磁防垢机理简介(采)
磁化水防垢研究综述
磁化水防垢研究综述磁化水防垢研究综述引言水垢是由水中难溶或微溶的无机盐附着在结垢材料表面形成的附着物层。
它会降低热交换能力和反应效率，给日常生活和工农业生产带来严重的危害。
在太阳能行业中，水垢的危害更显严重。
因此，研究如何防止水垢形成具有重大的现实意义。
磁化水是指经磁场处理后的水，也叫磁处理水。
本文主要讨论的是经永久磁铁产生的静磁场磁化的水。
磁化水防垢具有使用方便、经济、无毒和无污染的特点。
磁化水还具有除垢、缓蚀、杀菌等多种功能，是一种很有发展前途的水处理方法。
磁化水防垢的研究磁化水防垢的研究主要涉及水垢种类和形成机理、磁化水的理化特性、影响磁化水防垢的因素以及磁化水防垢机理。
水垢主要分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢和硅酸盐水垢。
不同种类的水垢形成机理不同，需要针对不同种类的水垢采取不同的防垢措施。
磁化水具有磁场效应，会改变水的物理化学特性，如表面张力、溶解度等。
这些改变会影响磁化水防垢的效果。
影响磁化水防垢的因素主要包括磁化强度、水流速度、水温、磁化时间和水质等。
磁化水防垢的机理主要有两种，一种是物理作用，主要是利用磁场对水中的离子进行定向排列，从而防止水垢形成。
另一种是化学作用，主要是利用磁场改变水中离子的活性，使其不易形成水垢。
磁化水防垢的问题目前磁化水防垢研究存在一些问题，主要包括磁化水防垢机理不明确、磁化水防垢效果不稳定、磁化水防垢设备的制造成本高等。
需要进一步研究解决这些问题，提高磁化水防垢的效果和应用范围。
结论本文综述了目前磁化水防垢的研究，包括水垢种类和形成机理、磁化水的理化特性、影响磁化水防垢的因素以及磁化水防垢机理等方面。
同时也总结了目前磁化水防垢研究存在的问题，以期对磁化水防垢的进一步研究有所帮助。
因之一。
此外，磁化水的表面活性剂含量也会发生变化，使其具有更好的分散、润湿和渗透性能[9,12]。
同时，磁化水对植物生长和动物健康也有一定的促进作用，因为它能提高水中微量元素的利用率和吸收能力[8,11]。
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。
循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素分析
循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素分析摘要：这一现象在于工业上循环冷却水一直重复存在而导致的。
为了研究循环水磁防垢除垢作用机理，本篇文章中通过对循环水磁防垢进行分析相关研究，总结了一些磁处理的水理化性质及其变化以及相应的水垢之间的变化等原因；其所处系统能量的内在联系，并结合了影响多方面循环水磁防垢除垢作用机理的原因；对当前循环水磁防垢除垢相关可能出现的不同原因出发；相关工作人员从体系能量的落脚点原因对循环水磁防垢除垢的作用机理以及影响因素进一步作出探讨。
关键词：磁处理水；氢键；活化能；除垢防垢；能量机理循环水磁防垢除垢的作用机理简单的来讲，就是一些水分子经过某些磁场的作用之后，间接的增加了氢键的数量，从而形成更多的水合离子化合物，进而大大减少了水垢的形成，也导致了体系和能量发生了变化，也进一步的增加了本身的活化能性质、促进了水体向软垢的转变。
在这种磁场作用后的能量重新分配的，此外循环水磁防垢除垢作用影响因素众多，我们针对磁处理阻垢效率的因素做出相关讨论。
一、磁处理的研究现状在近几年来有关的工作人员通过研究水的性质，研究磁处理现象对循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素作出了进一步的分析。
相关的工作人员通过实验研究进一步深化了磁处理现象对水的化合性质，通过研究发现了磁场的作用对水的电导率的变化有很大的影响，研究发现随着磁处理的作用时间越长，水体的电导率也相应的变大。
有关工作人员还针对处理形式的方式、方法与对水的理化性质进行分析。
随着磁处理的增长，溶液吸光度也出现了很大程度上的增加。
一些研究也表明在氯化钙溶液当中，随着水分子内结构的影响，对于水分子当中氢键的断裂也有着积极的影响，可见对于此处理现象对水分子结构的变化有着多种多样的影响，因此有关人员需要进一步分析研究。
