鍋爐給水中溶有的鈣、鎂鹽類等雜質，在鍋爐運行中，隨爐水濃縮和溫度的升高而析出。析出鈣鎂類雜質，可在鍋爐的受熱面上形成各種不同密度和不同成分的固體附著物，這些固體附著物稱為水垢。
一、水垢的種類
1、堿土金屬垢：包括以鈣為主要成分的垢，如硫酸鈣垢、硅酸鈣垢、碳酸鈣垢等，以鎂為主要成分的，如氫氧化鎂垢、磷酸鎂垢等。
2、鐵垢：包括以鐵為主要成分的垢，有氧化鐵垢、磷酸鹽鐵垢和硅酸鹽鐵垢。
3、鋁垢：是以鋁為主要成分的垢，如硅酸鋁垢。
4、銅垢：是以金屬銅為主要成分的垢。
硫酸鈣垢堅硬而致密，在低壓鍋爐裝置上 ，主要以半水合物或石膏的形式沉淀附著；在鍋爐本體中，以無水化合物的形式沉淀附著。
硅酸鈣垢主要在鍋爐熱負荷較大的受熱面上形成，它沉淀為硅灰石，垢的硬度較大， 導熱性很差，能牢固地粘附在受熱面上。
碳酸鹽垢有著不同的特性，它既可以是堅硬的水垢，又可以是松軟的水渣。當爐水進行微弱蒸發時，碳酸鹽常沉淀成堅硬的結晶狀水垢。 當爐水進行劇烈沸騰時，碳酸鹽又常常沉淀為水渣。
氫氧化鎂和磷酸鎂易粘附在鍋爐壁上，形成二次水垢。
水垢成分中大部分是堿土金屬垢（達90％），還有鐵垢、鋁垢、銅垢等和金屬腐蝕產物及有機物等。
按水垢的形成程序可分為兩種：一是鹽類雜質在受熱面上直接結晶而形成的一次水垢； 一是易粘附在受熱面上的水渣，再次產生二次水垢。水渣分為兩種，除一種水渣易粘附在受熱面上，形成難以用機械方式除去的二次水垢外，還有一種水渣呈流動狀態不易粘附在受熱面上，執行中可按照排污方法將其排出。由此看來，不論是一次水垢，還是二次水垢或水渣的形成過程，都是在一定環境和一定條件下形成的，互相牽連，互相制約，所以不可忽視。
二、水垢的形成
水垢和水渣的形成是一個復雜的物理化學程序， 這個程序分為兩步：步為鹽類雜質由過飽和溶液中析出；第二步為結晶出來的鹽類雜質附著在金屬受熱面上，形成水垢或懸浮在溶液中成為水渣。這個過程的步容易理解，因為鍋爐在運行過程中， 爐水由于受熱而蒸發濃縮，致使鹽類雜質達到溶解極限，即溶度積。如果鹽類陰、陽離子的濃度乘積超過其溶度積，此鹽類雜質便會從過飽和溶液中析出。反之，鹽類將繼續溶解。
在鍋爐運行過程中，水中鹽類超過溶度積的原因有以下三點：
1、鍋爐裝置中水的蒸發濃縮，致使爐水中鹽類雜質濃度升高，逐漸達到過飽和狀態。
2、熱力裝置在加 熱程序中，某些離子發生化學變化而形成一種難溶的化合物，如水加熱到60～70℃以上時，重碳酸根轉變成碳酸根。水的溫度越高，重碳酸根轉變成碳酸根越多，這樣使易溶的重碳酸鹽產生了難溶的碳酸鹽。
3、某種鹽類（如鈣、鎂鹽）的溶解度隨溫度的升高而降低，因此在接近受熱面的水中， 此種鹽類首先應超過溶度積而析出。
步所形成的過飽和狀態溶液很不穩定，開始時是過飽和溶液中發生鹽類結晶核心上，極小的微粒逐漸長大成顆粒，最后形成粗結晶體或絮狀的水垢或水渣。形成水垢或水渣，不僅與鹽類物質的化學成分有關，而且還取決于鹽類雜質和受熱面之間物理化學因素。 如果金屬受熱面粗糙并伴有凸瘤包時，便會成為過飽和溶液產生固態的結晶核。金屬受熱面氧化層有相當大的附著力，它可成為金屬壁與析出結晶沉淀物的粘結中間層。因此，金屬表面粗糙或覆寫一層氧化物時，鹽類雜質沉淀出來將主要成為水垢。 反之，在光潔的受熱金屬面上，則多呈水渣。
