解先民劉漢慶李海波
採油一廠六礦工藝隊
2023年12月
電磁除防垢技術現場應用效果評價
解先民劉漢慶李海波
（採油一廠六礦工藝隊）
摘要隨著油田開發的不斷深入，油田集輸系統工藝設施結垢現象日益突出，不僅影響油田正常生產，也增加了維護費用，留下安全隱患。多年來油田多採用化學藥劑方式解決生產設施的結垢問題，但其執行成本高，易對管道及容器產生腐蝕。近幾年來各類阻垢技術應運而生，電磁除防垢技術就是其中之一。
2023年以來我礦在中602站、中十五聯油站採暖管線、中604站安裝了電磁除垢裝置，經過近兩年來的實際應用，取得了較好效果。本文系統地介紹了電磁除垢裝置工作原理、功能特點以及在油田集輸系統中的現場應用情況等。
主題詞集輸系統結垢電磁除垢裝置應用效果
一、概述
採油六礦目前共有加熱爐37臺，其中執行10年以上的11臺，佔加熱爐總數的30％，這些加熱爐運轉時間長，爐管腐蝕、結垢嚴重，極易造成管道堵塞，加熱爐煙管、火管受熱不均，鼓包、穿孔現象時有發生。例如我礦中一聯合站加熱爐，自從85年投產以來，從未進行過大修維護，裝置嚴重老化。於2023年5月曾發生過3#爐爐管穿孔，引發大火，導致5臺加熱爐全部爆廢，影響了正常生產，也造成了重大的經濟損失。
新增防垢劑防垢法是最普遍的方法，汙水系統新增防垢劑防垢在我廠已作為一項生產任務來執行。由於防垢方法的侷限性和不徹底性，管道和加熱爐的結垢現象仍未得到根本緩解。為減緩加熱爐煙、火管及管道的結垢速度，延長加熱爐清爐週期，延長加熱爐的使用壽命，近兩年分別在我礦三座中轉站安裝了電磁除垢裝置。
二、電磁除防垢裝置
1、基本概況及特點
電磁除垢裝置是通過調節磁場強度和變化速度來產生需要的感生電場，它的核心是超掃頻訊號發生器，由可以產生多種復雜訊號的多級電路構成。該訊號發生器產生一系列在特定頻率範圍內高速掃瞄的可調節的方波訊號，通過電纜傳送到管道上的線圈，線圈在管道內部產生分子感生干擾場，感生干擾場阻止產生新垢，去除原垢。
2、電磁防垢原理
垢是由過飽和溶液中的礦物質形成的。在過飽和溶液中的微晶核因表面有電荷而吸附在管道內壁，經過不斷生長，逐漸層積為垢。而電磁防垢裝置的感生干擾場的擾動作用，加劇離子間的碰撞，使微晶核相互結合，迅速長成很大的晶體顆粒，這些顆粒表面電荷的力量已經無法把它龐大的身軀吸附在管道的內壁上，只能被水流帶走，水垢無法形成。
電磁防垢原理圖
3、電磁除垢原理
溶液中，能夠溶解礦物質的是自由水分子，但它他的數量很少。大部分的水分子都因為氫鍵的作用而締合成大的分子團。
電磁除垢裝置是通過分子感生干擾場的共振作用破壞了水分子的氫鍵，大分子團被粉碎了，變成大量的自由水分子，自由水分子的大量增加，使水的活性增強，溶液的溶解能力顯著提高，難溶的礦物質被很好的溶解，不再成垢，管壁上原有的垢被逐漸溶解，消失。
電磁除垢原理圖
三、電磁除防垢裝置現場應用情況及效果
我礦37臺加熱爐最早的於84年投入使用，其中有9臺加熱爐服役已超過20年，具體情況見下表。
六礦加熱爐投產時間統計表（表1）
投產時間長的加熱爐裝置老化、腐蝕、結垢嚴重，04年以來，已經有多台加熱爐進行不同程度的維修具體情況見下表：
六礦04年--07年加熱爐維修情況統計表（表2）
針對這種情況，我礦與規劃所結合，分別在中602站、中十五聯、中604站安裝了電磁除防垢裝置，見到了明顯效果，情況如下：
1、中602站安裝使用情況
中602站為中區西部水驅轉油站，2023年建站，採出液礦化度為5549mg/l ,採用化學防垢方式時加熱爐及管道結垢現象較嚴重，2023年由於三颱加熱爐經常穿孔、鼓包，廠裡分別對其三颱加熱爐進行了大修，更換了煙、火管。