二、防垢除垢作用机理推断1、磁场作用下水分子结构的变化与体系能量的关系有相关研究表明，经过磁场的作用之后会发生水合离子表面张力下降的现象，因此可以推断出来磁场作用主要是通过对水分子的结构影响来间接影响水表面张力的，同时也进一步的发现了表面张力的变化程度是由于磁场的强度导致的，当磁场的强度普遍的分布在0.3T的时候，水分子的表面张力系数就会达到最大值。
油田常见防垢技术简介
从图可以看出，孔径对合金装置的防垢 效果有较大影响，孔径对合金装置的防垢效
40
果有较大影响。当孔径在(6～8)mm的范围时 ，剩余钙离子浓度和阻垢率大，防垢效果最
20
佳，随着孔径增大，防垢效果变差。 孔径设计还需要考虑节流和压降的问题
4 6 8 10 孔径（mm） 12 14 16
0
。
防垢器
防垢器效果影响因素 (2)多元合金防垢片片间距离对防垢效果影响
防垢器
防垢器 其他类型的防垢器
激光防垢器
电磁防垢器
量子管防垢器 超声波防垢器
谢
谢
油田常见防垢技术简介
目 录
一、结垢概述
二、结垢机理 三、常见防垢技术 四、防垢剂 五、防垢器
结
垢
结垢：是硬水中溶解的钙、镁碳酸氢盐等受热分解，析出沉淀
物，渐渐积累附着在容器、管道上。在油田开采中会混杂一些腐蚀 产物、油腻垢、泥沙等杂质。
结
垢
结垢的类型
水垢
油泥垢
腐蚀垢
难溶或微溶盐类，具有 固定的晶格，单纯的水 垢较坚硬致密。常见的 有：碳酸钙、硫酸钙、 硫酸钡、镁盐等。
时越易出现紊流状态。
பைடு நூலகம்
防垢器
防垢器效果影响因素
(4)温度对防垢效果影响
从图中可以看出，随着温度的增加，合 金阻垢率呈上下波动趋势，但变化均较 小，阻垢率基本稳定在69.68%左右。
防垢器 防垢器在油井中应用
油井多元合金防垢器连接在Y接头以下管柱 上，产液流经油管进入到油井多元合金防垢 器，在电泵的吸入作用下，产液经内筒上的 长孔进入到内筒与连接套之间的环空，与防 垢芯子充分接触后再通过上接头上的斜孔流 出，进而进入到泵吸入口，泵举升至地面。
油田防垢研究进展
很难生物降解成对 环境 无害 的终产 物。所 以 ， 们研究 和 开发 人 了新 的物理防垢方 法 ， 以替代 运行 费用高 、 理难 度大 、 易造 管 容 成 二 次 污 染 的 化 学 方 法 。 物 理 法 防 垢 是 通 过 某 种 作 用 阻 止 无 机 盐 沉 积 于 系 统 壁 上 ， 时 允 许 无 机 盐 在 溶 液 中 形 成 晶核 甚 至 结 同
ＢＡｏ ｈ ｎ —ｌ ｎ Ｃｅ ｏ ｇｔ
，
Ｊ ｅ ， ｉｇ－ ｉｎ４ Ｙ Ｎ ｈ ｕ— ａ ｇ ， Ｈ Ｎ ｈ Ｉ ｉ ＨＵ Ｐｎ ｊ ｇ ， Ａ Ｇ Ｚ ｏ ｙ ｎ ： Ｃ Ｅ Ｇ Ｚ Ｌ５ ａ
（ ｔｒ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅｒｎ ，Ｓ ｕｈ ｅ ｔＰ ｔ ｌｕ Ｕｎｖ ｒｉ １Ｍａｅｉ ｓＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ｏ ｔｗ ｓ ｅｒ ｅ ｍ ｉｅｓｔ ａ ｏ ｙ，Ｓｃ ｕ ｎ Ｃ ｅ ｇ ｕ６ ０ ０ ｉｈ ａ ｈ ｎ ｄ １ ５ ０；
（ １西南石 油 大学材料科 学与工程 学 院 ，四川 成都 ６ ０ ０ １５ ０；２ 中国石 油西气 东输华 中输 气分 公 司 ， 湖 北 武 汉 ４ ０ ７ ；３青 海油 田采 油一厂 采 油研 究所 ，青海 海 西 ８ ６ ０ ；４ 中石 油渤 海钻探 ， ３０４ １４ ０ 河 北 河 间 ０２６ ６ ４ ５；５华北石 油 管理局 工程 公 司 ，新 疆 库 尔勒 ８ １０ ４ ６ ０； ６渤 海钻探 工程 院华 北分 院油 田化 学 室，天津 ０ ２ ５ ） ６ ５ ２
国内外应用最广泛 的是阻垢剂 Ｊ 即通过在溶液 中加入 阻垢 ，
剂来 达 到 预 防结 垢 的 目的 。 阻垢 剂 是 一类 化 学 药 品 的 总 称 ， 过 通 它的加入可 以防止污垢的形成 。其作用机理有 ： 鳌合增溶作用 、 低 剂 量效 应 、 晶格 畸 变 作用 、 聚和 分散 作 用 ， 电斥 力作 用 。 凝 静
钕铁硼的除垢防垢工作原理
钕铁硼的除垢防垢工作原理由磁铁的特性决定的如果按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物体,磁化物体产生电场,电场互相作用产生力的作用. 物质大都是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由原子核和电子组成的。
