电磁场在阻垢方面的研究

电磁抑垢效果及其机理研究进展

电磁抑垢效果及其机理研究进展王建国;梁延东;尹钊;王瑜瑞【摘要】电磁水处理技术是一种物理抑垢方法,因其无添加试剂,无毒无污染,操作简单,成本低等优点,受到业界的广泛关注.针对国内外学者的研究情况,从电磁场对碳酸钙结晶过程及晶型晶貌的影响、电磁场对水溶液物化性质的影响,以及电磁场强度、频率、方向、磁处理时间与介质流速等因素对抑垢效果的影响等方面,阐述了电磁抑垢效果及机理的研究进展,分析了存在的主要问题并对其发展趋势进行了展望.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】6页(P1-6)【关键词】电磁场;循环水处理;抑垢【作者】王建国;梁延东;尹钊;王瑜瑞【作者单位】东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】TQ08520世纪50年代中期，比利时人T.Vermeiren，将水的磁化处理应用于锅炉用水，减少了锅炉中水垢的生成并成功申请专利，以此开创了运用磁场处理循环水的先例[1]。

之后，苏联、欧、美等国在70年代相继展开磁处理技术的研究，并取得了一定的进展[2]。

进入80年代，各国研究学者及企业在电磁水处理技术这一领域已经取得了多项专利和大量的研究成果。

但近些年来，随着应用范围的扩大，抑垢效果的良莠不齐使大家对电磁水处理技术的进一步应用产生质疑。

鉴于目前电磁抑垢的作用机理仍处于探索之中，因此无法从机理出发提出抑垢的最佳参数以及对电磁水处理器最佳结构、形状等的指导性建议。

循环冷却水系统中的水垢，主要是碳酸钙垢，其次是磷酸钙垢和硅酸镁垢。

因为碳酸钙垢溶解度较低，更易附着在换热表面上。

本文主要针对碳酸钙类污垢的抑垢效果及机理展开综述，从电磁场对碳酸钙结晶过程及晶型晶貌、水溶液物化性质的影响以及电磁场参数变化对抑垢效果的影响等方面，阐述了电磁抑垢效果及机理的研究进展，分析了存在的主要问题并对其发展趋势进行了展望。

缠绕式脉冲电磁场脉冲频率对阻垢效果的影响

缠绕式脉冲电磁场脉冲频率对阻垢效果的影响刘炳成;孙昊;柳宁;李超;张萌萌【摘要】为探讨缠绕式脉冲电磁场脉冲频率对阻垢的实际效果,采用自行设计的一套扫频电磁防垢装置,通过设定不同的扫频范围,检测记录水样中离子电导率、成垢粒子的粒径大小以及其分布规律.结果表明,经过4h的循环,缠绕式脉冲电磁场处理过的水样中电导率随时间的下降速率及变化量均比未经电磁场处理水样更明显,且在脉冲频率为75～80 kHz时,电导率变化更明显.缠绕式脉冲电磁场处理过的水样中晶体的平均粒径远大于未加电磁场时,且在脉冲频率为75～80 kHz时,晶体平均粒径较大.缠绕式脉冲电磁场可以实现一定的阻垢效果.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2018(049)006【总页数】4页(P57-60)【关键词】阻垢;脉冲电磁场;脉冲频率;电导率;晶体平均粒径【作者】刘炳成;孙昊;柳宁;李超;张萌萌【作者单位】青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛 266061;青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】X703.1在循环冷却水的实际循环过程中，由于水分的不断蒸发散失，溶解物质浓缩等众多原因，经过一段时间在换热器及管道内表面会形成一层水垢［1］。

水垢的形成对换热设备的性能造成严重影响，同时会缩短换热设备的使用寿命。

因此阻垢成为循环冷却水系统需要解决的问题。

电磁防垢技术由于其绿色环保，安全无害，时间短，见效快等特点，越来越得到人们广泛关注。

目前电磁防垢技术得到了国内外学者的广泛研究，但大量工作只是集中在磁场强度的变化对阻垢效果的影响，对缠绕式脉冲电磁场作用下电导率及成垢粒子尺寸研究尚不充分。

为了探讨缠绕式脉冲电磁场对循环冷却水的实际阻垢效果，本研究通过设置一套缠绕式脉冲电磁场阻垢装置，输出不同脉冲频率，并且设置空白对照组，分别检测待测水样中的电导率和晶体平均粒径及粒径随时间的变化规律，并且以电导率和晶体尺寸的变化来评价脉冲电磁场的阻垢效果。

电磁场在阻垢方面的研究

电磁场在阻垢方面的研究电磁场在阻垢方面的研究摘要：本文研究了脉冲高压静电场与磁场复合作用对工业循环水的阻垢特性。

发现脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢和CaSO4垢的阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。

关键词：脉冲高压静电场；磁场；阻垢；工业用水系统中发生的结垢问题，对工厂设备的有效利用危害很大，它可能导致生产效率下降、费用提高，和引起设备和人身事故。

所以，应该采取合理的水处理技术对水质加以处理，最大可能的排除这些障碍，达到所要求的用水指标。

本次实验在已有的脉冲高压静电水处理的基础上再增加磁场处理，以弥补彼此的不足并增强水处理的效果，更好的发挥它们的优越性。

实验现象：在没有经过脉冲高压静电场、磁场复合处理的情况下，水箱底部以及侧壁均附着一层白色的晶体，电加热器外壁上也明显附着一层白色的垢层；而经过脉冲高压静电场、磁场复合处理之后却观察不到此现象。