三、水垢的危害
水垢直接威脅鍋爐裝置的安全和鍋爐的使用壽命，因為水垢的導熱系數很小。 水垢的導熱系數比金屬的導熱系數小幾百倍。因此，即使在受熱面上形成不太厚的水垢，也會由于熱阻大，使其導熱效率降低，造成熱損失，浪費燃料。實踐證明，鍋爐受熱面結有 1 毫米的水垢，能使煤的消耗增加 1.5 ～2％左右。 由于受熱面上結有水垢，會使金屬管壁局部過熱，當壁溫超過其工作允許極限溫度時，會使管子鼓包，嚴重的會引起鍋爐爆管事故，使人身安全受到威脅。水垢是一種復雜的鹽類，其中含有鹵素離子，在高溫下對鐵有腐蝕作用。通過對鐵質水垢的分析，可知它含鐵量達20～30％左右。水垢侵蝕金屬會使鍋爐內壁變脆，并不斷向鍋爐深處腐蝕。由于清除水垢要停爐、消耗人力、物力，以及造成鍋爐的機械損傷和化學腐蝕。因此，防止水垢和清除水垢是水質處理工作中必須解決的問題。
四、水垢的清除方案
1、機械除垢法：當爐內有水垢或水渣時，停爐后放掉爐石，使鍋爐冷卻，采用水沖洗或用螺旋鋼絲刷清除。 如果水垢很堅硬，可用高壓水射流情洗、電力或水力帶動的清管器來清洗。 此方法只適用于清洗鋼管，不適用于清洗銅管，因為清管器容易將銅管損傷。
2、常規水垢化學除垢法：根據設備的材質，選用RT-820鍋爐除垢清洗劑或RT-828系列安全強力除垢清洗劑，一般控制溶液濃度為5 ～ 20％，也可根據水垢的厚度來確定。清洗完畢，先放出廢液，再用清水沖洗，然后將水加滿，并加入水容量 3 ％左右的RT-306鈍化劑，浸泡煮沸 0.5 ～ 1 小時，放出殘液后，再用清水沖洗一兩次即可。
3、特殊水垢化學除垢法：對于硫酸鹽和硅酸鹽水垢、硫酸鹽和硅酸鹽的混合水垢，選用RT-832特殊水垢預處理清洗劑，一般控制溶液濃度為2～5％，也可根據水垢的厚度來確定。清洗可不升壓長時間煮爐，一般不少于 24-48 小時，清洗后要立即沖掉水渣泥渣。對于結垢程度嚴重的設備，此方法不能使水垢徹底溶解除去，而是使水垢軟化泥化，需開啟鍋爐再用常規化學清洗方法或機械方法清除泥渣，否則泥渣重新硬化，難以清除。

4、難溶性硫酸鹽水垢化學除垢法：對于以硫酸鹽為主的水垢，選用RT-848難溶性水垢清洗劑，可以常溫下噴淋或浸泡除垢，清洗時間一般不少于5-48 小時，可根據水垢的厚度來確定。清洗之后用清水沖洗即可，清洗劑的用量一般情況下約為1公斤的水垢需要清洗劑1-2公斤。系統容量較大時可適當稀釋1～2倍使用。
五、工程師建議
根據調查總結和所得的結論，提出以下建議，以便更好地進行生產和保護有限資源。
1、經常清除水垢，保持鍋爐熱能的高傳導性。
2、對進入鍋爐內部的原水進行水質處理，使有害化學成分在進入鍋爐之前加以去除。  

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