在原子内部，电子不停地自转，并绕原子核旋转。
电子的这两种运动都会产生磁性。
但是在大多数物质中，电子运动的方向各不相同、杂乱无章，磁效应相互抵消。
因此，大多数物质在正常情况下，并不呈现磁性。
因为磁性是物质的基本属性之一，所有的物质都是磁介质。
分为三种：1.顺磁性物质，这种物质在磁场作用下产生与外磁场相同的附加磁场，大部分物质都属于此类，2.抗磁性物质，这种物质在磁场作用下产生与外磁场相反的附加磁场，象铜和惰性气体等。
3.铁磁性物质，这种物质在磁场作用下产生与外磁场相同的强烈的附加磁场，例如，铁钴镍等。
铁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质有所不同，它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来，形成一个自发磁化区，这种自发磁化区就叫磁畴。
铁磁类物质磁化后，内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来，使磁性加强，就构成磁铁了。
磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程，磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力，铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。
我们就说磁铁有磁性了。
一、钕铁硼的除垢防垢工作原理水通过钕铁硼高强磁化处理后，水分子键同时发生角度和长度的变形，氢键角从105度减小到103度左右，使水的物理化学性质发生系列变化，水的活性和溶解度大大提高，水中的碳酸钙在蒸煮过程中分解生成较低松软的碳酸氢钙，不易在壁上积存，极易被水带走。
另外水的聚合度提高，被溶解的固态物质成为更细的颗粒，粒子细化后，两颗离子间的距离较小，不易凝结在壁上，从而达到除垢的效果。
二、历史上的磁化水磁力是自然界四大基本力之一，我国古代四大发明之一的指南针，就是磁力巧妙应用的例证。
明代医学家李时珍早在五百年前就已发现经磁力处理过的水能够强身健体、治疗多种疾病。
电磁防垢降粘技术讲解
防垢的对比试验
该试验时间为半年，每天记录电磁器前后压力表的读数及加热炉前后 压力表的读数。同时测定水中的钙离子、镁离子、重碳酸根离子、电导及 PH值的变化。
六个月内磁化器前后的压力变化为零，说明设备本身阻力很小，加热 炉前和油水分离器前的压差前期为0.05MPa，后期0.06 MPa ，说明加热炉 以后的管线结垢轻微。
在电磁场中低频极化处理后，没有添加或带走任何东 西，而重新配置现有的分子。低频极化电磁感应圈感应能 量，使得大多数原子自旋在并排平行位置，从而使水垢和 原油中石蜡胶质保持在原流体中不析出，起到防垢防蜡的 目的，且不改变流体物质成分,是目前较为理想的防蜡防 垢方式。
油田开发 中结垢的研究
由于原油中的水含有很高的盐分，引起井内管住、地面管线和设 备结垢严重，成垢的主要因素为Ca、Mg、HCO3、CO3。形成水垢 的主要成分是碳酸钙及氢氧化镁。
本产品为国家专利产品，是我公司与哈尔滨工业大学的应用物理化学 专家合作，对原油组份和结垢机理进行广泛分析研究并取得丰硕成果。 在此基础上根据我国不同油田的油品和水质，研制出适应于不同工况和 要求的电磁防垢降粘器。以适应大庆油田、胜利油田、辽河油田、塔里 木油田、大港和独山子等油田。在各油田经过大量实验、应用，证实具 有良好的防垢降粘效果。因此全国各油田都有广泛的应用意义。
3、使用过程中应保证供电质量，电压应在允许范围 内即±10%以内；
4、对电敏感的人可以感觉到外壳有电，为感应电不 会对人产生危险，可通过接地方式消除；
5、使用过程中应保证连接电缆绝缘良好，确保无触 电及漏电事故发生；
6、电源变流控制器不能进雨水雪等； 7、应定期检查是否工作正常； 8、井口作业时应加以保护以防损坏。
为什么流体流经磁场时成垢离子浓度下降，而且不
变频电磁阻除垢技术
科学技术研究院Academy of Science &Technology 变频电磁防垢技术简介@目录现场应用实例主要技术参数12345技术简介阻除垢原理主要功能特点技术简介3一❖物理法物理法阻除垢技术，主要是指电磁、永磁、高压静电、超声波等技术和相应设备的应用，这些技术使用方便，成本低，无污染，且确实具有除垢防垢的功能。