2023年5月在該站加熱爐進口匯管管線上安裝了電磁除防垢裝置並停止加阻垢劑時，觀察2#加熱爐火管壁結垢厚度約7mm；6個月後開啟加熱爐，發現火管結垢厚度約3mm,垢樣酥鬆，且部分呈粉未狀，輕刮即可除去。安裝前後火管結垢情況見圖。
安裝前火管結垢圖(圖1安裝後火管去垢圖（圖2）
2、中十五聯轉油站安裝使用情況
中十五聯聯轉油站建於2023年，屬於聚驅轉油站，目前，採出液濃度297㎎/l,粘度為2.0mpa.s,因含聚採用化學防垢方式站內加熱爐、爐後管線及採暖管線結垢非常嚴重，2023年由於1#、3#加熱爐鼓包分別對其進行拆耐火磚，爐膛重新砌工作，1#加熱爐由於穿孔於2023年進行了大修，更換了火管、煙管。
採暖管線由於長期生產管線結垢現象非常嚴重，至使冬季室內溫度只有10℃左右，影響了正常的生產生活。因此，2023年11月，我們在中十五聯採暖管線出口處安裝了電磁除防垢裝置（見圖3），安裝前採暖管線結垢達3~10mm左右（見圖4）。一周後室溫提高到15℃左右，裝置除掉的垢及雜質，堆積在採暖管線過（6分管）細處造成了管線堵塞。
我們及時更換了堵塞管線，並在採暖管線出口20公尺處安裝了放空閥，堵塞現象得以解決。採暖溫度達到了20℃左右。安裝後採暖管線結垢減少1~4mm左右（見圖5）。
中十五聯電磁防除垢裝置安裝圖（圖3）
安裝前中十五聯採暖管線結垢圖（圖4） 安裝後中十五聯採暖管線結垢圖（圖5）
3、中604站安裝使用情況
中604站為中區西部水驅轉油站，建於1996，投產後4臺加熱爐從未進行過大修。由於結垢原因，摻水幫浦、熱洗幫浦幫浦前過濾器經常因結垢堵塞，造成幫浦吸入困難，清理週期約為每月一次，而且必須定期對爐後管線進行酸洗。
2023年5月，在該站加熱爐進口匯管管線上安裝電磁除防垢裝置(見圖6)並停止加藥，安裝開始，摻水幫浦、熱洗幫浦幫浦前過濾器清理週期縮短為每週一次，之後清理週期又逐步延長，日前摻水幫浦、熱洗幫浦幫浦前過濾器的清理週期為3個月左右。而且加熱效率得到了提高，安裝前加熱爐公升高到熱洗溫度（75℃-80℃）所用加熱時間由以前的1-2個小時，縮短到了半個小時，而且在熱洗過程中，爐溫沒有明顯降溫。
中604站安裝電磁除防垢裝置圖（圖6）
四、經濟效益評價
六礦共有轉油放水站12座，應用化學除垢方法，12座轉油放水站每天加阻垢劑約為170公斤/天，阻垢劑每噸4885元/噸，每天費用為830元/天，我礦每年的阻垢劑費用約為31萬元/年。
按照加熱爐維修費用標準，加熱爐大修一次費用38萬元/臺。我礦每年平均有3臺加熱爐大修。每年大修費用為114萬元/年。我礦用於阻垢劑和加熱爐大修的費用約為145萬元/年。
而在加熱爐進口匯管安裝一台除防垢裝置15萬元/臺，除防垢裝置使用壽命按10年計算，則每年投入費用僅為1.5萬元/年。具有可觀的經濟效益。
五、結論
通過對電磁除防垢裝置的原理、效能及現場應用效果的分析，得出的結論是：
應用電磁除防垢裝置，可以防止垢在管線內的形成，達到除防垢目的，完全能夠替代傳統的阻垢劑除垢，不僅能有效延長加熱爐的大修時間，還能延長加熱爐的使用壽命；另外能有效的溶解已經形成的垢，達到除垢目的。同時還具備以下三方面特點：
1、電磁除防垢裝置不腐蝕裝置和管線；
2、電磁除防垢裝置一次投資，耗電低（每天1度電），自動執行；
3、電磁除防垢裝置綠色環保，無汙染；
電磁除防垢裝置不僅有較大的經濟效益，同時還有較好的社會效益，符合安全、環保、節約的可持續發展理念，具有極好的應用前景。
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