一、锅炉水垢的形成原因
自从在锅炉运行中把水作为热交换工质之日起，受热表面和传热表面的结垢就成为热交换工艺中主要困扰问题之一。200余年来，人们对锅炉水垢的垢种、成垢的原因已有充分研究，推出了各种防垢技术，在防垢的同时发展了清洗技术，作为保持受热面和传热表面的辅助手段。
在受热面与传热面表上沉积的附着物层均可称为水垢。引起水垢的主要原因有：
1、锅炉给水的杂质进入锅炉后，经过不断的蒸发和浓缩，使锅炉给水中盐类的浓度不断地增大，达到饱和或过饱和程度，就会在锅炉金属表面析出的沉淀物。
2、随着锅炉内水温的升高，某些盐类的溶解度与温度成反比，这些盐类在温度升高时，溶解度急剧下降开形成结垢。
3、不同的盐类相互作用或受热分解，生成难以溶解的化合物。
锅炉在连续给水，连续蒸发的过程中，纯净的水变成蒸汽由锅炉送出，使炉内水中的盐类物质不断浓缩，含量不断升高。在锅炉给水含盐程度达到饱和状态或过饱和状态时，盐类物质就会从水中析出，生成固态沉淀物。它们一部分粘附在热负荷较大的受热面上，形成坚硬或松软的水垢，另一部分则悬浮在炉水中，随炉水循环而流动。当受热面处水循环不良、流速较低时，则沉积在受热面上形成二次水垢，或者沉积于流速本来就不高的锅筒、集箱下部，形成泥垢，随定期排污而排出炉外。
因此，水垢的产生，除与锅炉给水中杂质的成分和含量有关外，很大程度还取决与锅炉的运行状态。水的蒸发强度越大，循环速率越高，就越容易生成容易被水循环破坏的疏松沉淀物，可以减少水垢在锅炉蒸发面上集结的数量。与此相反，蒸发强度越小，循环速率越低，就越容易在锅炉蒸发面上结成水垢。
二、锅炉水垢的危害
锅炉水垢主要有以下危害：
1、恶化传热
锅炉受热面的传热特性对锅炉的运行有非常密切的关系。而锅炉水垢都发生在受热面，而且受热温度高、沸腾越强烈的受热面越容易产生水垢。锅炉运行实践及各种资料均表明，水垢对锅炉的危害，主要是因为它的导热性。当锅炉受热面管子结水垢后，锅炉效率将明显下降。锅炉均匀结水垢1mm，可使效率下降5%，且增加了燃料消耗。
2、降低锅炉效率
由于水垢导热系数很小，因此它的导热热阻相当于受热面金属导热热阻的6~1000倍，几乎和受热面两侧的换热热阻在同一个数量级，其对锅炉受热面的传热影响是相当严重的。
锅炉结垢后，其总传热系统将下降，要保持锅炉与未结垢时同样的出力，即保持其传热量不变，只有增加受热面的温压，这样势必增加锅炉的排烟热损失。同时，由于烟气温度升高，炉墙的散热损失也会增加，这样也增加了锅炉散热效率，锅炉效率下降。另一方面，当水垢厚度增加时，水垢的导热热阻增加，受热面的总传热系统下降，如果保持烟气的温度不变，蒸汽的品质不变（即蒸汽或热水的温度不变）势必造成锅炉的总传热量下降，这一方面导致锅炉的出力下降，满足不了设计的要求，影响了生产工艺，同时由于锅炉的有效热下降，也降低了锅炉的效率。
3、缩短锅炉的使用寿命，危害锅炉安全运行
钢材的力学强度随着温度的升高而降低。锅炉受热面上产生水垢后，由于水垢处于锅炉受热面的水（或蒸汽）侧，使该侧的热阻增加，这样就会造成金属管壁得不到管内工质的良好冷却，而金属管壁外的烟气温度往往处于1000℃以上的高温加热状态，这样加速了金属的高温腐蚀过程，使金属管壁加快变薄。在高温条件的作用下，金属强度会加快降低。当低碳钢钢材过315℃时，其机械应力即达到屈服点，如果超过450℃，钢材即产生蠕变，导致钢材的局部过热、变形、鼓泡、破裂、甚至爆破，使锅炉被迫停止运行。
蒸发受面清洁无垢的管子不容易产生腐蚀。当结有水垢时，某些离子在水垢下水局部浓缩可达正常炉水浓度的上万倍。如果炉水的PH值为10，当炉水有游离氢氧化钠时，局部浓缩的结果可使垢下浓缩液的PH值达14，在炉水的饱和温度下，受热面管子将产生强烈的碱腐蚀。如果炉水的PH值为8，当有游离酸进入时，可使垢下的炉水浓缩液PH值低达4左右，发生酸腐蚀。因此，如果受热面管子结水垢，当水质偏离规范时，锅炉可产生碱腐蚀或酸腐蚀。
4、影响锅炉运行中的水动力特性
锅炉受热面内壁结垢后，不仅使锅炉管内的流通截面减小，还会因为锅炉受热面结垢的不均匀性及粗糙度较大，流动阻力较大的原因，对锅炉内水或蒸汽的流动将会产生一定的影响，严重时将严重偏离设计时的水动力特性，甚至导致事故。
5、增大检修量，浪费工时、原料，危及工人安全
由于水垢的生成，需要定期清理水垢或处理事故，运行周期缩短，检修时间增加，随之带来原料、工时的浪费。在水垢的清理过程中，检修人员不但要接确化学药品（如盐酸等），给检修人员带来不安全因素。同时，检修人员有时不得不钻进锅炉内部进行清除操作，增加了工人的劳动强度，也对工人的健康和安全带来不利的影响。
6、增加了对大气的污染
由于水垢降低了锅炉的效率，就等同于增加了锅炉对环保的压力。实际上，由于水垢的生成，锅炉的效率下降，导致排烟热损失和锅炉散热损失的增加。要达到同样的锅炉出力，只能增加燃料的消耗量。由此，同一台锅炉将会排放更多的CO2、SOx、NOx、粉尘以及其他有害物质，使大气受到更加严重的污染。