但由于这类产品往往设定的技术参数是恒定的, 频率和磁场强度也是固定不变的，其效果和作用范围单一，缺乏广谱防垢功能。
❖以普通电磁、强磁技术为例，由于水文地质、气候条件各不相同, 且水质相差悬殊，应用单一频率或固定不变的磁场强度, 面对各种复杂多变的应用场所，常常是效果差异很大，而且效果递减很明显，因此在各油田已减少使用量。
变频磁场能广谱扫频，领振频率涵盖范围广，能引起流体内更多物质微粒共振，可在水体中激发出大量的自由电子，能有效防止管道内壁携带与流体内微粒同性的电荷，同性相斥的原理让垢质微粒不发生聚结沉降，起到了防垢的效果；同时，微小的水分子可以渗透、包围、疏松、溶解、疏松已沉积的老垢，从而起到除垢的效果。
功能特点3二❖广谱扫频，领振频率能引起流体内更多物质微粒共振，让阻除垢的效果更突出；❖不停产在线安装，不影响正常运行；❖适用于金属和非金属多种材质的管道；❖实际运行功率低于300W，节能、环保；❖防爆设计、自动控制、效果恒定、可靠性高。
主要技术参数3三❖输入电压：220V，50Hz❖工作电压：12V±0.5V❖运行功率：15-300W❖防护级别：IP54❖防爆标识：ExdⅡBT4❖环境温度：-45℃～55℃现场应用实例3五1现河采油厂郝现联合站2007.12.11日在胜利油田郝现联合站轻烃生产装置配套的循环水冷却系统，安装TPCG-F150油田管网变频电磁阻除垢装置一台，主要保护两台管壳式换热器，2008.8.3日设备检修时打开换热器未见结垢，除防垢效果十分显著，垢样分析主要为CaCO3。
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。
磁化水处理技术的研究现状及防垢机理
磁化水处理技术的研究现状及防垢机理Ξ磁化水处理技术的研究现状及防垢机理许国凤, 舒福昌, 周双君, 李杨(长江大学化学与环境工程学院, 湖北荆州434023)摘要: 本文简要的介绍了磁场对水溶液物理化学性质的影响, 对水溶液中垢质结晶过程的影响,离子在磁场作用下对磁化效果的影响以及磁化水防垢除垢的机理。
关键词: 磁场; 磁化水处理; 防垢机理; 研究现状在油田的开发、生产、集输过程中, 结垢现象经常发生。
结垢会造成油井及管道堵塞、加热效率降低、输液泵排量减少, 使油井的正常生产能力和油气管线的有效运输能力受到影响, 同时也增加了油田的生产成本。
全球每年用于垢的清洗和结垢引起的热损失方面的资金达百亿美元。
长期以来, 人们对水垢的组成、预防以及水的软化进行了大量的研究, 找到了不同的防垢方法, 归纳起来主要有化学方法和物理方法两大类。
化学方法包括碱沉淀法、投加阻垢剂法和离子交换法等1 。
物理方法包括水电解法、磁化法、超声波法 2 和无线电频率照射法 3 。
这些方法都可以有效防垢阻垢, 目前在油田用得较多的是投加阻垢剂法。
但此法会增加运行成本, 其次由于处理水样的复杂性, 阻垢剂的类别和比例需要随水样而改变, 而且对水质会造成污染。
其中, 物理方法中的磁化法因其投资小、操作简单、无毒无污染, 集防垢、除垢、杀菌、缓蚀等多种功能于一身, 是一种极具发展前景的防垢除垢技术 4 。
本文就磁处理防垢与除垢的研究现状与机理作一简要介绍。
1 磁化水处理的研究现状从1945 年V e rm e r iven 发现用“磁化水”可以减少锅炉水垢的生成, 磁化水处理技术得到广泛的研究和发展。
20 世纪80 年代末至90 年代初, 磁防垢除垢技术先后在我国的大庆、辽河、玉门、华北、新疆、胜利等油田进行了现场实验和应用, 在节能降耗、减少环境污染等方面取得了显著的经济和社会效益。
1. 1 磁场对水溶液物理化学性质的影响大量文献表明, 磁场可以在某种程度上改变水及其溶液的部分物理化学性质, 如电导率、表面张力、胶体颗粒的Φ电位、pH 值等5- 8 , 并直接影响到垢质的形成和生长。
强磁磁化水防垢的原理及相关效应概述
强磁磁化水防垢的原理及相关效应概述Ξ徐中德,刘翠兰,赵 军,解 萍(包头稀土研究院,内蒙古 包头 014030) 摘 要:主要阐述了磁场对水的磁化原理,从而产生防止结垢的机理。
同时对磁场的设计进行了简单的阐述。
并就磁化水对人体的有益作用作了简单介绍。
关键词:强磁;磁化;防垢器磁路设计中图分类号:TU991127 文献标识码:A 文章编号:100420277(2006)0620099203 磁场除垢早在半个世纪前已有定论。
1945年,比利时科学家V erm eiren T首先提出了利用磁处理水能够使锅炉去垢,并获得专利权。
