常规的超（超）临界直流锅炉启动方式存在锅炉启动能耗大，启动阶段汽水侧出现水动力不稳定、过（再）热器超温及氧化皮问题；风烟侧出现煤粉燃烬率低、SCR脱硝催化剂寿命短、空气预热器腐蚀堵灰、静电除尘器投入晚和FGD系统腐蚀及浆液污染等问题，这些都与不当的启动有关。新型直流锅炉蒸汽加热启动技术采用蒸汽代替燃油加热锅炉给水来预热锅炉受热面，弥补了常规启动方式和点火方式的缺陷。该技术大幅降低了锅炉启动能耗、提高了低负荷稳燃性能。从锅炉启动阶段汽水侧和风烟侧问题产生的本质原因入手，探讨了蒸汽加热启动技术有效解决这一系列问题的根本机理。主要研究了蒸汽加热启动技术对氧化皮剥落导致的堵塞爆管及汽轮机叶片固体颗粒侵蚀问题的防治。通过T91钢在高温空气和蒸汽的氧化特性比较，得出了氧化皮快速生成的本质机理——主要是在锅炉启动阶段超温、富氧情况下产生的。以某600MW超临界锅炉屏式过热器管壁干烧至600℃、管内进入100℃的低温湿饱和蒸汽为例，建立管壁换热简化模型，采用分析解法和数值解法两种方法定量计算了管壁温度的变化趋势及瞬态温度分布，结果表明管壁温度快速大幅下降，且明显超过了氧化皮剥落的临界温度降幅，大量的氧化皮发生了剥落。采用流体力学理论分析了脱落的氧化皮囤积在U型管底部，最终导致堵塞爆管的机理；以蒸汽对氧化皮的绕流流动为模型，分析了氧化皮被蒸汽携带运动的机理。建立了固体颗粒在调节级喷管中运动的物理和数学模型，分别计算了四种典型运行工况下蒸汽和固体颗粒在喷管中的运动，比较分析了不同工况下固体颗粒对叶片的侵蚀率。分析了蒸汽加热启动技术从源头上杜绝了氧化皮的生成与剥落，并通过外三电厂对氧化皮问题成功解决的案例验证了分析研究的正确性。最后，对蒸汽加热启动技术进行了综合成效分析，得出该技术能显著提高锅炉启动的安全性、经济性和环保性。本文的研究对其他机组的改造应用具有一定理论意义和参考价值。