水垢是如何形成的？

水垢主要是因锅炉给水中所含钙、镁等的盐类受热后析出并粘结于金属表面而形成。水垢的导热系数很小，约为普通钢材的2～5%，水垢结于锅炉受热面上，会大大恶化传热效果，影响锅炉效率；容易使金属材料因局部过热而烧坏。

对人体的危害主要是如果人们不慎饮用了水垢碎片，进入胃中与盐酸反应会释放出钙镁离子和二氧化碳。钙镁离子是结石形成的必要物质；二氧化碳会使人胀气，难受；胃溃疡病人还可能发生胃穿孔的风险。

水不断受热蒸发浓缩，致使水中的钙镁盐类浓度增大，当超过它们的浓度时，使从水中析出形成沉淀物。

锅炉给水中含有一定量的钙、镁离子及其他重金属离子，锅炉运行期间，钙、镁等离子吸收热量，会与溶解在水中的二氧化碳发生化学反应，生成难溶物质析出。

水垢清除方法：

1、机械法除垢。机械法除垢即利用各种铲、削工具或专门的铣管器直接从锅炉壁上清除水垢，近年来利用高压水射流除垢得到广泛的应用。机械法除垢操作简单，易于实行，但是这种方法劳动强度大，清除不彻底，增加传热面的粗糙度，所以锅炉清洗通常以化学法为主。

2、化学法除垢碱洗法碱洗法就是根据实际情况，将不同品种、不同浓度的碱液注入锅炉，然后在一定的压力下加热进行除垢。在实际中主要采用酸洗法除垢。 酸洗法以盐酸为主，盐酸能与水垢的组分如钙、镁碳酸盐及氢氧化物起作用，生成易溶于水的盐和挥发物。虽然酸洗可以除去水垢，但也对金属有腐蚀性，所以在酸洗过程中需加入缓蚀剂以阻止或减缓对金属的腐蚀。常见的缓蚀剂有乌洛托品、若定等。

主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，还可能含有一定量的碳酸氢镁——

　　天然水中一般都含有少量的钙离子和镁离子，还含有少量碳酸氢根离子。将天然的水加热煮沸，由于碳酸氢钙和碳酸氢镁热分解温度低于100摄氏度，碳酸氢钙会分解成碳酸钙、二氧化碳和水，碳酸氢镁也会分解成碳酸镁、二氧化碳和水。但是，长时间煮沸，碳酸镁会跟水反应，部分或全部转化成氢氧化镁。这是因为，氢氧化镁比碳酸镁的溶解度更小，不断加热，生成更难溶的氢氧化镁，有利于碳酸镁的水解。碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁都是溶解度很小的物质，会从水中析出，形成沉淀。形成的沉淀通常带有部分结晶水，还含有少量其他金属离子。综上所述，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，还可能含有一定量的碳酸氢镁。

　　烧开水的锅炉要定期除去水垢，因为水垢影响传热，水垢过多，还可能因局部受热不均匀引起锅炉爆炸。水瓶胆中的水垢也影响水瓶的保温性能。由于醋酸的酸性比碳酸的酸性强，在家庭中，可以用醋除去水垢。

　　自然界的水大多加热后都会产生该类物质，严格的讲单纯是水垢对人体是有危害，但是绝对是属于人体能够接受的，不会造成什么具体的伤害。但长时间结下的水垢其中包含许多沉淀物，并伴有烧水容器内所产生的微量金属元素，包括铅锌砷等重金属，是对人体有害的，但不会像某些净水器广告说的那样危言耸听！长时间使用长时间不清理的水壶是有害的，经常清理水壶也就没什么大问题，用食醋就可以了！

l

1、水垢的主要成分有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁等。

2、水垢（Water scale）俗称“水锈、水碱”，是指硬水煮沸后所含矿质附着在容器（如锅、壶等）内逐渐形成的白色块状或粉末状的物质，主要成分有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁等。水垢的导热能力很差，如果锅炉内形成的水垢过厚则会导致锅炉效率降低，重则会引起锅炉爆管造成锅炉事故。

醋酸

Mg（OH)2+2CH3COOH====(CH3COO)2Mg+2H2O

CaCO3+2CH3COOH=====(CH3COO)2Ca+CO2+H2O

再用（ 水 ）冲洗

2Al+6CH3COOH===2(CH3COO)3Al+3H2

（一） 形成水垢

在锅炉金属受热面上一旦形成水垢时。对锅炉的危害有以下四个方面。

（1） 导致锅炉受热面的损失，降低锅炉使用寿命。由于受热面上形成的水垢的

导热系数比钢铁的导热系数小的多。因此，当炉管管壁有水垢时，传热面的传热变坏。此时炉管从火焰，烟气吸收的热量不能很好地传递给水，从而使受热面金属过热，金属强度下降，致使管壁鼓包或出现裂缝，以至爆管。