同年,比利时工程师别尔梦林发明了第一台磁水器,这一发明几乎在所有工业发达国家获取了专利。
随着稀土永磁材料的高速发展,国际上的磁化处理应用产品繁多,应用范围日益拓宽。
目前已渗透到冶金、化工、交通运输、环境净化、造纸、制陶、医药、农业等行业部门。
我国磁化处理水的研究开发工作,近年来也有长足的发展。
我国是从1959年开始将磁化水应用于锅炉和冷却水系统中的。
当时使用的永磁体是磁能积较低的铁氧体,这种用铁氧体试制的磁化水处理装置在华北、东北、西北等地区锅炉系统中应用,其效果不太理想。
作为一门科学技术,随着国家对节能工作的重视及应用基础研究工作的积累,必然对应用研究提出新的要求。
在稀土永磁材料的应用领域中,磁处理水无论在人们日常生活保健,还是在工业除垢节能领域又掀起了热潮[1]。
1 对水的认识了解我们生命之源的性质特性,是为了探索磁处理水的机制。
水是一种综合式的液体。
水有很大的分子间力。
极纯的水有微量的电导率,表示有极少量的H+和O H-。
根据北京大学谢文蕙教授磁处理水的机理认为,水在有盐存在的情况下,一个小离子周围水结构模型分为三层:冻结在正离子周围表面的水分子为第一水化层,也称为化学水化层,正离子对第一层水分子有吸电子作用,由这些水分子再与第二层水分子形成氢键,结合成第二水化层,这是结构破坏区,也称物理水化层,高价水离子这一层相当大;第三层是正常的水分子区。
浅谈磁场除垢防垢技术
图
一西
氢氧键由氢原子 和电负性很大 的氧原子共 同形成， 质量较大的 氧原子将强烈吸引它们之 间的共用电子对 ，以至氢原子几乎成为 “ 裸核” 而带正电， 氧原子带 同等的负电荷 ， 如图 １ 所示 。 水分子 ２中 带正电荷 的氢原子被水分子 １中带负电荷的氧原子吸引 ， 最终形成
氢键 ， 如 图 ２所 示【 引 。
科技 创新 与应 用 ｌ ２ ０ １ ４ 年 第８ 期
科 技
彭 辰
（ 西南石 油大学机 电工程学院 ， 四川 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ） 摘 要： 磁处理技术相较于化 学除垢法 ， 具有应 用方便 、 无毒无污染等优点， 在水处理等领域得到 了广泛的应用。 文章 阐述 了磁场 除垢的发展与现状 ， 对其机理进行 了剖析与总结 ， 对 以后磁处理的研究有一定的指导作用。
关键词： 磁场 ； 除垢 防垢 ； 机理 ； 氢键 ； 洛 仑兹 力
１ ９ ４ ５年 Ｖ ｅ ｒ ｍｅ ｉ ｆ ｖ ｅ ｎ 发 现 ，经 磁 处理 后 ，锅 炉 水垢 得 到 抑制 ， 从 此， 该 技 术得 到 人 们 的重 视并 迅 速 发展 。２ ０ 世 纪 后期 ， 我 国 的大庆 、 辽河 、 玉 门等 油 田均 对 磁 处 理 技 术 进行 了现 场 实 验 和 应 用 ， 其 在 减 少环境污染 、 节能降耗等方面都发挥了举足轻重 的作用『 】 １ 。 ２ Ｏ世纪 中期 以 来 ，世 界 上 许 多 国家 相 继开 展 了磁 化 水 理 论 和 应用技术研究 ，其 中前苏联是这一领域起步较早并富有成效的国 家。 我 国自 ８ ０年代初期就开始了这方面的研究工作 ， 并取得了一些 成 果 。比如 ， 水 在磁 场 中以 一 定速 度 沿 垂 直 磁力 线 方 向流 动并 被 磁 化， 其表面张力系数 、 粘度 、 密度 、 电导率 、 ｐ Ｈ值等均发生变化 ； 水在 静态磁化后其光谱特性改变。磁化水技术 已广泛用于锅炉防垢除 垢、 混凝土浇筑 、 煤层和油 田注水增注 、 农作物种植 、 液体雾化 以及 医疗等领域 ， 并取得了一定的成绩［ ２ １ 。 １磁 场 除 防垢 原 理 １ ． １基 本原 理 关 于 磁 防 垢 除垢 机 制 ， 目前 尚没 有统 一 的 权威 性 结 论 ， 看 法 很 不一 致 。 有 一 种 基本 的看 法是 ： 水溶液 ， 本 为大 分 子缔 合 物 ｎ Ｈ ２ ０， 经 磁 场作 用 后 ， 变 成 小 缔 合物 或单 个 分 子 ， 这 样 就 有 助 于 结 垢 物 溶 解
磁场防垢的原理及六种应用
磁场防垢的原理及六种应用1. 磁场防垢的原理磁场防垢是一种利用磁场的作用来防止水垢形成的技术。
磁场防垢的原理基于以下两个方面：1.1 磁场破坏垢的结晶结构水垢主要由钙、镁等离子沉积而成，其结晶结构形成了复杂的晶格。
通过在水流中施加外加磁场，可以破坏水垢的晶格结构，使其难以形成牢固的结晶。
