摘要：分析了管線的主要結垢點，并探討管線防垢方向。根據終點的壓力降低是管線結垢最直接的變化這一特性，可以在管線結垢初期采取措施。分析表明，只有找到管線的主要結垢點和在結垢初期進行治理，才能降低能耗的損失。

　　關鍵詞：結垢危害,防垢設想

　　自把水作為熱交換介質之日起，受熱表面和傳熱表面的結垢就成為熱交換工藝中主要困擾問題之一。結垢會造成管線的腐蝕，縮短了管線的使用壽命，影響生產井的正常運轉，會降低整個系統的流量和效率。查閱相關資料，水溫在50℃時開始結垢，60℃時結垢速度加快，同時水溫度上升速度加快，到95℃時結垢轉趨于平緩，在流速越緩的地方結垢程度越大。椐科學測算，每結1mm的水垢，就白白浪費8%的熱量。而目前廣泛采用的方式，還是按照垢結到一定程度以后才進行清洗和維護。在這個結垢過程中，不知有多少能源不知不覺被浪費掉，而且結垢也會造成管線的腐蝕，縮短了管線的使用壽命，因此只有找到管線的主要結垢點和在結垢初期進行治理，才能降低能耗的損失。

　　1查找管線的主要結垢點

　　(1)當液體流經彎頭、閘門等局部裝置時，因為液體的邊界條件發生了突然變化，流速的大小和方向被迫改變，因此在液流中產生漩渦等現象，由于液體都存在一定的粘滯性，在這種性質的作用下，液體質點間發生劇烈的磨擦、碰撞和動量交換，因而對液流形成阻力，在低流速、向心力及管線內壁的粗糙度三者作用下，液體中雜質和CaCo3成分被大量甩出，聚集在流速最低的地方并形成水垢，因此彎頭及閘門等局部裝置是主要結垢點之一。

　　(2)對于站間摻水管線而言，出口處由于溫度偏高，根據CaCo3成分溫度越高析出越多的特點，于是出口處結垢相對嚴重，且液體攜帶的結垢源為一定量，在出口處析出后，在溫降較小的情況下，其他部位的結垢程度要遠小于出口處。

　　為查找主要結垢段，2007年利用某計量間摻水壓力偏低的時機進行確認，該計量間在中轉站摻水壓力1.8MPa的情況下，到達計量間壓力只有0.9Mpa，分別在中轉站外輸口、50m、100m、200m和中間位置400m分別割口觀察結垢情況，管線投產于1998年。見表1。由表1可知，結垢最嚴重的部位為距離出口處200m以內。

　　2管線防垢方向探討

　　2.1適當改變管線連接彎頭的直徑

　　通過查閱“彎頭局部阻力系數ζ”數據表可知，彎頭直徑增加與縮短，局部阻力系數ζ的增加值為0.02左右。

　　根據連續性方程：

　　直徑增加后，流速、局部水頭損失、壓強數值在原有的基礎上均有不同程度的降低，當液體流經此處時，會有充分緩沖時間，結垢源的分離更加徹底，此處的結垢程度會較以往更加嚴重，而且彎頭的出口處由于管徑縮小，對于降低的流速起到了一個提速作用，因此液體在流經彎頭時是一個減速-提速的過程。由于彎頭直徑的增加，在短期內不會影響各類生產，但是以消耗大量能量為代價的。直徑減少后，根據式公式可知，流速等數值均有不同程度的上升，目前生產在用為標準鑄鐵90°彎頭，由于彎頭的這種特殊性液體在流經此處時，將分兩次進行提速，這樣造成截面后的壓強下降較大，不利于正常生產。

　　2.2增加站間摻水管線直線距離的流速

　　實踐表明，流速越大，可使垢結晶還在懸浮狀態來不及沉積到管壁上之前就被液流帶走，而且隨著流速的增加，剪切力也相應的增加，對管壁的沖刷能力增大，還可以將沉積在管壁上的雜質沖擊下來。這樣在管線的直線范圍內加裝類似于提速器的裝置，可以將主要結垢段后移，最佳后移點為單井管線，由于單井的產液、管線管徑、走向、長度不盡相同，因此個別井將結垢嚴重，但處理單井管線結垢的費用要遠小于站間管線的消耗。

　　根據連續性方程 ①可知：節流前流速ν與截面A的乘積與節流后的流速ν1與截面A1的乘積相等，因此改變截面A是可以提高液體流速，同時要保證截面前后的壓強差較小。

　　通過計算得出直徑比D/d≤1.15時，截面前后壓力損耗在0.1MPa左右，平均流速增加0.45m/s，而截面前后的流量沒有變化，因此適當的改變管徑增加液體流速方法是可行的。

　　2.3利用摻水壓力的變化判斷管線結垢程度

　　管線結垢最直接的變化是終點的壓力降低，我們可以根據這一特性可以在管線結垢初期采取措施，減少不必要的人力、物力損耗。管線結垢后，由于各段的結垢程度不盡相同，因此各段的管徑縮小率也不相同，這就類似于工程中常用的測量流量的串聯管路，同樣利用以上的數據及公式，通過計算，當末端壓力下降超過0.25MPa以上時，管線已經結垢且部分段管徑由106 mm縮至82mm，如此時不進行處理，隨著管徑的不斷縮小，流速的不斷增加，當流速達到3m/s以上，管徑75mm以下時，將造成管線末端流量減少，平均降幅在0.001m3/s以上，日影響水量為86.4 m3，這將嚴重影響油井的摻水、熱洗工作，同時也會造成處理的難度增加。

　　3結束語

　　站間管線的鋪設盡可能采取直線方式，降低拐點次數;若不可避免的使用彎頭，應適當延長兩彎頭間的管線距離，并適當增加彎頭直徑，可以減緩管線的結垢速度;適當的改變直線距離管徑增加流速可以將主要結垢段后移;利用管線末端壓力變化可以及時掌握管線的結垢程度。

　　參考文獻：

　　[1] 高蔭桐.油井的防蠟和清蠟[M].北京：石油工業出版社，1991