1.阻垢率1)电磁复合处理对CaCO3垢的阻垢率循环处理8h之后，取出经过脉冲高压静电场、磁场复合处理以及脉冲高压静电场处理和未处理实验装置中的电加热器，分别称重，实验结果如下表：表1电磁复合处理、静电处理与未处理的CaCO3垢重阻垢率公式为：(4-1)式中：－阻垢率，%；－未处理装置中电加热器的垢量，克；－经过处理之后电加热器的垢重，克。

于是，由上式可得出电、磁复合处理的阻垢率为：得出静电处理的阻垢率为：分析：从实验结果来看，脉冲高压静电场和磁场复合作用于循环水的阻垢方面，能起到很好的效果，明显减少了CaCO3垢在换热面上的沉积，阻垢率达到93.2%；而单纯用脉冲高压静电场对水进行处理，虽然也有一定的阻垢作用，可是阻垢率不高，只达到63.1%，电、磁复合处理的阻垢率比单纯用静电场处理提高了47.7%。

显而易见，脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。

电子阻垢除垢

电子阻垢除垢一、阻垢、除垢原理变频电磁场作用于管道上，引起管道内部水分子产生共振，使氢键缔合的水分子团变成单个极性水分子，因而提高了水的活化性，促进极微小的水分子可以渗透、包围、溶解，使污垢逐渐蓬松，从而去除热水器、锅炉、管道内壁等热交换系统内的老垢。

单个极性水分子会吸附在管道内壁上，从而形成由极性水分子组成的活化水带，达到一个阻垢、除垢的目的。

同时，通过变频作用使悬浮在水中的钙离子和碳酸根离子相互碰撞，形成特殊的表面无电荷的文石碳酸钙晶体，使其无法吸附在管壁之上，从而达到有效的除垢、防垢目的。

由于环境的不同，水的温度、硬度、粘度、PH值也不一样，对其共振所需频率也必须随之改变。

因此，只有采用变频共振技术，才能确保使不同水质条件下的水分子产生共振，从而达到理想的除垢、防垢目的。

二、磁防垢、阻垢其主要机理如下：1、油介质共振吸收的原理。

（200HZ-90KHZ）变频电磁场作用在油介质上，主要组成成份是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素，该成份都有各自的固有振荡频率，在外加变频电磁场的作用下使油介质分子、离子共振，油介质的分子运动加剧，破坏了分子间的缔合，影响了油中结晶的生成，其结果阻止了油垢、油蜡晶在管壁、设备上生成，起到防垢阻垢的目的。

2、油介质在磁场作用下的磁化效应，降低了原油的黏度。

在磁场作用下，油介质的分子磁矩排列有序，分层的流动，降低了油层流动的内摩擦力，使原油黏度降低，流动性增强，输油量加大。

3、磁场线对流体的约束效应（托卡马克原理）。

磁场线具有约束流体的作用，管壁处磁场线密集，阻止原油接触管内壁，起到保护膜的作用,阻止油垢生成。

4、驰豫效应。

在磁场作用下油介质被磁化，退磁化需要一定时间。

实验表明静态液体退磁需48小时，流动液体退磁需8小时，输油管道磁化有效传输距离可达8-12Km，循环回路阻垢效果更佳。

三、磁场强度对抑垢效果的影响磁场强度是磁场的重要参数之一，对磁处理效果的好坏起着非常关键的作用，在不同强度条件下进行抑垢实验，以获得良好的抑垢效果。

电磁阻垢新技术研究

维普资讯
第３第３期４卷２００８年６月
包钢科技Ｓｉｃ＆Ｔｃｎｌｇｆａｔｔｅ（ｒｕ）ＣｒｏｔｎｃｎｅｅｅｈｏｙｏｏｕＳｅｌＧｏｐｏｒｉｏＢｏｐａｏ
Ｖｏ．４．１３Ｎｏ．３
度还是从经济角度来看，处理技术都是一种极具磁发展前途的阻垢技术。目前，效应应用于防止钙、磁镁碳酸盐结垢物的生成在许多的实验中得到了证
Ｊｎ，０８ｕｅ２０
电磁阻垢新技术研究
齐云格
（内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心内蒙古包头０４１）１００
摘
要：文章利用电导率和钙离子浓度的变化研究了低频电磁场对碳酸钙结晶的影响，分析了碳酸钙结晶，电磁处理促进实验溶液中碳酸钙晶核的生成却抑制了晶体长大，而达到阻垢的目的。从
关键词：频电磁场；酸钙；垢低碳阻
中圈分类号：Ｕ９．７Ｔ９１２文献标识码：Ｂ文章编号：０９—５３Ｉ０８０ —０１～０１０４８２０）３０７３
将实验水样注入水样箱中，打开阀１关闭阀２、，
开启水泵和低频电源，节转子流量计前的阀门，调控制流速。水样经阀４取得磁化水样；闭低频电源，关
水样经阀４取得未磁化水样。

电磁阻垢技术在循环冷却水上的应用探究(二)

4 电磁阻垢技术的应用4.1 电磁阻垢技术的应用自1890年France和Cabell申请专利起，磁场用于水处理已有100多年的历史。

1945年T Vermeriven发现磁水可以减少锅炉水垢的生成，从而制造了称做塞皮(CEPI)的磁处理器，建立了名为EPORO的工厂，生产磁处理器。

此时的欧洲处于二战之后，物资匮乏，这种不使用药剂的防垢技术很受欢迎。

据报道[16]，在挪威，有100余艘海船使用塞皮磁处理器防止锅炉结水垢。

在德国，许多工业企业使用塞皮防止锅炉、热交换器结垢。

在前苏联，磁化阻垢用于循环水、锅炉给水和热水系统，均取得了很好的阻垢效果。

从1945年开始水的磁处理技术得到了广泛的研究和应用。

在70年代前苏联、美国、日本先后掀起了电磁处理研究热，学术界和企业界竟相投入了大量的人力和资金对电磁处理进行研究，取锝了大批研究成果和专利发明，并建成了大型的电磁处理设备。

