水垢和水渣的形成是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，這個過程分為兩步：第一步為鹽類雜質(zhì)由過飽和溶液中析出；第二步為結(jié)晶出來的鹽類雜質(zhì)附著在金屬受熱面上，形成水垢或懸浮在溶液中成為水渣。

    這個過程的第一步容易理解，因為鍋爐在運(yùn)行過程中，爐水由于受熱而蒸發(fā)濃縮，致使鹽類雜質(zhì)達(dá)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(zhì)便會從過飽和溶液中析出。反之，鹽類將繼續(xù)溶解。

    在鍋爐運(yùn)行過程中，水中鹽類超過溶度積的原因有以下三點：

    （一）鍋爐設(shè)備中水的蒸發(fā)濃縮，致使?fàn)t水中鹽類雜質(zhì)濃度升高，組建達(dá)到過飽和狀態(tài)。

    （二）熱力設(shè)備在加熱過程中，某些離子發(fā)生化學(xué)變化而形成一種難溶的化合物，如水加熱到６０～７０攝氏度以上時，重碳酸根轉(zhuǎn)變成碳酸根。水的溫度越高，重碳酸根轉(zhuǎn)變成碳酸根越多，這樣使易溶的重碳酸鹽生成了難溶的碳酸鹽。

    （三）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(yīng)超過溶度積而析出。

    第一步所形成的過飽和狀態(tài)溶液很不穩(wěn)定，開始時是治安過飽和溶液中發(fā)生鹽類結(jié)晶核心上，極小的微粒逐漸長大成顆粒，最后形成粗結(jié)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(zhì)的化學(xué)成分有關(guān)，而且還取決于鹽類雜質(zhì)和受熱面之間物理化學(xué)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(chǎn)生固態(tài)的結(jié)晶核。金屬受熱面氧化層有相當(dāng)大的附著力，它可成為金屬壁與析出結(jié)晶沉淀物的粘結(jié)中間層。因此，金屬表面粗糙或覆蓋一層氧化物時，鹽類雜質(zhì)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。