传热设备的清洗除垢和防垢技术

一、概述 结垢过程是污垢沉积物在传热表面上形成的过程。污垢的导热性差,是钢的1/30～1/50,因而会严重影响传热设备的效率。国外统计表明,0.8mm厚的污垢会使燃烧消耗增加4％。常减压蒸馏装置原油预热系统结垢会给炼油厂带来巨大经济损失。一座500×10.41/a蒸馏装置若原油换后温度下降10℃,仅燃烧损失费用就可达50万美元/年。污垢还会引起垢下腐蚀和传热管堵塞,如某化工厂的SO_2-SO_3外部热交换器,每年每台计备需更换传热管6000m,耗费大量资金。     

凝汽器防垢除垢技术在火力发电厂中的应用

本文简要地分析几种常见的电站凝汽器防垢除垢应用技术，并对近年来新开发的先进的防垢除垢研究和应用技术进行了分类介绍。     

抑制高温地热流体碳酸钙结垢的复配阻垢剂研究

地热水结垢问题严重制约着地热能作为非碳可再生清洁能源的高效开发和利用,研究高效、环保和绿色阻垢剂对解决地热能利用过程中的结垢问题具有重要现实意义。选择常见的四种绿色阻垢剂[水解聚马来酸酐（HPMA）、聚天冬氨酸（PASP）、聚环氧琥珀酸（PESA）、聚丙烯酸（PAA）]进行复配实验,并对复配阻垢剂的阻垢性能进行研究,采用钙离子络合滴定法测定阻垢率。在80℃条件下,HPMA、PASP、PAA在最佳体积比（HPMA∶PASP∶PAA=1∶1∶4）下的阻垢率可达97%,高于单组分阻垢剂;温度高于100℃时阻垢率有所下降,但在210℃高温条件下,该复配阻垢剂的阻垢率仍可达93%;可用于抑制高温地热流体的碳酸钙结垢,具有工业推广应用前景。     

螺旋纽带自动除垢防垢和强化传热技术的原理及应用

受到凝汽器结构、循环水水质和流速等因素影响,凝汽器铜管水侧形成污垢,致使凝汽器传热性能下降、真空降低。安装在凝汽器铜管内的螺旋纽带装置利用循环水的自身流动驱动纽带自动旋转和径向摆动,使水旋涡运动不断冲刷管壁产生强烈扰动和径向混合,基本消除了层流边界层,实现了自动除垢防垢和强化传热,达到汽轮机组节能、降耗、增效的目的。     

超声波防垢除垢装置在热媒／原油换热器中的应用

介绍超声波防垢除垢技术的特点及其工作机理,阐述该超声波脉冲防垢除垢装置在原油长输管道系统中的实际应用情况和监测数据,并对其进行了经济分析和效果评价。实践证明,该装置使用5个月后,热夥原油换热器的换热效率提高了6％左右。     

超声波防除垢技术在油田加热炉上的应用分析

对超声波防除垢技术进行了实验区试验以及现场应用试验,结果表明,应用超声波防除垢技术实现加热炉在线防除垢,达到加热炉清洁、长周期运行的目的。使用超声波防除垢装置后单台加热炉年可节约燃料费、停炉清洗费、换管费以及人工费等费用约32万元,经济效益和社会效益显著。     

地热系统碳酸钙垢形成原因及定量化评价

碳酸钙垢是我国喜马拉雅构造带高温地热系统开发利用面临的主要问题之一,其直接原因是流体中Ca²⁺和CO₃^2- 的活度积大于当前温度下的平衡常数,通常与pH值增大有关。导致pH值增大的过程包括井筒内的沸腾作用促进CO₂脱气,套管腐蚀消耗质子,流体上升过程中的减压作用以及其他气体的侵入导致的CO₂逃逸,主控因素是沸腾作用。本文建立了一套系统评价地热流体结垢趋势、位置和规模的方法。首先基于地热流体经历的地球化学过程（如沸腾、混合、结垢等）,利用井口或者泉口样品的数据和地球化学程序重建储层流体的化学组分;利用水文地球化学模拟程序或者雷兹诺指数,计算碳酸钙的饱和指数,评价其发生结垢的趋势。其次利用井径测井或者井筒模拟和地球化学模拟,定量给出发生结垢的深度及范围。此外,储层和井口流体Ca²⁺ 浓度差异和平衡模拟方法以及碳酸钙结垢厚度评价方法可用于定量计算一定开采时间内的结垢量,其结果与实际情况具有可比性;对于川西某结垢地热井,48 h内的结垢量达151 ~ 300 kg或结垢厚度为1 ~ 3 cm。碳酸钙形成原因分析和定量化评价可为下一步的防垢或者除垢设计提供科学依据。     

四川地热流体水文地球化学及同位素特征简析

四川省范围内有沉积盆地型和隆起山地型两类地热资源,共划分五个地热区。从五个区采取的205组水样的水文地球化学特征及184组2H、18O和61组14C特征分析显示,四川省各地热区地热流体基本来自于大气降水补给,地热流体的水文地球化学和同位素特征与其所属的热储类型和热储开放性有关。盆地型热储主要为岩溶层状热储,山地型热储主要是变质岩为主的裂隙带状热储和层状带状复合型热储。盆地型热储开放性较山地型弱,地热流体矿化度和理疗元素含量均比山地型高,易形成深埋藏的卤水,地下水平均径流时间较山地型长。本研究可为四川省地热资源未来的开发利用规划提供参考。     