美国的水动力公司(Hydrodynamics)制造出HU磁力防垢装置。

HU装置用于天然水、高含盐量水和海水，流速以2m/s为佳，经磁场处理后，水流输送8km仍能有防垢作用。

目前，世界上有很多公司生产磁处理器，如Aquamagnetics international，Bon Aqua，Freijie，HDL Fluid Dynamics，Polar等。

进入80年代，科学家们对电磁处理进行了更深入的实验研究，并积累了大量的实验资料。

20世纪50年代我国就开始磁化水阻垢的研究与应用，于1959年生产了第一台磁处理器。

梁德义[17]将磁感应强度为0.3—0.4T的永磁磁处理器用于锅炉防垢实验，结果不仅可以阻垢同时原有旧垢也已脱落。

上海嘉定化肥厂于1993年将CFG内磁处理器用于循环冷却水，其防垢作用十分明显[18]。

1996年，莱芜钢铁集团有限公司莱芜铁矿马庄矿区在空压机冷却水总进水管路上安装了一台GW-100大规模电磁场磁化水设备，进行防垢和杀菌灭藻，收到了明显效果[19]。

电磁除防垢机理理论概述

电磁除防垢机理理论概述摘要：油田的实际开发中，结垢问题已经成为一个必须解决的严峻问题。

电磁除防垢技术通过电磁除防垢装置对流体进行磁处理，从而影响或改变流体中物质的物理化学性质而最终达到除垢防垢的目的。

本文结合油田结垢物的结垢机理理论，分析总结了电磁处理除防垢的机理理论。

电磁除防垢技术具有低成本、无污染等优势，在解决油田结垢问题领域拥有广阔前景。

关键词：电磁；除垢；防垢引言电磁除防垢技术属于物理方面的一种应用技术，不但具有操作简单、使用省时省力、成本相对较低、不会对环境产生污染等特点，同时还具有防垢除垢和灭藻杀菌的作用而日益引起人们的关注。

但电磁除防垢的机理问题始终未有权威的研究结论以及许多因素都可以对电磁除防垢的效果产生影响，使得电磁除防垢技术的应用范围相对狭隘。

下面对电磁除防垢机理理论进行简要的概述。

1 变频共振断裂理论水经过磁作用，水的渗透性增强，增加了水的溶解度，减少系统壁上垢物的沉积，进而防垢。

液体分子由于交变磁场引起了分子内的共振；同时这种交变磁场还能够增强分子内部的振动，使分子内部的键合变动，从而影响分子的构形。

实验表明，水经过磁化后，增强了分子的内振动，使得分子达到一种振动激发的状态，大的水分子团断裂成单个的极性水分子，水的活化性大大提高，对垢物的溶解度也大幅度增强，微小的极性水分子可以对垢物进行渗透、疏松甚至溶解，使得水中结垢的几率大大降低，从而达到除垢的目的。

因为水在不同条件下的自然固有频率存在很大差异，因而采用变频共振技术，其不断变化的频率几乎可以覆盖所有水质的自然固有频率，能够使得即使是不同水质条件下的水分子或垢粒子，也可以产生共振，最终达到除垢、防垢的目的。

2磁场晶体畸变理论结垢晶粒的大量形成，使得很大部分钙镁离子等与负离子结合的机会大幅度增加，大量的钙镁等离子由于电磁场电磁力的作用转移了电子云的方位导致这些离子被诱导极化。

并且存在诱导电磁矩，诱导电磁矩使得晶体微粒间发生排斥现象，晶粒由于诱导极化电磁矩而产生的排斥作用会消解和分散垢物晶粒或者使其悬浮于液体中，即使晶体能够长大，也会改变结晶的状态，晶粒变得细小，有纹理，坚实致密，结构紧密的长方石结晶晶体变为疏松，基本没有附着力的文石晶体，这样就起到了防垢的目的。

频率对扫频电磁场阻垢效果影响的实验研究

第42卷第3期青岛科技大学学报(自然科学版)2021年6月Journal of Qingdao University of Science and Tcchnology(Natural Science Edition)Vol.12No. Jun.2021文章编号:1672-6987(2021)03-0101-06；DOI：10.16351/j.l672-6987.2021.03.016频率对扫频电磁场阻垢效果影响的实验研究韩向阳，于航，李洪松，刘炳成*(青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061)摘要：通过溶液电导率、pH和碳酸钙粒径的变化来研究频率对扫频电磁场阻垢效果的影响。

模拟工业循环水的硬度为1mmol•L1,搭建了动态实验平台并进行了4组实验：3组经不同扫频频率电磁场处理,1组未经电磁场处理作为对照组,3种不同频率的电磁场分别为1~3kHz,9〜11kHz,19〜21kHz；实验结果表明，电磁阻垢技术可有效降低溶液中的电导率和pH值，增大溶液中CaCO3平均粒径。

