时，就会形成不同厚度的水垢。

4）工业热水锅炉自身的防垢性能较差，只有在水渣的浓度较低时，才能发挥水处理的作用，而水渣聚集到较高浓度时，锅炉内部的受热面上容易生成二次水垢。

5）在工业热水锅炉的水循环设计中，缺少对于流速的考虑，水渣的生成运动也没有进行具体的分析，从而导致大量水渣积聚于锅炉内壁，造成锅炉运行效率受到严重的影响。

工业热水锅炉结垢的危害性主要表现在以下几个方面。

1）工业热水锅炉的受热面受损，锅炉内壁水结垢后，其导热性能将明显降低。当水垢厚度较大时，炉管的冷却也会受到影响，使得炉壁温度明显升高，进而造成锅筒、管壁出现过热、变形、裂纹、鼓包、爆管等缺陷。

2）燃料浪费，水垢的导热性能相对较差，使得工业热水锅炉受热面的传热情况受到不利影响，增高排烟的温度，降低锅炉的实际热效率，燃料的浪费也是不容忽视的。据测定，水垢的厚度为1.5 mm时，需要多消耗6%-10%的燃料；水垢的厚度为5 mm时，需要多消耗15%-20%的燃料；水垢的厚度为8 mm时，则要多消耗34%-40%的燃料。

3）工业热水锅炉的出力明显降低，随着锅炉结垢的厚度增加，其传热性能明显变差，为了达到锅炉运行的额定产热量，必须消耗更多的燃料，而炉膛容积与炉排面积则是固定的，导致锅炉的出力不同程度

降低。

4）严重影响水循环效率，如果工业热水锅炉的水冷壁内结垢，流通截面将变小，增加了锅炉内水的流动阻力，严重时可能堵塞管道，破坏锅炉的水循环系统，引发安全事故的几率也明显增大。

5）缩短工业热水锅炉的使用寿命，并引起锅炉金属部分的腐蚀。在工业热水锅炉的停炉期间，进行除垢需要投入大量的人力与物力，除垢措施不当将造成锅炉内壁的损坏，最终使得其使用寿命明显缩短。

2 工业热水锅炉结垢的预防措施

1）在工业热水锅炉回水分配管的底部开一排小孔，将回水引射到受辐射热的锅筒底部，使得水渣在此处的沉淀几率较小，随着锅炉内部的水循环，锅炉内部的水渣将进入前部的下降管，经过下集箱沉降、排出。在现有工业热水锅炉的改造中，进行回水分配管的改造，锅筒上积渣结垢的几率减少，明显提升了锅炉的运行效果与经济效益。

2）将工业热水锅炉内部水冷壁集箱后部的排污改造为前部排污。部分工业热水锅炉无下降管，锅筒内的水渣是通过对流管排出，而在对流管前升后降的部位，水渣则很难排出。在此类工业热水锅炉的运行中，应对隔烟墙进行改进，调整烟气流程，使得对流管的前后降改变为两侧升、中间降，从而使得锅炉运行中产生的水渣更好排出，降低锅炉内壁结垢的几率。

3）在工业热水锅炉的运行中，将两侧集箱后部进水改造为给水管钻孔布水，在前部锅筒的底部增设相应的下降管。在锅炉回水分配管的底部开一排小孔直接引射锅底，前部引射锅炉水冷壁的下降管，后部引射锅炉的后管板，但是要注意引射水不能直接冲刷锅炉的后管板。经过改造后，工业热水锅炉后管板处的锅水受引射作用的影响，内部水循环的流速加快，从而避免了水渣所谓滞留，有效预防了锅炉结垢问题。

3 工业热水锅炉的除垢方法

在工业热水锅炉运行中，水处理工作的主要目的是防止锅炉结垢，但是由于受到处理方法及其他条件因素的影响，将导致在锅炉的局部产生结垢的现象。为了保证工业热水锅炉的高效、稳定、安全运行，必须对于污垢及时进行清除。目前，国内在工业热水锅炉的除垢中，常用的方法主要有以下几种。

1）机械除垢法：当工业热水锅炉内部出现疏松的水垢、水渣时，在停炉期间，锅炉完全冷却，放掉炉水，使用清水进行冲洗后，利用钢丝刷、扁铲、机动洗管器等进行除垢。机械除垢方法的操作较为简单，多用于小型工业热水锅炉。但是在除垢过程中的劳动强度较大，除垢效果相对较差，容易损坏锅炉的本体。

2）碱煮除垢法：使用碱煮除垢法后，水垢将明显变得松散主要适用于盐酸难以清除的水垢。碱煮除垢法的操作简单，对于锅炉本体的影响也相对较小，缺点主要是煮炉时间较长，药剂的消耗量较大，效果相对差。

3）酸洗除垢法：酸洗除垢法主要是采用盐酸、硝酸等化学药剂进行清洗，酸洗液一般是由盐酸、缓蚀剂、硝酸加缓蚀剂等调配而成，不但可以消除工业热水锅炉中的水垢，而且减轻了对于锅炉本体的腐蚀，发挥了较为理想的剥离作用、溶解作用与疏松作用。

4 结束语

在工业生产中，工业热水锅炉的运行效果对于生产效率的提高具有重要的意义，而且是保障安全生产的基础条件。在工业热水锅炉运行中，由于受到其实际运行环境、水质、管理等因素的影响，极易出现锅炉内部结垢的现象，这也是造成锅炉出现各种安全与运行事故的主要原因。因此，在工业热水锅炉的运行管理中，对于结垢的原因必须进行具体的分析，并且采取行之有效的预防措施，从而降低锅炉运行中的结垢现象，从而保障锅炉的运行效率。

参考文献

[1]刘弘睿.工业锅炉技术标准规范应用大全[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.