地热流体的腐蚀与结垢控制现状

在地热发电或直接利用过程中,与地热流体（液体或蒸汽）接触的设备、管道或管件存在着腐蚀和结垢现象,往往成为地热开发利用的技术瓶颈。因此,开展地热流体的腐蚀与结垢控制技术研究至关重要。本文主要分析了近年来国内外在地热流体的腐蚀和结垢控制方面的研究进展,包括选材、涂层、流体预处理、化学添加剂等控制方法,并提出了进一步的研究方向,包括全面的地热流体腐蚀结垢趋势预测及地球化学模拟,结垢机理研究,涂层和基底的结合力和耐久性研究,阴极保护以及复合控制方法开发等。     

地热资源的开发利用及可持续发展

地热资源作为一种新型能源矿产,具有分布广泛、易于开发等特点,其利用方式主要有地热发电和地热直接利用两种.我国具有良好的地热资源条件,主要为中低温地热资源.据计算,我国12个主要沉积盆地的地热可开采资源量为7500×1018J,相当于2560×108t标煤.当前,我国地热资源利用方式主要以供暖、洗浴、种植等直接利用为主;地热发电发展缓慢,主要分布在西藏;利用热泵技术开发地热资源得到了快速发展;油区地热资源的开发利用也取得了良好的经济和社会效益.但同时我国地热资源产业也面临着一些问题,包括大部分地区尚未开展地热资源勘查评价,影响了地热资源规划的制订及地热产业的发展;防腐、防垢技术还需要进一步加强研究;地热回灌率普遍过低;增强型地热系统研究有待加强等.为了促进地热资源的可持续发展,建议在加大地热资源勘查力度的同时,应以浅层地温能和热水型地热资源为主,发挥热泵技术的优势,开展地热资源的综合利用及梯级利用;重视和加快油气区地热资源的利用;在西藏等适宜地区加大高温地热能发电利用;集中全国优势技术力量,在一两个有利区域开展增强型地热系统技术探索;此外,走回灌开发道路是地热资源开发利用的必然选择.     

水文地球化学模拟技术在康定某高温地热井结垢研究中的应用

结垢是地热流体开采过程中经常面临的重要问题之一。本文运用水文地球化学模拟技术,对康定某高温地热井结垢问题进行了分析研究。研究结果表明,该地热井在开采过程中随着地热流体温度、pH值、压力、氧化还原环境等条件变化,发生严重的结垢现象,主要结垢物类型为碳酸盐类垢物,其次为金属铁类垢物,而硅酸盐类垢物和硫酸盐类垢物较少或没有,与实际相吻合。该方法可以通过水化学指标分析结垢物种类、结垢趋势,为地热资源合理开发利用提供理论依据。     

从欧洲地热发展看我国地热开发利用问题

近年来,欧洲地热资源的开发利用取得了迅速的发展。我国地热能的开发利用与欧洲相比具有诸多的相似性。因此,欧洲地热利用的发展经验对我国地热开发利用具有重要的借鉴意义。本文介绍了欧洲地热开发利用的现状和趋势,分析总结了欧洲地热利用的发展模式,并针对我国地热的开发现状和存在的问题,提出了促进我国地热利用发展的对策和建议。     

Current Geothermal Energy Potential in Turkey and Use of Geothermal Energy

Turkey is the seventh-richest country in the world in geothermal potential. The first geothermal researches and investigations in Turkey started by the Turkey Mineral Research and Exploration Institute (MTA) in the 1960s. Upon this, 170 geothermal fields have been discovered by MTA, in which 95% of them are low-medium enthalpy fields, which are suitable mostly for direct-use applications. The overall geothermal potential in Turkey is about 38,000 MW. Of this potential, around 88% is appropriate for thermal use (temperature less than 473 K) and the remainder is appropriate for electricity production (temperature more than 473 K). Turkey has extended its involvement in geothermal energy projects, supported by loans from the Ministry of Environment, and geothermal energy is expected to increase substantially in the coming years. Overall, Turkey has an estimated 4,500 MW of geothermal power production potential.     

中国地热发电开发现状与前景

回顾了我国地热发电的发展历程，应该克服“技术上可行、经济上不可行”的“历史性的偏见”。地热发电技术成熟，虽投资成本稍高．但可以替代和节省常规能源，减少污染和二氧化碳排放；再从国际原油价格大幅波动，最高时已接近每桶150美元来看。肯定是有竞争力的。我国藏滇地热带有高温地热资源分布，可用于地热蒸汽发电；中低温地下热水中温度较高者可以先发电，再将排水作综合利用。我国已开始增强型地热系统这一领域的研究工作。     

地热流体在井筒中的流动及碳酸钙结垢过程模拟

以地热井筒流动和碳酸钙结垢过程为研究对象,建立了地热流体从井底到井口流动过程中的质量、能量以及压降数学模型并进行了求解。通过数学模型计算了质量流量和井口压力对应的关系;模拟分析了温度、压力、干度和CO₂分压沿井筒不同位置的变化情况;总结了井口干度、温度、压力和CO₂分压随热储压力、温度、流量、CO₂含量以及井壁粗糙度的变化规律;分析了结垢位置、结垢厚度以及结垢延续长度对井口压力的影响。结果表明,通过数学模型可以对井筒内的流动进行模拟,确定不同截面上的参数变化情况,并可进一步推导热储的特性变化情况。