当扫频电磁场频率为1〜3kHz时，电导率和pH值下降得最快，且下降幅度最大，平均粒径最大，故当频率为1〜3kHz时阻垢效果最好。

关键词：电磁阻垢；扫频电磁场；电导率；pH中图分类号：X703文献标志码：A引用格式：韩向阳，于航，李洪松，等.频率对扫频电磁场阻垢效果影响的实验研究[J].青岛科技大学学报(自然科学版)，2021，42(3)：101-06.HAN Xiangyang，YU Hang，LI Hongsong，et al.Experimental research on the influence of frequency on the scale inhibition effect,of sweep frequency electromagnetic field[J].Journal of Qingdao University of Science and Technology(Natural Science Edition)，2021，42(3)：101-106.Experimental Research on the Influence of Frequency on the Scale Inhibition Effect of Sweep Frequency Electromagnetic FieldHAN Xiangyang,YU Hang,LI Hongsong,LIU Bingcheng (College of Electromechanical Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao266061,China)Abstract：In this paper,the effect,of power output,frequency on the scale inhibition was studied through the change of the solution conductivity,pH and calcium carbonate particle size.The hardness of the industrial circulating water was set.as1mmol•L1.We built,a dynamic experiment,platform and conducted four sets of experiments:Three groups with different.sweep frequency under electromagnetic field treatment.,which were1——3kHz,9——11 kHz,19一21kHz,separately,and a group without,electromagnetic field treatment,as a control group.The experiment,results showed that,the electromagnetic scale inhibition technology can effectively reduce the conductivity and pH value and increase the average particle size of CaCO3in the solution.When the power output,frequency was1——3kHz,the solution conductivity and pH dropped the fastest.,so we chose1一3kHz as the best,power output,frequency.Key words:electromagnetic scale inhibition；frequency-swept,electromagnetic field；conduc-tivity；pH收稿日期：2020-06-08基金项目：国家重点研发计划子课题项目(2017YFB0603303-4).作者简介：韩向阳(1996—)男，硕士研究生.*通信联系人.102青岛科技大学学报(自然科学版)第42卷循环水在换热设备中起着至关重要的作用，但循环水通常为硬水,随着水分的蒸发，循环水中成垢离子的浓度升高，且由于循环水流经换热表面时温度升高，垢的溶解度降低，故垢易生成在换热表面上［1］。

脉冲电磁场阻垢机理分析及效果研究

分类号：学校代码： 10426密级：学号： 2015030041硕士学位论文MASTER DEGREE THESIS脉冲电磁场阻垢机理分析及效果研究作者：李冠林指导教师：刘炳成学科专业：精密仪器及机械专业代码： 080401研究方向：节能环保型技术与装备2018 年 4 月 17 日脉冲电磁场阻垢机理分析及效果研究摘要冷却水在循环过程中由于水分的损失、温度的变化等原因极易在换热设备内生成水垢，导致换热设备出现效率降低、压降增大、设备损坏等问题。

因为化学阻垢法存在成本高、对环境造成二次污染等缺点，所以物理阻垢法成为循环水阻垢领域发展的趋势。

脉冲电磁场阻垢装置因安装方便、操作简单、使用便捷等特点使其从物理阻垢法中脱颖而出。

本文分析水垢的形成过程、影响水垢形成的因素，从电磁场对水溶剂性能和碳酸钙晶体的影响两个方面探讨脉冲电磁场阻垢机理，发现频率和感应磁场强度是影响阻垢效果的两个重要因素。

通过使用ANSYS模拟软件分析管道材料对管道内感应磁场强度的影响，发现电磁场阻垢系统中应优先选择PVC管等非导磁材料作为缠绕管道；开展实验探究电源输出信号频率、缠绕线圈匝数和管道直径的变化对管道内感应磁场强度的影响，发现管道内感应磁场强度随频率和管径的增大而减小，而缠绕线圈匝数的变化对管道内感应磁场强度的大小影响很小。

从电磁场对水溶液溶解能力和碳酸钙晶体析出与生长速率的影响两个方面开展静态试验，排除水的流速、温度等因素对实验造成的影响，实验结果表明在脉冲电磁场的作用下水溶液对碳酸钙的溶解度增加，而且碳酸钙晶体的析出与生长速率增加。

开展动态试验研究阻垢参数的改变对阻垢效果产生的影响，实验中配置硬度为1000 ppm的过饱和溶液作为实验用水，实验结果表明频率和缠绕线圈匝数的变化都会对阻垢效果产生影响，频率适中时阻垢效果较好，缠绕线圈匝数的增加会提高阻垢效果。

比较实验中采用的频率和匝数对阻垢效果的影响发现，当电源输出频率为2 kHz，线圈缠绕匝数为90时，阻垢效果较好，阻垢率达到90.6%。

电磁场处理油田水防垢机理研究_黄柳宾

摘要：结垢是油田注水过程中一个破坏性问题，它能使地面注水设备和井筒内造成堵塞或在地层内引起地层伤害。因此研究油田水防垢已经在油田生产中显得越来越重要。采用不同频率的脉冲电磁场处理油田水后，电导率、表面张力、结垢量等最大变化率分别为５．５％、１０．８％、４０％。根据试验结果，从分子结构、电磁场诱导微晶的形成方面，探讨分析了作用机理。
关键词：电磁场；油田水；表面张力；电导率；结垢量；防垢机理中图分类号：Ｘ７０３．１；Ｘ７４１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－２４５５（２００７）０５－００７９－０３
Ｓｃａｌｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｏｉｌｆｉｅｌｄｗａｔｅｒｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ
性期刊，国家级环保科技杂志。主要报道化工、石油化工、轻工、冶金、煤炭、制药、市政等行业的环保科研成果、三废
治理与综合利用技术、污染物分析检测技术、清洁生产技术、环境影响评价、环保管理及方针政策、环保设备与材料、环
保信息与动态。《化工环保》国内外公开发行，各地邮局均可订阅，邮发代号２－３８８，定价１５元／册，全年９０元。
石油工业出版社，１９９２．［２］许保玖．当代给水与废水处理原理讲义［Ｍ］．北京：清华大学
出版社，１９８３．
作者简介：黄柳宾（１９６３－），男，上海人，副教授，学士，１９８６年毕业于原华东石油学院应用物理专业，（电话）０５３２－８６９８１３１６（电子信箱）ｈｕａｎｇｌｂ＠ｈｄｐｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。

