2.3内外壁温差产生的热应力

汽包内外壁温差的形成主要是在升温过程，介质不断地对汽包内壁加热，内壁温升快，外壁温升慢，造成内外壁存在温差，使内壁产生压缩应力，外壁产生拉伸应力。应力计算指出，内外壁温差产生的热应力主要是轴向和切向热应力，而且轴向与切向热应力大小相当，控制汽包内外壁热应力的关键是控制升温速度。

3 汽包热应力的控制措施

汽包热应力的控制实质上就是对汽包上下壁、内壁温差进行控制。

在启、停炉过程中，严格控制升温或降温速度，一般规定升温(降温)速度ω值不得超过(1.5-2.0)℃/min，或100℃/h。由于水和蒸汽在饱和状态下温度和压力之间存在一定的对应关系，所以锅炉启动的升压过程也就是升温过程，通常锅炉在启动时以升压速度来控制其温升速度的大小。但在锅炉启动初期应采用更小的升压速度，由于升压初期汽水饱和温度随压力的变化较大(见表1)，此期间更轻易产生较大的壁温差。

图1所示为某台HG-220/100-YM10型锅炉在母管制系统中的冷态启动曲线。从曲线上可以看出：在升压的初始阶段，升压速度很低，在100min内汽压升高仅为0.25MPa。随后锅炉的升压速度逐步有所进步。从图上还可以看出，该锅炉从点火开始直至并汽，总共需要约4.25h。

在升压或降压过程中，若发现汽包上下壁温差超过规定值(50℃)，应减慢升(降)压速度。控制升压速度的主要手段是控制燃料耗量，此外还可以加大旁路阀门的开度进行升压速度控制。启炉时，加强水冷壁下联箱的放水，通过适当放水，用热水替换受热较少的水冷壁及不受热的联箱等部件内的冷水，促使各部位温升均匀，有利于建立正常的水循环，减小汽包壁温差。维持炉膛燃烧稳定，热负荷均匀，并且有一定水平。采用对称投油枪定期切换，或采用多油枪少油量等方法使炉膛热负荷均匀，确保水循环正常。尽量维持较高的给水温度。由于温度低的给水进进汽包，会使下壁温度低，造成上下壁温差大。向汽包补给水时须严密封闭省煤器再循环门，否则，水短路进进汽包造成上下壁温差增大。在有条件的情况下，尽量采用蒸汽加热水冷壁下联箱方法，能加快建立正常水循环。HG-220/100-YM10型锅炉水冷壁下联箱装有加热蒸汽引进管，借助临机抽汽加热锅水，将锅水加热到100℃左右再进行锅炉点火。这样，在锅炉点火以后，水冷壁可以立即开始产汽，大大加快了水循环的建立和稳定。停炉后要避免大量排汽造成降压速度太快，应使汽包缓慢均匀冷却，同时尽量保持汽包高水位。降压后期及停炉后要特别留意控制好汽包水位，尽量避免大量放水、补水使汽包下壁急剧冷却，汽包上下壁温差增大。

在处理“四管”爆漏事故中，尽可能稳定地控制补水量。水冷壁、省煤器爆漏，水位难维持时宜尽快停炉，停炉后可不再向汽包进水。同时停炉后要避免长时间开启烟道挡板造成炉内急剧冷却。

进步设备的检验质量，确保阀门严密。给水门不严密，启、停炉过程中不补水时，给水可能直接经省煤器进进汽包;省煤器再循环门不严密，给水会直接漏进汽包 ，使汽包壁局部温度下降;定期排污门不严密，会破坏水循环，同时停炉中漏流，需要补充更多的给水，造成上下壁温差增大;对空排汽门、事故放水门的严密性差也会造成不良影响。