1.2 磁场改变水垢的表面性质磁场可以改变水垢的物理性质，使其表面变得不容易吸附其他离子或物质。
磁场作用下，水垢的表面变得光滑且带有一定的电荷，从而减少了水垢在管道壁上的附着。
2. 六种磁场防垢的应用2.1 锅炉水处理在锅炉中，水垢往往是一个严重的问题，它会降低锅炉的热传导效率，增加能源消耗。
磁场防垢技术可以有效地防止水垢在锅炉内形成，并保持锅炉的高效运行。
2.2 管道防垢磁场防垢技术可应用于各种管道系统，如供水管道、暖通管道等。
通过在管道上安装磁场防垢装置，可有效防止水垢在管道内的沉积，并避免管道堵塞问题的发生。
2.3 温热设备防垢在温热设备中，水垢会严重影响设备的热传导性能，甚至导致设备的故障。
通过利用磁场防垢技术，可以有效预防水垢在设备内的堆积，延长设备的使用寿命。
2.4 汽车发动机防垢汽车发动机冷却系统中的水垢会导致发动机过热，进而影响汽车的性能和使用寿命。
磁场防垢技术可应用于汽车发动机的冷却系统中，有效避免水垢的沉积。
2.5 制冷系统防垢制冷系统中的水垢会降低冷却效果，增加能耗。
通过在制冷系统中采用磁场防垢技术，可以减少水垢的形成，提高冷却效果，降低能耗。
2.6 钢铁冶炼中的水垢防控钢铁冶炼中的水垢问题严重影响生产效率和铁水质量。
通过在冶炼过程中应用磁场防垢技术，可以有效控制水垢的生成，提高生产效率和产品质量。
结论磁场防垢技术在多个领域中有着广泛的应用。
通过破坏水垢的结晶结构和改变其表面性质，磁场防垢技术可以有效地防止水垢的形成并减少管道的堵塞问题。
采用磁场防垢技术，不仅可以提高设备的使用寿命和安全性，降低能耗，还可以提高生产效率和产品质量，对促进可持续发展具有重要意义。
浅谈磁场除垢防垢技术
浅谈磁场除垢防垢技术作者：彭辰来源：《科技创新与应用》2014年第08期摘要：磁处理技术相较于化学除垢法，具有应用方便、无毒无污染等优点，在水处理等领域得到了广泛的应用。
文章阐述了磁场除垢的发展与现状，对其机理进行了剖析与总结，对以后磁处理的研究有一定的指导作用。
关键词：磁场；除垢防垢；机理；氢键；洛仑兹力1945年Vermeriven发现，经磁处理后，锅炉水垢得到抑制，从此，该技术得到人们的重视并迅速发展。
20世纪后期，我国的大庆、辽河、玉门等油田均对磁处理技术进行了现场实验和应用，其在减少环境污染、节能降耗等方面都发挥了举足轻重的作用[1]。
20世纪中期以来，世界上许多国家相继开展了磁化水理论和应用技术研究，其中前苏联是这一领域起步较早并富有成效的国家。
我国自80年代初期就开始了这方面的研究工作，并取得了一些成果。
比如，水在磁场中以一定速度沿垂直磁力线方向流动并被磁化，其表面张力系数、粘度、密度、电导率、pH值等均发生变化；水在静态磁化后其光谱特性改变。
磁化水技术已广泛用于锅炉防垢除垢、混凝土浇筑、煤层和油田注水增注、农作物种植、液体雾化以及医疗等领域，并取得了一定的成绩[2]。
1 磁场除防垢原理1.1 基本原理关于磁防垢除垢机制，目前尚没有统一的权威性结论，看法很不一致。
有一种基本的看法是：水溶液，本为大分子缔合物nH2O，经磁场作用后，变成小缔合物或单个分子，这样就有助于结垢物溶解[3]。
水的表面张力、溶解力、pH值和密度渗透力等性质在磁处理后将发生变化，这些细微的改变，如溶解力、活性和渗透力的上升，会影响镁、钙盐、金属离子化合物的溶解性和结晶过程。
磁处理后，水中会产生若干双水分子，其会使致密的方解石晶体转变为松软、细小的文石晶体，从而更有利于被水流冲走，这就是磁处理技术的防垢作用；同时，这些新产生的双水分子由于体积减小、渗透力增加，更容易进入容器壁与污垢之间的缝隙，利用其与金属材料膨胀率的不同，在动态溶解平衡过程中，使原有的硬垢逐渐松软并脱落，从而达到除垢的效果[4]。
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。
磁铁除水垢的原理
磁铁除水垢的原理
磁铁除水垢的原理
2007-2-14
水垢的产生,是因为自来水水质硬,而磁铁的磁化作用可将水软化,从而杜绝"隐患".可以根据具体情况进行操作.如废旧的收音机扬声器上有个环形磁铁,把它洗干净后放进水壶里烧水,也就是当作水壶的一个配件.即使已生成的水垢,加磁铁后烧过几次水,水垢会自然脱落.也可以在家里的水龙头上做文章,可以把环形磁铁紧套在水笼头上,那么流出的就是软化水,无论用什么器具烧它,都不会产生水垢.这时的磁铁就像一个天然的"除垢器",流过的自来水经过它的磁化处理,就不会产生水垢,而且还有一定的医疗保健作用呢!