高频电磁阻垢的影响因素及其机理研究

高频电磁阻垢的影响因素及其机理研究张池;刘文冬;于萍;罗运柏【摘要】Under the condition of simulated dynamic scale inhibition experiments,the self-designed and assembled high-frequency electromagnetic water treatment equipment has been used,and the influences of pH,velocity of flow and calcium ion concentration on the scale inhibition efficiency are studied. The appropriate conditions for electro-magnetic scale inhibition are obtained. The electromagnetic scale inhibition mechanism is investigated by using scanning electron microscopy、X-ray diffraction and thermal gravimetric analysis technology. The results reveal that after the high-frequency electromagnetic field treatment ,part of the scale is changed from calcite crystals into arago-nite crystals,and easily taken away by water flow,so as to bring about scale inhibition.%在模拟动态阻垢实验条件下，采用自行设计组装的高频电磁水处理装置，研究pH、流速和Ca2+浓度对阻垢效率的影响，得出电磁阻垢的适宜条件。

高频电磁场防垢技术在火力发电厂的应用研究

高频电磁场水处理技术在火力发电厂的应用研究Application of Antiscaling Technology with High Frequency Electromagnetic Field in Fossil-fired Power Plant郑和平1姜涛21、河南姚孟发电厂邮编：4670312、北京顾氏华源水处理技术中心，邮编：100076摘要：火电厂水力除灰管道普遍存在灰管结垢问题，通常采用化学方法或物理方法的防垢措施。

经实践应用，这些防垢措施有一定的局限性。

为此，介绍一种利用高频电磁场防垢技术。

关键词：火电厂；除灰管道；高频电磁场；防垢技术Abstract:Scaling of ash slucicing pipes is a problem widely existing in hydraulic ash sluicing pipes of fossi-fired power plant, chemical method or physical method is usually used as antiscaling measure. The practical application indicated that, these antiscating measures had their limitation. For this reason, the antiscaling technology using high frequency electromagnetic field is introduced.Key words:fossil-fired power plant; ash sluicing pipe; high frequency electromagnetic field; antiscaling technology高频电磁场水处理技术是一种完全新型的水处理方法，它利用高频电磁场改变水分子结构的排列方式，破坏它的结晶过程来实现工业应用的目的。

磁场防垢的原理与应用

磁场防垢的原理与应用1. 前言磁场防垢是一种应用磁场技术来防止或减少管道和设备内壁的结垢问题的方法。

磁场防垢广泛应用于各种工业领域，例如石油化工、电力、锅炉、制药等。

本文将介绍磁场防垢的原理以及其在实际应用中的一些案例。

2. 磁场防垢的原理磁场防垢的原理是利用磁场对水中内的垢进行磁化处理，通过磁场的作用，改变水中垢的晶体结构，使其变得不容易附着在管道和设备内壁上。

具体的原理包括以下几点：•磁场对垢的影响：磁场可以改变水中垢的晶体结构，使其变得不容易团聚，减少垢的粘附能力。

•磁场对水的影响：磁场可以改变水的离子结构，减少水中的溶解氧和碱性物质的浓度，从而降低垢的形成速度。

•磁场对金属表面的影响：磁场可以改变金属表面的电位，减少金属表面与垢之间的电位差，从而减少垢的形成。

3. 磁场防垢的应用案例3.1 石油化工行业石油化工行业是磁场防垢的一个重要应用领域。

例如，在石油炼制过程中，管道和设备内壁容易结垢，影响工艺流程和设备的运行效率。

通过在管道和设备上施加磁场，可以有效地减少垢的形成，提高生产效率。

3.2 电力行业在电力行业中，锅炉是一个常见的设备，其内部容易结垢影响发电效率。

通过在锅炉内添加磁场装置，可以防止垢的形成，提高锅炉的工作效率。

3.3 制药行业在制药行业中，管道和设备内壁的结垢问题会影响药品的生产质量和安全。

通过在制药设备上施加磁场，可以减少垢的形成，保证药品的生产质量。

4. 磁场防垢的优势和局限性4.1 优势•磁场防垢无需添加化学药剂，对环境友好。

•磁场防垢可以实现在线处理，不影响工艺流程的连续运行。

•磁场防垢可以降低设备维护成本，延长设备的使用寿命。

4.2 局限性•磁场防垢对一些特定类型的垢效果不明显。

•磁场防垢技术需要根据具体的场景进行优化设计，不同情况下的磁场参数需求会有所差异。

5. 结论磁场防垢是一种应用磁场技术来防止或减少管道和设备内壁结垢问题的方法，具有广泛的应用前景。

本文介绍了磁场防垢的原理，以及在石油化工、电力和制药行业的应用案例。

换热表面水垢形成规律及电磁场抗垢效果的实验研究

北京工业大学硕士学位论文换热表面水垢形成规律及电磁场抗垢效果的实验姓名：***申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：***20040501第ｌ苹绪论生产的系列阻垢剂Ａｃｕｍｅｒ１０００和Ａｃｕｍｅｒ５０００，代表着阻垢剂发展的不同阶段。

