進(jìn)入鍋爐的水具有一定的溫度,水進(jìn)入汽包后首先與汽包下部接觸,如果水溫低于汽包壁溫,則容易導(dǎo)致汽包下壁以及下壁的內(nèi)壁先降溫,從而使汽包上壁溫度高、下壁溫度低,內(nèi)壁溫度低、外壁溫度高,這種現(xiàn)象常在機(jī)組溫態(tài)、熱態(tài)或極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)發(fā)生。如果水溫高于汽包的壁溫,則汽包下壁以及下壁的內(nèi)壁先升溫,這樣則使汽包上壁溫度低、下壁溫度高,內(nèi)壁溫度高、外壁溫度低。
點(diǎn)火升壓階段,隨著壓力的升高,爐水和蒸汽的溫度也隨之升高,汽包的下半部被爐水加熱,而上半部被蒸汽加熱,雖然爐水溫度和蒸汽溫度在升溫過(guò)程中基本相同,但是由于蒸汽的放熱系數(shù)比水的放熱系數(shù)大2~3倍,所以上部汽包壁的溫升要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于下部汽包壁的溫升,升壓速度越快,產(chǎn)生的壁溫差就越大。另外,停爐冷卻后,伴隨著汽包壓力的下降,汽包內(nèi)飽和蒸汽被上部汽包壁加熱后成為過(guò)熱蒸汽,過(guò)熱蒸汽較飽和蒸汽密度小,在汽包上部?jī)?nèi)壁形成一層過(guò)熱蒸汽的保護(hù)膜,過(guò)熱蒸汽的導(dǎo)熱性能差,且不能形成對(duì)流換熱,導(dǎo)致上汽包壁溫冷卻很慢,而下汽包壁接觸的是爐水,仍在構(gòu)成自然循環(huán),冷卻較快。所以,在停爐過(guò)程中上半部分溫度高,下半部分溫度低。
國(guó)產(chǎn)亞臨界300MW機(jī)組鍋爐汽包壁厚在140~160mm之間,汽包內(nèi)水和蒸汽的飽和溫度隨著壓力升高而升高,與水和蒸汽接觸的汽包內(nèi)壁溫度接近飽和溫度,但外壁則是靠汽包壁金屬導(dǎo)熱而升高,使內(nèi)、外壁產(chǎn)生傳熱溫差。
在鍋爐啟動(dòng)初期,鍋爐內(nèi)水循環(huán)比較弱,汽包內(nèi)水流緩慢,在爐膛受熱較弱局部甚至出現(xiàn)循環(huán)停滯區(qū),這部分停滯區(qū)水溫明顯偏低,而蒸汽在汽包內(nèi)的蒸汽空間傳熱相對(duì)較均勻,使汽包上、下壁溫差進(jìn)一步增大。當(dāng)省煤器再循環(huán)閥不嚴(yán)密時(shí),在啟動(dòng)過(guò)程中向鍋爐補(bǔ)充給水時(shí),一部分低溫水不經(jīng)過(guò)省煤器而直接進(jìn)入汽包,導(dǎo)致汽包壁溫差增大。