第3题：
在机组冷态启动过程中，锅炉汽包的温差和热应力是如何变化的，并说明原因？为合理控制汽包热应力，对锅炉启动操作有何要求？
正确答案:
上水阶段：内壁温度大于外壁温度，形成内外壁温差，因此在汽包内壁产生压缩热应力，外壁产生拉伸热应力，温差越大，该热应力越大。
操作要求：（1）冷态启动严格按运规要求控制上水温度和上水速度（2）热态启动控制水温与汽包壁温差不大于40℃。
在启动升温过程中，锅炉汽包金属的温差与热应力的变化大体分三个阶段。
在点火升温初期，炉内只有少量的油枪投入，炉内的火焰充满度很差，水冷壁的吸热不均匀性很大。受热面及工质的温度很低，工质的汽化潜热大。对于强制循环锅炉（如＃1炉），汽包和管内流动可以通过炉水泵进行，情况好一些；在自然循环锅炉中因水循环尚未建立，汽包内的水流动很慢，与下部汽包壁所接触得都是几乎静止的水，传热与升温都相对缓慢。在汽包上部的汽空间中，一旦上升管生汽，汽包壁即与蒸汽接触，换热方式是凝结放热，换热系数与受热速度比汽包下部要大好多倍。金属升温速度大，使汽空间的汽包上部壁温高于水空间的汽包下部壁温，这一温差导致汽包产生拱背状变形，产生上部受压、下部受拉的热应力。这一温差与热应力之间的定量关系，由于汽包形状和受热情况的复杂性以及在此过程中汽包壁温分布难以描述，还难确切计算，一般都按50℃设限。锅炉启动初期升温、升压速度应该严格控制，不能超越多主要原因即在于此。＃2炉汽包另外设置了高位水位计，可以采用高水位方式来缓解启动时汽包的上下部温差。
第二阶段是随着锅炉内吸热量和炉水温度的升高、蒸汽的产生、水循环逐渐建立，汽包上下壁温差逐渐缩小，升温升压速度可以有所增大，但仍有相应当限制，并仍需密切注意这一温差。
第三阶段是锅炉汽压升高到接近额定值，此时金属的工作应力已因内压而接近设计值，虽然这时汽包上、下温度已接近均匀，热应力已低，但若有较大的热应力附加到工作应力上，仍将是危险的。因此上升速度也受到一定的限制。
操作要求：严格按运规规定控制锅炉升温升压率。