当然，适应环保和可持续发展需求的低毒、无公害、易降解、复合多功能新型水处理剂的开发工作一直未间断过，例如，受动物代谢过程启发而于近年开发成功的聚天冬氨酸不仅以绿色阻垢剂著称，而且可作为缓蚀剂用于抑制采油管线中由二氧化碳引起的腐蚀。

目前，绿色阻垢剂的概念已得到广泛呼应并成为二十一世纪水处理剂发展的方向，无磷非氮可生物降解性能好的绿色阻垢剂的研制开发己成为新的研究热点。

１．１．２物理方法以上化学诸方法在一定程度上都涉及到化学方面的应用，由于化学方法或多或少都将给环境带来一定的危害，所以现在人们就积极寻找其他对环境没有危害的方法，在这种情况下，物理法水处理就应运而生了。

物理法抑垢，主要是指电、磁、声、光等技术和相应设备的应用，其效果一般不如化学法有效，但这些技术往往集阻垢、缓蚀、杀菌、灭藻等多项功能于一身，使用方便、成本低、无污染，因此我国在上世纪八十年代后迅猛发展，据估有一定规模的生产物理法水处理器具的已有２００多家企业，其产品己在中小型水系统中获得了十分广泛的应用，且已渐据主导地位。

物理法抑垢技术，目前应用较多的有：（１）磁处理技术磁处理器在我国的应用几经反复，近十几年来随着水资源的紧张和环保要求的逐步提高，磁处理器的应用再度得到人们的青睐。

主要应用于工业与民用给水系统、石油开采、农业灌溉和医学等领域。

对于磁处理阻垢机理的研究，至今尚未形成统一的理论基础。

通常用来解释的有洛仑磁力说、晶体结构变化说、磁致胶体效应说、共振说等等。

尽管如此，磁处理的阻垢功效确已被人们广泛认可。

所以说，磁处理阻垢技术是实践应用超前理论研究的一个十分典型例子。

由于溶液的结垢过程（实际上是一个由晶核生成和晶体的长大两过程构成的结晶动力学过程）与溶液的过饱和度、离子类型、温度、处理场强度咀及器壁的理化性质等因素有关，而各个地方的水样有极大的差别，在现场应用中往往做不到针对具体情况优化参数，使用最佳的磁化器，使得磁处理技术的应用效果不稳定，有时甚至出现负效应，影响了这项技术的推广应用。

电磁除垢参数的实验研究

Fig. 2
图 2 电磁转换 Structure of electro-magnetic conversion
1.3 水管中磁场分布横截面为 xy 平面，坐标原点取水管纵向为 z 轴，位于水管横截面中心，缠绕的导线可以看作是线密度 In 为的圆柱面电流，其中 I， n， l 分别为导线的电流、 l 缠绕圈数和导线缠绕区沿水管方向的长度．可以计 In 算得到电流为 dz 的电流环在水管缠绕区中心线处 l 的磁感应强度 B1（r）．设 r , r ' 分别代表水管区中目标点和线圈上源点的矢量坐标， θ 代表目标点与 z 轴的夹角， φ ' 为源点
在工业生产过程中，水是最重要的热交换介质，受热面和传热面的结垢就成为热交换工艺中困扰设备正常运行的主要问题之一．由于化学除垢的局限性，物理防垢、除垢成为研究的热点 [1—4] ．物理方法除垢，常见的有电磁、永磁、强磁、高频、静电等多种形式的除垢仪．其中，电磁除垢采用“宽频波”技术，使得电磁波在设定频率范围内的各个频率点持续恒定，没有变频间隙，因此完全没有漏处理部分，使得流经的水受到完全处理，宽频电磁波频率覆盖不同水质、变化条件（硬度、温度、黏度、压力、 pH、流速、气压、矿物质含量等）的水分子自然频率，保证了对
控制模块是整个设计的关键部分，利用它产生频率可调的方波信号．光电耦合器起隔离作用，驱动器模块部分采用了场效应管并联形式，电路的总电流是各并联支路的电流叠加，可以产生足够的电流，同时增加电路输出功率，这样可以满足磁场强度的要求，因为根据麦克斯韦方程，磁场强度与交变电流直接相关．电磁转换部分的主要作用是用导线产生交变电磁场，根据电磁感应原理，流经它的交变电流将产生交变的磁场．导线相当于电感缠绕在水管上，从而在水管中产生交变的磁场，如图 2 所示．

高频电场磁化水在防垢、杀菌方面的研究

收稿日期:1997-07-28　作者崔凤磊,1967年生,毕业于东北电力学院应用化学系,现为山东电力高等专科学校讲师。

高频电场磁化水在防垢、杀菌方面的研究山东电力高等专科学校(山东泰安,271000) 崔凤磊摘要　阐述了水经过高频电磁场后,改变了水分子间的缔合状态,减少了水垢的形成,杀死了水中大量的细菌,对循环水有较好的防垢、杀菌效果。

关键词　高频电磁场　除垢率　杀菌率水处理技术,有离子交换、蒸馏、膜处理等方法,它们能较彻底除去水中阴、阳离子,达到防止结垢的目的。

而有些低压、低温设备,只须达到防止结垢即可,且投资愈省愈好,此类水处理无须采用以上方法。

静电和磁场在低温低压水处理上有广泛的应用,据报道,它们在防垢、杀菌方面有一定的效果,且设备费用和运行费用都较低。

但目前报导的是它们各自单独使用方面的效果,如两者同时作用于水又如何呢?我们研究了高频电磁场在防垢、杀菌方面的效果。

高频电磁场是集高频、电磁场于一身,是由电子电路产生的高频电磁振荡在固定的两极间形成一定强度的高频电磁场,水通过高频电磁场时,水分子作为偶极子被不断反复极化而产生扭曲、变形、反转、振动,且与外加电磁场共振使其分子运动加强,从而使原来缔合形成的各种综合链状、团状大分子(H 2O )n 解离成单个水分子,最后形成比较稳定的双水分子(H 2O )2,增加了水的活性,改变了水分子与其它离子的结合状态,使CaCO 3晶体析出的时间拖后,并以细小的颗粒析出,而不形成坚硬的水垢。