用磁铁除水垢小窍门
水壶除垢一般都用酸洗、火烧等方法，虽然奏效，但操作不慎往往会引起很多麻烦。
用磁铁除水垢，既简单又安全。
先找一块磁力较强的磁铁，大小形状不拘，重量以200克为宜，清洗干净，若表面有涂漆层刮除，然后把磁铁直接放入水壶内烧水。
一般使用1周左右，壶内的水垢会脱落，不再结垢。
在水加热的过程中，普通水又变成磁化水，对健康也大有好处。
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一、磁防垢机理（简介）
1、磁场对水的作用
计算机分子动力学模拟实验证实，磁场作用于水可以改变水的内能，随着磁场强度的增加，内能虽起伏式多极值变化，即某种磁场强度下内能改变量大，再增加磁场强度又会减小，继续增大磁场强度达到某种值内能改变又会增大等等。
水内能的改变导致水的表面张力变化、热传导性能变化、离子在水中的迁移速率变化等等一系列物理参数改变。
2、磁场引起的磁化能量改变溶液结晶形态及结晶速度
溶液达到过饱和时，其中的离子（例如Ca++，CO3—等）具有结合成分子的趋势，但必须越过一个势垒才能结合成分子，由液态转化为固态。
一般来说管壁存在的固态颗粒可以帮助离子克服势垒，故通常固化过程是在管壁形成结垢物的晶核，晶粒形成后，离子更易向晶核聚集使晶核生长，这就是结垢容易在管壁形成的原理。
磁化改变了水的内能后，磁化造成水分子及离子的具有磁矩（它们都变成了具备S、N极的小磁体），磁矩间的相互作用会帮助正负离子在过饱和状态下克服势垒迅速在液体内部形成数目巨大的晶核（成为固态分子聚集成晶核），且晶核生长速度较普遍水的速度快。
综合效果是形成的固
态颗粒多而小，并快速地使液体退出过饱和区。
长成的小晶粒小到纳米至微米数量级，与水溶液形成胶体，以稳定的液态流动。
从而使形成的固态物质较少地沉积在管壁上这样可以起到防垢作用。
3、磁防垢的长效原理
磁防垢机理基于使离子结成极细小的固态物与溶液形成胶体一起流动只要溶液遇不到破坏胶体的条件析出物就不再向管壁沉积再度结垢，因此是长效的。
4、磁防垢是环保性措施
磁处理是物理方法，不投入污染环境的化学品。
且结垢长效，无后期再行结垢而污染水处理系统及回注地层的问题，因此是一项环保性措施。
5、磁防垢需要优化参数
磁防垢效果与磁参数密切相关，参数恰当则效果好，否则效果不好，甚至会产生负效果。
而磁优化参数又与具体的被处理水的化学结构及温度、流速等物理参数有关。
要取得优化参数必须经过较复杂的实验研究。
二、在胜利油田东辛采油厂井筒除防垢技术对水井优化参数强磁防垢的研究情况
为解决油套管的结垢问题，采取了防、治相结合的措施。
1、为防治管柱结垢，配套应用了强磁防垢器。
1〉磁防垢机理
改变磁作用条件进行计算得出水内能随磁场条件的变化，结果如图1所示
U /KJmolˉ¹
-37.4
-37.6
-37.8
-38
-38.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 B /T
图1 内能随磁场变化的多极值特征
图1表明，水的内能随磁场的增强具有多极值变化特征，即有的磁条件下内能增大，而有时减小，呈跳跃变化，这说明只有取优化参数才可以使内能发生理想的改变。
实验表明当磁化后水的内能绝对值降低时，则其黏度和表面张力系数降低，溶液的成核速率及晶体的生长速率均将增大。
模拟Ca²+、HCO3-及CO32-的结垢情况，采取优化参数，常温下（25℃），成核速率将增加144﹪，晶体生长速率将增加9﹪；80℃时，将分别增加28﹪和2.5﹪。
由于晶体的成核速率远远大于晶体生长速率，必致使各个晶体最终长成的粒度小，易生成胶体。
磁防垢的作用机理是：磁化促使溶液更易结晶，但结出的晶体数量多，粒度小，形成胶体，致使器壁结晶与沉淀减少，起到防垢作用。
2〉磁防垢参数优化及应用
根据以上理论，对东辛采油厂5口水井的水样进行了磁防垢参数优化，按照每个污水样优化的最佳磁防垢参数制造了磁防垢器。
并于2001年初在井下管柱结垢严重的10口注水井上进行应用，这10口井由于管柱结垢严重，原先每年至少检管2次，自安装防垢器后，截至2001年末，管柱有效期已达10个月以上，且仍有效，如辛11-88井，该井2000年共作业3次，每次作业都发现油管内壁结垢严重，遂更换油管，自2001年2月份安装磁防垢器，一直正常生产，自2001年10月份上作业，起出全井油管，发现油管良好，基本没有结垢现象。
三、优化参数电泵防垢缓蚀器的应用
1、电泵井引进防垢器的原因
电泵作为东辛采油厂原油生产的重要抽吸工艺设备,使用已经有
十几年的历史了,随着电泵井含水的逐步升高,大量油井污水井反注以及施工时对地层污染,同时电泵泵型趋向于小型化,底层水中垢物对抽吸设备的影响越来越突出了.从目前电泵检泵情况看,广利区块底层水矿化度比较高,井下结垢较严重,其他油田不同区块层系电泵井也不同程度存在井下设备结垢问题,电泵井结垢对电泵机组影响主要表现在
以下几个方面:
1分离器吸入口滤网被垢物堵塞,造成泵吸入口吸入阻力增大.
2离心泵叶轮流通表面结垢,减少了流通空间,降低了泵效.