此外，管壁内有水垢后，还会减小受热管内流速截面，增加管内水循环的流动阻力。

（2） 降低热效率，增加煤耗量或降低锅炉出力。这是由于水垢的导热性差，使

受热面的传热变坏，排烟温度升高和排烟热量损耗增加，从而增加煤耗，

降低热效率；或者降低锅炉压力。因炉膛燃烧空间一定，要想增加燃料消

耗予以保住额定的蒸发量是不可能的。

（3） 增加化学清洗次数，多消耗化学清洗药剂等。

（4） 由于锅水中杂质能在沉积物下浓缩，导致金属腐蚀。

（二） 导致锅炉金属腐蚀

锅水中游离氢氧化钠过高或锅水PH低，又含有较多中性盐等情况下，会导致锅炉金属腐蚀，水中含有较多腐蚀产物，又会导致水冷壁管沉积物下的腐蚀。

（三） 易使蒸汽品质恶化

由于锅水中存在杂质，当锅水不断蒸发，浓缩时，锅水含盐量浓度逐渐增加，锅水的表面含盐量很高的水滴不断被蒸发带出，从而发生汽水共腾现象，结果污染蒸汽，使蒸汽品质恶化。压力较高的锅炉，锅水中的某些成分，如硅，会选择性地溶解在蒸汽中，使蒸汽中的杂质含量大量增加而引起过热管及汽轮机积盐。

锅炉水垢的危害

椐科学测算,锅炉内壁每结一毫米的水垢,就白白烧掉8%的煤炭而目前广泛采用的传统习惯的锅炉燃煤方式,还是按照锅炉水垢结到一定程度以后才进行清洗和维护甚至水垢结到4—5毫米厚,发生爆管现象才进行清洗,在这个结垢过程中,不知有多少煤炭不知不觉被浪费掉,锅炉也受到不同程度的损坏,而目前普遍人们现在认为这是正常的锅炉燃烧方式,

水垢的性质因水垢的种类而异，对锅炉工作影响大的是水垢的导热系数及硬度等物理性质，水垢的导热系数是表示水垢传导热量多少快慢的系数，直接影响锅炉的传热效果和金属壁温，影响锅炉的安全性和经济性；水垢的硬度是指水垢的坚硬程度，关系着锅炉结垢后是否易于清除，清除水垢是否需要花费较高的代价，是否损坏锅炉，对锅炉的安全经济运行也有重要影响。

常见水垢的导热系数和坚硬程度表：

水垢种类 碳酸盐 硫酸盐水垢 硅酸盐垢 油 垢

导热系数λ（W/m•k） 058～582 058～233 006～023 012

坚硬程度 随析出场所而异 坚硬 密实 坚硬 坚硬

普通碳钢在常温下的导热系数为465 W/m•k,各种水垢的导热系数小意味着水垢层传热性能差,传热阻力大。因而结垢对锅炉工作的危害是：

一、浪费燃料，降低锅炉的热效率

由传热学所知，通过固体壁面传热量的多少取决于：

1、壁面两边的温度差

壁面两边的温度差越大，传热量就越大。由火焰通过金属壁面向水蒸汽。传热时，火焰温度越高，水和蒸汽的温度越低，壁面两边的温差越大，传递的热量越多。

2、传热壁面面积的大小

壁面面积越大，传递热量越多，壁面面积越小，传递热量越少。

3、导热系数与壁厚的比值

壁面导热系数截面越大，壁厚越小，其比值就越大，相应地传递热量就越多；壁面导热系数越小，壁厚越大，其比值越小，相应的传热量就越少。

当锅炉受热面结垢时，本来通过金属壁面传递热量变成了金属层和垢层两层壁传递热量，此时传热面积变化不大，如果壁面两边的温差也变化不大的话，由于垢层导热系数非常小，传热壁面加厚，使得阻力，大大增加，传热量明显降低。即使垢层仅有1mm厚即会明显地降低产气量，增高排烟温度，造成能源浪费。

在沉积水垢的情况下，为了保持原有的蒸发量和蒸汽（热水）参数，就得多烧燃料以提高火焰和烟气温度，这部分多投入的燃料就是因结垢而造成的燃料损失。据粗略估算，受热面结1mm水垢，热效率下降5%，锅炉浪费燃料8%。

二、提高结垢部位金属壁的温度

金属结垢后就会过热，金属会出现蠕伸、变型、鼓包，严重时发生过热暴管。

水垢层是位于金属壁面和受热介质—水气之间的，由于水垢层导热系数小，有显著的隔热作用，结垢后大幅度提高金属壁面的温度。据估算，对蒸发受热面，沉积水垢的炉胆常会过热塌陷，沉积水垢的受热锅壳（锅筒）常会过热鼓包，沉积水垢的受热面管子则常会过热暴管。

三、影响介质流动

蒸发受热面管子结垢后，由于吸热量减少，流通截面减少，流动阻力增大，对锅炉的循环造成不利的影响。结垢严重的时甚至堵塞管子，影响介质流动，无法清除时只好将锅炉报废。

四、造成经济浪费

沉积水垢即使有法清除，需要大量的人力、物力、财力。造成经济浪费，垢对金属的改变，影响寿命引发锅炉爆炸事件。

五、影响系统散热

在众多的生活供暖系统、给水温度、回水温度及散热面积均符合国家规定标准，诸多的原因是系统管路结垢影响了流量，或者是散热器结垢阻碍了散热。