细菌在高频电场作用下,细胞壁和细胞膜受到严重的损伤,不能在水中继续生存、繁殖,而达到杀菌目的。

1　实验装置实验装置由高频电磁场发生器、绝缘内筒、正图1　高频电场磁化水装置极、外筒、绝缘层组成,内筒有正极,外筒接负极,见图1。

2　实验2.1　实验条件高频电磁场发生器产生6M Hz 的频率,600V 的电场,平均场强为300V /cm ,作用时间为0.5s ,室温21℃,设备输出功率为15W 。

磁化水阻垢技术研究

磁化水阻垢技术研究摘要：磁化水是在水流经某个具有磁力的区域时，受到该处磁场作用，将水磁化而形成的磁化水。

未经处理的水容易在烧制时出现水垢，水垢长期不处理会造成管道阻塞，疏通管道需要浪费大量时间，对工程进度有一定影响。

因此，水垢处理问题在现代工业行业中是非常困难的工作，不仅要市场处理水流经过的管道、锅炉等，水垢还会损害管道的使用质量，缩短管道使用寿命。

相关技术人员思考如何从根源上预防或减少水垢产生，避免由于水垢给各大工业设备造成损伤，间接造成经济损失，经研究发现水流经过磁场后所产生的水垢明显减少并能达到阻垢的目的。

本文主要对磁化水阻垢技术有深入研究，并研究磁化水阻垢技术的远离和工作流程。

关键词：磁化水；阻垢技术；技术研究磁化水阻垢技术属于用物理方法处理循环水，是指当水流经一定强度的磁场后，水的性质和组成发生了相应的变化，这些变化能使得磁化水具有阻垢功能，同时还不会对所流经的管道和设备有损伤，有助于延长设备使用寿命。

因此，磁化水在现代工业中具有非常广泛的应用。

由于磁化水阻垢技术不需要添加任何化学药剂，对环境不会有任何污染，并且磁化水所流经的磁场属于课可循环利用设施，有助于节约资源，减少投资，再加上用磁场处理水的操作过程简便，对操作人员技能要求较低。

由此可见，磁化水阻垢技术在现代工业中占据非常重要的地位。

1磁化阻垢技术现状1.1水流经过磁场后水的性质发生改变水在流经磁场后其性质发生了改变，改变的部分性质对于阻垢有一定帮助，这个研究中所用的水大多是工业用水，以及某些经过加工的水。

对经过磁化后的磁化水性质进行评测和检验，发现以下几点磁化水的特质：第一，磁化水相比普通水在自身性质方面发生了一些改变，例如，磁化水的导电性比普通水导电性大，但是在同一海拔高度的水的沸点普通水较高等[1]。

第二，水经过磁化后的PH值也在一定程度上发生了改变，水的酸性有所降低，某些实验中也会发现水的碱性降低现象，并且同样体积的水和磁化水相比，磁化水所能溶解的盐较多。

磁场、超声场、高压静电场抑垢阻垢研究进展

磁场、超声场、高压静电场抑垢阻垢研究进展目录一、内容概述 (2)二、磁场抑垢阻垢研究 (3)1. 磁场对水中钙镁离子作用机制 (4)1.1 磁场影响水分子结构 (5)1.2 磁场对钙镁离子分布影响 (6)2. 磁场处理技术与方法 (8)2.1 静态磁场处理 (9)2.2 动态磁场处理 (10)2.3 复合磁场处理 (11)三、超声场抑垢阻垢研究 (12)1. 超声场作用机理 (13)1.1 超声波振动效应 (15)1.2 超声波空化效应 (16)1.3 超声波化学效应 (17)2. 超声场处理技术与方法 (18)2.1 单频超声处理 (19)2.2 多频超声处理 (20)2.3 超声联合其他技术处理 (21)四、高压静电场抑垢阻垢研究 (22)1. 高压静电场作用机制 (23)1.1 电场对水中离子分布影响 (24)1.2 电场诱导结晶作用 (25)2. 高压静电场处理技术与方法 (26)2.1 直接高压静电场处理 (28)2.2 脉冲高压静电场处理 (29)2.3 电场联合其他技术处理 (30)五、各种方法比较与综合分析 (31)一、内容概述本文主要探讨了磁场、超声场及高压静电场在抑制和阻止水垢形成方面的研究进展。

