鍋爐升火過(guò)程中，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火過(guò)程中基本相同，但是由于蒸汽和爐水對(duì)汽包上下壁的放熱系數(shù)不同，使得汽包上下壁溫度升高的快慢不一樣。飽和蒸汽遇到溫度較低的汽包上壁，凝結(jié)成水，放出潛熱，此種放熱屬于凝結(jié)放熱，其放熱系數(shù)約為7000W/(m2。℃)。爐水對(duì)汽包下半部的傳熱，在升火初期水循環(huán)還沒(méi)有完全建立時(shí)，屬于自然對(duì)流，其放熱系數(shù)只有凝結(jié)放熱的1/4?1/3。因此在升火中，汽包上半部的壁溫高于下半部的壁溫。這樣汽包上下壁形成了溫差。上部壁溫高，有膨脹的趨勢(shì)，但是由于下半部壁溫低，阻止了上半部膨脹，上半部汽包壁承受壓應(yīng)力，而下半部在上半部膨脹的影響下被拉伸，而承受拉伸應(yīng)力。汽包將會(huì)產(chǎn)生向上拱起的變形，這種變形稱為香蕉變形，形成較大的熱應(yīng)力，見(jiàn)圖2-1L例如Tn-170型鍋爐，汽包壁厚度為90mm,汽包內(nèi)徑為1300mm,當(dāng)汽壓升至6MPa時(shí)，如果汽包上下壁溫差為20℃，則由機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力共同引起的汽包壁的折算應(yīng)力為0.94MPa,而由工作壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力只有0.58MPa。

由此可見(jiàn)，上下壁溫差僅20℃,就使汽包所受的應(yīng)力增長(zhǎng)將近一倍。為了保證汽包的安全，規(guī)定汽包上下壁溫差不得超過(guò)50℃。在高壓爐或壓力更高的鍋爐的汽包上下部都有測(cè)量汽包壁溫度的測(cè)點(diǎn)，以便在升火時(shí)可以監(jiān)視。當(dāng)汽包上下壁溫差接近50℃時(shí)，要降低升壓的速度。由于在壓力較低時(shí)，飽和溫度隨壓力的升高增長(zhǎng)較快，水循環(huán)較弱，爐水的擾動(dòng)不強(qiáng)，飽和蒸汽和爐水對(duì)汽包上下壁的放熱系數(shù)差別較大，汽包上下壁較大溫差容易出現(xiàn)在0?1MPa這段時(shí)間。因此，運(yùn)行入員在這段時(shí)間內(nèi)要特別監(jiān)視汽包上下壁溫度和溫差。