自然循环锅炉受压部件汽包需要同时承受锅炉运行中空气压力和水位压力,其最主要的压力就是进行汽水分离和蒸汽净化,组成水循环回路并蓄存锅水,汽包内的水具有一定热度,实现对流热循环。但是锅炉受压部件汽包在实际运行中会出现汽包壁温差,这会产生较大的热应力,将影响汽包的安全运行。
锅炉受压部件汽包壁温温差大,原因有很多,水进入汽包后首先与汽包下部接触,如果水温低于汽包壁温,则容易导致汽包下壁以及下壁的内壁先降温,从而使汽包上壁温度高、下壁温度低,内壁温度低、外壁温度高,这种现象常在机组温态、热态或极热态启动时发生。如果水温高于汽包的壁温,则汽包下壁以及下壁的内壁先升温,这样则使汽包上壁温度低、下壁温度高,内壁温度高、外壁温度低。
锅炉在点火升压阶段、在锅炉启动初期、停炉冷却后都会出现汽包壁温差。锅炉上水阶段的汽包壁温差主要通过控制上水温度和上水速度实现,锅炉在冷态时,上水温度与汽包壁金属温差严格控制在40℃以下即可,若上水温度与汽包壁温差小于40℃时,可适当加快上水速度,反之,则应减慢上水速度,一般来说锅炉上水的速度越快产生的温差相应就越大,因此上水速度也必须加以控制,一般规定夏季上水时间不少于2h,冬季不少于4h。
运行中,想要保证锅炉受压部件汽包能安全稳定运行,需要能准确地监视汽包沿长度方向若干截面的上、下壁温差和内、外壁温差,控制好汽包压力变化率,监测给水温度,在启动初阶段及稳定运行阶段、停炉过程中要做好温度调整。通常来说,汽包上、下壁温差、内、外壁温差只要不大于50℃,所产生的附加温差热应力就不会对汽包造成损害。