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[关键词]键词 油水井 结垢机理 防垢技术

不论是采油、采气和注水开发，还是在提高采收率的各种作业中，只要有水存在，那么在采油过程中的各种生产部位都可能随之产生相应的无机盐结垢。在油田开发过程中，造成油水井结垢的原因有很多，除了水的结构、空气的温度湿度、大气压强等热力学方面的影响因素外，结晶动力学、流体动力学以及垢附着力学等也对垢的形成起了很大的作用。要想找出切实有效的油水井结垢的防治方法，就必须对这些促进垢形成的因素进行全面的分析。

1造成结垢的主要影响因素

1.1注水高矿化度、高硬度

由于油田开采的地理条件往往比较复杂，使得不得不少注水开发的油田注入水的水质存在硬度和碱度都偏高的问题，随着油田开采工作的不断深入，油田的地层压力和地层温度都会不断的下降，这种环境的变化会使水中的矿物质大量的析出，最终产生大量的无机盐结垢。

1.2注入水与地层不同水系相混，加速结垢

随着开采工作的进行，地层会不断涌现出与注入水的水质不同的地下水，地下水与注入水相互融合就会发生许多化学变化和物理变化，使水中的悬浮物、机械杂质以及粘土矿物质等的溶解性降低，最终会形成无机沉淀物，加速结垢。

1.3胶质、沥青质及蜡形成的有机垢

存在原油中重油部分的胶质、沥青质、蜡，在输油管道中流动时，随着管道周围温度、压强的下降以及轻质碳酸钙不断的逸出，在原油的溶解能力会不断的下降，从而会开始结晶、析出、聚集，最终附在管道上形成有机垢，造成输油管道阻塞，对产油量产生直接影响。

1.4细菌堵塞地层

细菌堵塞地层主要有两种形式，一是：细菌自身利用所处的有利条件进行大量的繁殖，最终形成菌落阻塞地层；二是：细菌的代谢产物，造成地层阻塞。会造成地层阻塞的细菌种类会因地层的结构、成分的不同而不同，如在长庆油田地层中的主要是硫酸还原菌，而在纯梁油田地层中主要是铁细菌。

2结垢的主要危害

2.1地层结垢

在注水开发油田时，输油管道的孔隙喉道中经常会出现地层结垢的问题，这类型的结构将会对地层导流能力产生影响，同时也会对储油层造成损害，使得水井注入能力和地层压力降低，最终会导致储油层所含的原油不能得到完全的开采，使采油量造成严重的降低。而且，通常这类型的问题进行常规的检泵作业是很难起到实质性作用，即地层结垢一旦发生，其产生的影响是很能消除的。

2.2近井垢

这类型的垢常常出现于生产井，在采油生产时，生产井近井区域会形成一个“压降漏斗区”，即该区域内的压强会随着生产不断的下降，而且压降可达数帕，甚至更多。但流体流经近井地层时，流体中的二氧化碳就会随着压力的下降大量的逸出，这一过程将会打破流体原有的平衡，使各种结垢离子相互补充，最终形成碳酸钙等多种有机垢，造成地层阻塞，这类型的结垢将会使地层参透率大大的降低，并直接影响到油井的产能。

2.3井筒垢

在采油过程中，当原油从高温高压的地层流入井筒时，由于温度和压强骤然下降，就会使得原油中的胶质、沥青质、蜡，在原油中溶解性下降，最终会结晶析出，附在油管的内壁、以及筛管、尾管、套管的内壁上。这类型的结垢会使油管的内径变小，对原油的流动造成阻碍，严重的还会使油管的接口处脱落或使油管严重腐蚀。除此之外，井筒垢还会增加输油管道的维修次数，缩短检泵周期，最终造成生产成本大大的增加。

3除垢防垢方法

3.1分开不配伍的水

水的不配伍性可以说是造成油水井结垢的主要原因，所以在油田开采过程中，应该尽可能的将两种不配伍的水进行分开，并且当注入水与地层液体不相容时，应该尽可能的选着优质水源。

3.2脱气处理

随着油田水流经环境的温度、压强发生变化，油田水中所溶解的气体可能会大量的逸出，最终形成多种有机垢，如水中的二氧化碳可以促进形成碳酸钙，二氧化硫可以促进形成硫化铁，这些有机垢，不仅会阻碍原油的流动，还会造成管道腐蚀。所以应该采用物理方法或化学方法除去水中溶解的气体。

3.3周期性滴入化学防垢剂

对于已经结垢的井筒，可以在井筒的环形空间、筛管的上部、以及油泵的下部，周期性的滴入化学防垢剂，化学防垢剂融入水中后就会对碳酸钙等多种有机垢，起到分解消除的作用。

3.4改变注入水的性质

对于容易出现结垢问题的注水井，可以在注入水中加入改性剂，使水的PH值和硬度降低，这样就可以有效的防止显弱碱性的注入水与地层酸性水融合而发生化学反应，形成各种有机垢。除此之外，在注入水中加入化学改性剂，还可以杀灭水中的各种细菌，对细菌的生存环境造成破坏，防止其进行大量的繁殖，从而使管道的腐蚀受到抑制。

3.5超声波除垢

超声波具有传播方向性好，穿透力强、能量不易衰减等特点，利用超声波除垢可以同时产生机械作用、空化作用以及热作用。当超声波在液体介质、垢物、管壁这三者之间传播时，由于存在速度差会在三中不同介质的表面形成一种强大的剪切力，这种剪切力会使垢物的附着力大大的降低，最终达到使垢物逐渐脱落的效果。