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在锅炉、冷却塔、热交换器和几乎所有利用水来加热或冷却的应用中，结垢（以碳酸钙和其它矿物形式）都是个主要问题。

在工业生产过程中，因为水便宜而且容易获得，水经常被用作热量转移的载体。生产过程中产生的热量通过一个热交换装置（热交换器、冷凝器等）转移到冷却水中，然后通过水在冷却塔中蒸发而将热量散发到自然界中。本来处于平衡状态的水，在热交换器表面改变了条件，很容易结晶沉积，变成水垢，成为工业生产的危害。

1.水垢是隔热的，会降低热交换系数： 1 mm厚的水垢降低热交换达70%。设计师通常将制冷能力增加5~20%的余量，来补偿结垢带来的热交换损失。这样会增加额外的能量消耗。

2.同时1 mm厚的水垢能够增加额外7.5%的能耗，1.5 mm厚增加15%，7 mm厚增加能耗超过70%。

3.堵塞热交换器、冷冻机、泵、管道和阀门：从而增加水的压力、减少水的流量、导致泄漏、甚至造成的不可挽回的损坏。

4.水垢给微生物提供保护，给微生物提供繁殖的温床。水垢导致生物污染和垢下腐蚀。

由于人工去垢不太现实，因此通常需要采用化学方法来去垢。化学药品成本高，处理起来较危险，需要储存空间，且也不环保。同时遗留了如何有效控制化学品这一令人恐惧的问题。化学方法还有待于后续详细考证，生态方面的关注也进一步限制了它们的使用。此外，即使是进行化学处理后，许多系统仍要求定期酸洗或机械清洗。使用酸除垢或清洗，对管道和设备会有损害，因为事实上，酸在清洗过程中也洗去了部分金属，减少了系统的寿命。

水垢的种类

   （一）碱土金属垢：包括以钙为主要成分的垢，如硫酸钙垢、硅酸钙垢、碳酸钙垢等，以镁为主要成分的，如氢氧化镁垢、磷酸镁垢等。

   （二）铁垢：包括以铁为主要成分的垢，有氧化铁垢、磷酸盐铁垢和硅酸盐铁垢。

   （三）铝垢：是以铝为主要成分的垢，如硅酸铝垢。

   （四）铜垢：是以金属铜为主要成分的垢。

   硫酸钙垢坚硬而致密，在低压锅炉设备上（如省煤气中），主要以半水合物或石膏的形式沉淀附着；在锅炉本体中，以无水化合物的形式沉淀附着。

   硅酸钙垢主要在锅炉热负荷较大的受热面上形成，它沉淀为硅灰石，垢的硬度较大，导热性很差，能牢固地粘附在受热面上。

   碳酸盐垢有着不同的特性，它既可以是坚硬的水垢，又可以是松软的水渣。当炉水进行微弱蒸发时，碳酸盐常沉淀成坚硬的结晶状水垢。当炉水进行剧烈沸腾时，碳酸盐又常常沉淀为水渣。

   氢氧化镁和磷酸镁易粘附在锅炉壁上，形成二次水垢。

水垢的危害

   水垢直接威胁锅炉设备的安全和锅炉的使用寿命，因为水垢的导热系数很小。表1是几种不同水垢的平均导热系数。

   从表中可看出，水垢的导热系数比金属的导热系数小几百倍。因此，即使在受热面上形成不太厚的水垢，也会由于热阻大，使其导热效率降低，造成热损失，浪费燃料。实践证明，锅炉受热面结有1毫米的水垢，能使煤的消耗增加1.5～２％左右。由于受热面上结有水垢，会使金属管壁局部过热，当壁温超过其工作允许极限温度时，会使管子鼓包，严重的会引起锅炉爆管事故，使人身安全受到威胁。

   水垢是一种复杂的盐类，其中含有卤素离子，在高温下对铁有腐蚀作用。通过对铁质水垢的分析，可知它含铁量达２０～３０％左右。水垢侵蚀金属会使锅炉内壁变脆，并不断向锅炉深处腐蚀。

   由于清除水垢要停炉、消耗人力、物力，以及造成锅炉的机械损伤和化学腐蚀。因此，防止水垢和清除水垢是水质处理工作中必须解决的问题。