在循环冷却水系统中，水垢是由过饱和的水溶性组分形成的，水中溶解有各种盐类，如碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等，其中以溶解的碳酸氢盐如Ca(HCO3)2.MgHCO3)2 最不稳定，极容易分解生成碳酸盐，因此，当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时，水流通过换热器表面，特别是温度较高的表面，就会受热分解，其反应如下：

   当循环水通过冷却塔，溶解在水中二氧化碳会逸出，水的PH值升高，此时，碳酸氢盐在碱性条佚下也会发生如下的反应：

   如水中溶有适量的磷酸盐与钙离子时，也将产生磷酸钙的沉淀：

   上述一系列反应中生成的碳酸钙和Ca3(PO4)2等均属难溶解度与一般的盐类还不同，其溶解度不是随温度的升高而加大，而是随着温度的升高而降低。因此，在换热器传热表面上，这些难溶性盐很容易达到过饱和状态而水中结晶析邮，尤其当水流速度小或传热面较粗糙时，这引起结晶沉淀物就会沉积在传热表面上，形成通常所称的水垢，由于这些水垢结晶致密，比较坚硬，又称之为硬垢，常见的水垢成分为：碳酸钙，硫酸钙，磷酸钙，镁盐，硅酸盐。准备判断水质的结垢或腐蚀程度应该根据各种试验结果，在试验之前往往先根据水质及某些运行条件进行计算，作出对结垢或腐蚀倾向的初步判断，以便考虑试验方案，目前的计算方法都是根据水中某些盐类的溶解平衡关系提出的，就是说水中某种盐类达到能够析出的数量，即有结水垢的倾向，如果该盐类在水中能全部溶解，则在金属表面上xx没有水垢作保护层，即有腐蚀倾向。循环冷却水中最易成垢的是碳酸钙，如使用磷系配方的常有磷酸钙垢，某些水质还可能产生硫酸钙，硅酸镁等水垢，故常以这几中盐类分别判断结垢或腐蚀倾向。
    (1)以碳酸盐为主的结垢趋势
        1郎格利尔饱和指数法法
         2赖兹纳稳定指数法
        3极限碳酸盐硬度判断法
        4临界PH值结垢指数法
        5帕科拉兹结垢指数未能
       6经验饱和指数法
      经验饱和指数法
                                  即Is=PH-PHs=0.5---2.5
      式中    Is--------饱和指数
                   PH------水的实际PH值
                  PHs-----水的饱和PH值
        若饱和指数处于0.5---2。5范围内，即该水质不会腐蚀也不会结垢。
         若饱和指数小于0.5，则将会产生腐蚀
         若饱和指数大于0.5，则将会产生结垢。
   (2)磷酸钙垢的判断
     根据磷酸钙在水中溶解和离解的平衡关系，推导出正磷酸根、钙离子和PH值的计算关系式，以此来判断磷酸钼的结垢赵势。
     (3)硫酸钙结垢倾向的判断
          如果循环水中钙、硫酸根离子含量(mg/l)的乘积大于5*10(5次方)则将会产生硫酸钙垢，也有资料认为二者的乘积(均以碳酸钙计)大于1.5*10(5次方)时可能产生硫酸钙垢，
    (4)硅酸镁结垢倾向的判断
        为避免硅酸盐水垢，一般硅酸根离子不宜超过175mg/l，当镁含量大于40mg/l时，应控制Mg与硅酸根的乘积小于15000，Mg以碳酸钙计，单位是 mg/l。
       以上计算方法均有一定的参考价值，也均有其不同程度的局限性，因为以上算法都是以单一盐类来考虑的，实际上水中离子错综平衡、互有影响，并非单一盐，另外，在计算中无法考虑微生物对腐蚀和结垢的影响，但作为初步判断还是可用的，可以在使用中结合考虑其他因素适当修正，应注意的是：以上计算是针对未加药系统的，但系统加入水处理剂之后，使水质的腐蚀或结垢倾向改善，上述方汉对加药系统只作参考。根据设备上垢层状况垢样分析结果，可以大致判断冷却水系统的水冷却器属于腐蚀型、结垢型、污垢型还是良好型。垢样中的各种成分的百分比均反映某种倾向，例如：550摄氏度灼烧失重为污泥因子，反映微生物情况和污泥危害；氧化钙、氧化镁、二氧化碳、五氧化二磷含量可分别表示碳酸盐和磷酸盐垢的数量，三氧化二铁为腐蚀因子，表示腐蚀情况，二氧化硅和三氧化二铝表示原水泥砂沉咱们和预处理情况；三氧化硫表示有无硫酸盐还原菌活动。但是如何根据垢样分析结果来划分类型及等级却是困难的工作，需要有丰富的经验才能科学划分，由于不同的水质条件、药剂配方和水冷却器工况都会影响垢层组分的比例，所以并没有统一的划分标准。
     国内一些工厂参考国我经验，有以下判别方法可供参考。
    (1)根据换热管表观情况、垢厚及孔蚀深度评价水冷却器的等级。
    (2)按垢样的腐蚀因子、结垢因子和污垢因子的比例判别水冷却器或冷却水系统的类型和等级，下表是使用磷系配方及季铵盐剥离剂时的半定量判定规律，有一定参考价值，但还需结结合其他监测手段综合进行判断才能作出更xx的判定。
  
    除此，国外还介绍用垢样中某些成分与SiO2的比值来判别。用CaO/SiO2表示结垢倾向，当大于2时有产生沉积的倾向。用Fe2O3/SiO2表示腐蚀倾向，当小于2 时良好，大于5时腐蚀，2--5时需注意，还有人认为垢样中SiO2小于6%时没有硅垢危害。 微生物是一些细小多为肉眼看不见的单细胞生物，在各种水域、空气、土壤中到处都有它们的存在，徽生物的门类有xx、藻类、xx和原生动物。
　徽生物的生长受下列因素影响：（1）温度（对许多微生物来说，20－－30摄氏度最适宜）（2）光照强度（对藻类发生特别重要）；（3）PH值或酸碱度；（4）溶解氧与溶解硫化物的含量；（5）无机物（二氧化硅、NO2－N、NH4－N、HCO3、Mn,Fe等）的浓度；（6）有机物（COD或BOD）的浓度；（7）循环水的浓缩倍数。上述条件并非所有微生物都需要，每种微生物有着各自不同的要求，而且需要量也有一定的限制浓度，如好气性环境和厌气性环境均各有相应的菌类繁殖，具有哪种倾向的xx发生和生长，决定于介质－－水和土壤中的含氧量和无机物、有机物含量。