水垢问题在许多工业领域如冷却水系统、锅炉和热交换器等中普遍存在，严重影响设备的运行效率和寿命。

寻求有效的抑垢阻垢技术具有重要的实际意义，物理场技术，特别是磁场、超声场和高压静电场的应用，为这一问题的解决提供了新的思路和方法。

磁场作为一种非侵入性的物理手段，在抑垢阻垢领域具有广泛的应用前景。

磁场可以通过改变水分子结构，影响水中的离子分布和迁移，从而达到抑制垢盐沉积的目的。

磁场还能促进水体的对流和混合，有利于减缓水垢的形成。

超声场技术通过产生超声波，利用其特有的声场效应对水质产生影响。

超声波可以有效地打破水中的微小气泡和悬浮颗粒，使其不易聚集形成水垢。

超声波还能改变水的物理化学性质，如降低水的表面张力，增加水的溶解能力，从而抑制水垢的形成。

磁场防垢的原理以及应用

磁场防垢的原理以及应用1. 磁场防垢的原理磁场防垢是一种利用磁场的力作用于水中的颗粒物质，防止其附着在管道壁面上形成垢层的技术。

其原理主要包括以下几点：•磁场的作用力：磁场中的颗粒物质受到磁场力的作用，在流动时会发生微小的偏移，从而无法附着在管道壁面上。

这是磁场防垢的基本原理。

•磁场的改变结构：磁场可以改变水中颗粒物质的结构，使其变得不容易附着在壁面上，从而降低垢层的形成。

•磁场的破碎作用：磁场可以破碎已经形成的垢层，将其细微的颗粒物质彻底分散在水中，从而减少垢层对管道的堵塞。

2. 磁场防垢的应用磁场防垢技术广泛应用于各种工业领域的水处理系统中，包括但不限于以下几个方面：2.1. 锅炉水处理在锅炉系统中，磁场防垢可以有效防止水中的碳酸钙、硅酸盐等物质在加热过程中形成硬水垢。

这样可以保持锅炉的高效运行，减少能源消耗，延长锅炉的使用寿命。

2.2. 冷却水处理在冷却水系统中，磁场防垢可以防止水中的颗粒物质附着在冷却设备的管道壁面上，从而降低冷却效果。

这样可以提高冷却系统的效率，减少能源消耗，延长设备的使用寿命。

2.3. 循环水处理在循环水系统中，磁场防垢可以降低水中的颗粒物质对管道的堵塞，减少维护清洗工作的频率，提高系统的运行效率。

2.4. 饮用水处理在饮用水处理中，磁场防垢可以减少水中的颗粒物质，提高水质的纯净度，保证饮用水的安全性。

2.5. 其他工业领域的应用磁场防垢技术还可以应用于其他工业领域，如造纸、石化、食品加工等，用于处理相应工艺中的水质问题。

3. 磁场防垢的优势和局限性磁场防垢技术相比传统的化学防垢技术具有以下优势：•环保节能：磁场防垢不需要使用化学物质，无二次污染，对环境友好，并且可以减少能源的消耗。

•维护成本低：磁场防垢不需要频繁的清洗和维护，减少了维护成本和工作量。

然而，磁场防垢技术也存在一些局限性：•适用性有限：磁场防垢对水质的适应性有一定限制，对于一些特殊的水质问题可能无法达到预期效果。

管道除垢防垢研究

管线电磁防垢除垢系统研究摘要：在工业生产中，污垢的存在会影响设施的正常运转，给生产生活带来一定的损失和影响。

传统的除垢方法会存在环境污染、效果差成本高等特点。

本文阐述了管线污垢形成的原理，影响因素并在此基础上利用单片机等工具，设计出了利用电磁场作用来达到管线除垢防垢目的。

该装置运用单片机产生扫频方波信号，再利用H电桥驱动产生电磁场，在电磁场作用下，结垢粒子受到电场和磁场作用会产生振动，当粒子固有频率和电磁场频率相同产生共振，污垢沉积量就会减少。

通过实践证明，电磁场除垢能够有效防止污垢在管壁上的沉积，保证了管线的正常运行，降低了对生产生活的影响程度，除垢防垢效果明显，是一种成本低、无污染的除垢方法，具有较好的应用前景。

关键字：环境；管线；电磁场；共振；除垢The research of pipeline electromagnetic anti-fouling systemsAbstract: In industrial production, the presence of dirt can affect the normal operation of the facility, certain losses and consequences for production and living. Traditional descaling methods there are environmental pollution, poor results cost higher.This paper describes the principle of line fouling formation, influencing factors and based on the use of single-chip computer tools such as design using electromagnetic fields to achieve the prevention and removal of pipeline scaling purposes. The device using monolithic integrated circuit frequency square-wave signal, again using h-bridge driver generate electromagnetic fields, in the presence of electromagnetic fields, scale particles are affected by the electric field and magnetic field to vibrate when the particles equal to the natural frequency and the frequency of the electromagnetic field resonance, dirt deposits will be reduced.Through practice, electromagnetic cleaning can help prevent dirt deposits on the pipe wall to ensure the normal operation of the pipeline, reducing the impact of production and life, obviously, is a low cost, no pollution of anti-scaling method has good prospects.Keywords: The environment; Pipeline; Electromagnetic field; Resonance; Scale remova目录1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.1.1 污垢在管道中的危害 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本课题主要研究内容 (3)2 电磁场除垢防垢相关理论 (4)2.1 污垢形成基本理论 (4)2.2 影响因素 (5)2.3 电磁场除垢防垢原理 (6)2.4 电磁场除垢优越性 (6)3 除垢防垢装置设计 (8)3.1 概述 (8)3.2 扫频信号的生成 (8)3.2.1 扫频信号的选择 (8)3.2.2 信号产生方案研究 (8)3.2.3 基于MCS51单片机的设计 (10)3.3 H桥驱动电路 (17)3.4 电磁场产生 (23)4 除垢防垢效果研究 (25)5 总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1 绪论1.1研究背景污垢是一种极为普遍的现象，它的主要成分是碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐类它存在于自然界、日常生活和在输油管道、供暖、供水系统以及热电厂煤灰排放系统等各种工业生产过程，特别是在各种传热过程中由于外界条件的变化，在管道内壁极易形成污垢，影响生产与生活的正常进行。