（一）水垢的形成原因
粘附在冷却水侧管壁表面上的沉积物统称为“水垢”。按沉积物的成分可分为水垢、污垢和粘泥。
水垢是溶于水中的盐类物质。由于温度升高或冷却水在冷却过程中的不断蒸发浓缩，使冷却水中的盐类物质超过其饱和溶解度而结晶析出沉积在金属表面上，因此又叫盐垢，其成分可分为碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碳酸镁、氢氧化锰、硅酸钙等。其中碳酸钙垢最常见，它也是危害最大的“水垢”。
盐类物质在结晶析出沉淀成垢的过程中，夹带着微生物新陈代谢产生的分泌物、微生物残骸、腐蚀产生的含水氧化物、粘土、腐殖物以及凝胶状物质集合体时，其所形成的沉积物即为污垢。
沉淀物中金属盐类物质，其主要成分是微生物的分泌物、残骸、凝胶物质以及有机腐殖质时，所形成的粘浊物就称为粘泥，或称为生物粘泥。
影响“水垢”形成的因素主要由以下几方面：
（1）水质的因素。冷却水的硬度、碱度、悬浮物和含盐量等都会影响垢形成。从硬垢的成分分析来看，钙、镁占主要地位，而污垢中则以泥沙和有机物为最多。从水的酸碱性来看，碱性条件下虽然有利于防止腐蚀，但钙、镁盐类容易从水中析出成垢，胶体杂质在碱性条件下容易混凝沉淀促成污垢，生物污泥在碱性条件下也容易导致产生难以清除的粘垢。
（2）水温的因素。水温高低直接影响着冷却水的结垢过程，水温越高则冷却水产生垢的倾向就越大。因为水温升高会加速重碳酸盐的分解，进而增高了水的PH值；PH值升高则钙、镁盐的溶解度就降低。此外，由于水中的硫酸钙、氢氧化镁、碳酸钙等硬度盐类均为随水温升高而溶解度减小的反溶解度盐，在水温升高时也易于或加速结晶析出沉积。
（3）水流速度的因素。冷却水在管道或热交换器中的流速如果太低或水流分布不均匀形成滞流区和死角，则含于水中的悬浮物或其他固形物就易于沉淀；如果水流速度较大，不仅能用水流将沉积物带走，而且可以利用水流的冲刷作用，将粘附在金属表面上的沉积物剥离下来。为了防止沉积，冷却水在系统中流速要求，在管程式中循环不宜小于0.9m/S，在壳程中循环不应小于0.3m/S。
（4）微生物的因素。微生物新陈代谢过程中分泌出的粘液物与冷却水中的各种污染物粘聚，常形成难以处理的污垢。铁细菌能吸收水中溶解性铁化合物，使铁的化合物如ＦE（OH）3包围在细菌本身细胞的外面，形成不溶性的粘泥状氧化铁沉积物。藻类微生物主要生长在冷却塔内，当被水冲刷后随水流带入热交换器时，遇到细菌分泌的粘液或冷却水中形成的胶体化合物以及冷却水中的各种污染物，就会粘聚结合，形成污垢或粘泥。
（5）腐蚀物的因素。金属腐蚀时，在腐蚀部位的阳极析出铁离子（ＦE2＋），这种铁离子与水中的氢氧根（OH－）离子相结合，生成氢氧化亚铁ＦE（OH）2。氢氧化亚铁能粘聚水中的各种有机或无机污染物，形成污垢。此外，氢氧化亚铁进一步氧化还能生成氢氧化铁ＦE（OH）3沉淀。(www.xing528.com)
（6）热交换器结构的因素。热交换器的结构和水流通道的情况会影响到水流状态和热交换器内的温度分布。一般来说，板式和螺旋式热交换器都会使水流处于湍流状态，使其具有剥离污垢的作用，会减缓结垢过程。但冷却水在管道之间流动时，由于设备内存在着死角，水流速度在这些死角区就要降低或趋近于零，易造成局部温度过高或过热现象，使水中盐类物质结晶析出而沉淀。同时流速降低还会导致污垢物质的沉积。
（7）热交换设备金属材料和表面粗糙度的因素。换热设备金属材料的导热系数越大，壁温就越高，容易使其附近的水中盐类物质析出成垢，附着于壁上。换热设备与水接触的表面越粗糙，水流越缓慢，壁面就越容易沉积垢层。
（二）“水垢”造成的危害
“水垢”所造成的危害主要表现在以下几个方面：
（1）增大了冷却水与制冷剂或空气间热传导过程中的热阻，即降低了热交换器的换热效率；
（2）缩小了管道过水断面，即降低了通水能力，使热交换器的换热效率降低；
（3）增大了水流阻力，使耗能增加，运行费用加大；
（4）促进或直接引起金属腐蚀，缩短了管道或设备的正常使用寿命；
（5）增加检修工作量，缩短了正常运行周期；
（6）增加水处理的药剂用量或降低了药剂的使用效果。
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