冷却水系统中结垢主要是由碳酸钙引起的。碳酸钙饱和指数能够反映水的结垢或腐蚀的倾向,故目前国内外都用来对水定性,作为选择处理措施的参考。有人认为,在直流冷却水系统中,饱和指数(Is)在土(0.25~0.30)范围内可认为是稳定的。在循环冷却水系统中,为了降低钢的腐蚀,有人建议Is在0.75~1.0的范围内。但是另外一种看法是+0.5的饱和指数是令人满意的,大于该值可能会导致过剩的CaCO3沉淀结垢,特别是在温度升主情况下。在采用磷第缓蚀剂高pH法的循环冷却水系统中,CaCO3的饱和指数可以允许到+2.5,而仍能控制CaCO3垢。
虽然饱和指数是一个比较常用的指数,它对原水的性质可以直到定性的预示作用,在一定温度下也可以直到某些控制作用,但是,它也有着如下的局限性。
(1)冷却不流经换热器时进口和出口水温是不同的,那么在计算碳酸钙饱和指数时,如果选用热端温度做依据,控制热端不结垢,饱和指数对许多因素均未考虑进去,只按某一点温度计算其pHs作为控制操作指标是不够全面的。
(2)如果冷却水中含有胶态二氧化硅或有机体(例如藻类),那么CaCO3可能沉淀在胶体或有机体上,而不沉淀在金属表面上。如果情况是这样的话,即使饱和指数是正数,腐蚀仍会发生。
(3)如果络合离子投加到已经处理的水中,例如聚磷酸盐、膦酸盐,它们妨碍了CaCO3沉淀,在这种情况下,饱和指数不能用作判断冷却水腐蚀性或结垢趋势的指标。人们从长期实践中积累的经验证明,按饱和指数控制冷却水的操作是偏保守的。特别是在加有阻垢剂时,甚至还会得出相反的结论。