3离心泵叶轮与导叶轮轴承间结垢,造成泵卡,电流高,据统计2001年保修期内由于电泵井结垢造成检电泵5井次,占井况问题总作业次数的8.5﹪.
2000年下半年在比较了多种防垢设备的应用效果后,我们引进了电泵强磁缓蚀防垢器.
2、电泵防垢器原理及选井条件
其作业原理:原油和地层水均为抗磁性物质,它们流经一定形式的磁场后,会被磁化而产生分子磁矩.存在分子磁矩的水分子团的部分氢键被破坏,它们包围正负离子的能力减弱,因此正负离子相结合而生成盐的机会增加,从而容易在液体内部生成细小盐粒晶粒,结果使液化中的离子浓度下降.降低了离子浓度的油或地层水再流经电潜泵时对泵体的侵蚀减轻,在泵体上结晶沉积也减缓,这就同时起到了阻垢和缓蚀的双重作用.
本产品通过使用和改进,复合型强磁防垢器产品更趋成熟,其主要特点是适应性较广,对不同的垢物有防阻作用.
我们制定电泵下防垢器选井条件:
1频繁作业电泵井
2从检电泵作业现场及解剖机组过程看,井下设备结垢严重,已经影响到电泵井的工作寿命.
符合以上两个条件的电泵井优先下防垢器.
防垢施工要求:
1防垢器作业施工时要轻拿轻放,防止碰撞,否则会影响磁性能.
2强磁防垢器两端要加扶正装置.
3、电泵下防垢器具体使用情况及评价
2000年下半年以来,我们主要对符合条件的25口结垢严重的电泵
井检泵时陆续下了防垢器,在作业施工过程中,我们严格要求作业队按产品的使用方法和注意事项认真去做,使产品发挥最好的效果.具体使用及效果统计剪下表.从表1中可以看出,由于每口结垢电泵井的结垢类型不同,影响频繁检泵的主要原因不同,但复合型防垢器在阻垢防垢方面都有效果.每口井结垢情况都有不同程度的减轻.通过检电泵作业现场描述及故障机组解剖等活动,我们看到有些电泵井防垢器的防垢效果是非常好的,例如:Y93-平3 2000.10.20检电泵,12.19因泵吸入口大部分被垢物堵死造成液量低.检电泵,下防垢器后,连续运转到2001.9.11,在检泵时仍没有发现吸入口堵塞现象.C37-39以前检泵频繁,检泵周期2到3个月,2000年9.12提出管柱发现该井结垢较严重,下防垢器后,是该井检泵周期延长一倍还多.
附表1:2000年下半年投入电泵防垢器效果部分统计
⑵强磁防垢缓蚀器在东辛电泵井运用事例(截至2005年4月10日部分井)
1、营93-P3: 2000年10月22日检电泵,参数100方x1700米.2000
年12月9日由于泵结垢,液量低检电泵,下防垢器后生产至2001年9月11日,周期260天,延长205天.
2、永43: 2001年6月25日检电泵,参数320方x1000米,2001年7
月20日由于垢卡及腐蚀造成泵抽断,下防垢器后生产至2003年12月18日周期573天,延长548天.
3、辛50-x74:2001年9月28日新下电泵,参数30方x1800米,2001
年10月13日泵结垢卡,下防垢器生产至2003年8月6日,由于油管漏停,周期657天,延长642天
4、辛136-1:2002年5月9日检电泵,参数60方x1750米,2002年7
月23日由于泵结垢卡,电机烧,下防垢器生产至2003年3月5日,周期222天,延长150天.
5、营72-35:2002年11月2日检电泵,参数100方x1800米.2001
年12月9日由于供液不足,泵结垢,并且腐蚀严重,下防垢器生产参数60方x2000米,至2003年9月16日待产上措施作业,周期275天,延长230天.
6、辛11-160:2004年6约0日新下电泵,参数150方x1600米,2004
年7月18日由于电流高洗井无效上作业,泵结垢卡,下防垢器生产至2005年4月2日由于砂卡电流高,提出机组无垢.周期250天,延长216天.
四、防垢缓蚀器优化参数过程及报告：
1、磁处理水防垢参数优选报告(胜利油田现河采油厂)
2、胜利油田海洋开发公司CB11A-4#原油磁处理防垢参数优化报告
五、优化参数防垢缓蚀器与非优化产品的比较（普通常规产品）如图：
左图右图
左图为优化参数强磁防垢缓蚀器(使用后)右图为常规产品(即非优化产品)
左图产品原用在胜利油田现河采油厂T61-13井,该井1994年共作业三次都因结垢卡泵,检泵周期50天,该井1994年10月26日下优化参数电泵防垢缓蚀器.机组号为博山400方,1996年9月8日因机组烧作业,提出机组未发现结垢,泵盘轴灵活,检泵周期682天.
右图下井不到两个月自身结垢严重,泵因垢卡死,电机被烧.
磁防蜡需取油样、蜡样及区块油分析结果
磁防垢仅需取水样及区块水分析结果（区块几口井水分析报告），主要为了优化磁场的性质（磁程、磁峰、磁场强度、磁场方向），使在使用环境温度下作用予水样，水结垢程度最小。