日前，記者從國網河北省電力科學院獲悉，由該科學院技術團隊研發的火力發電鍋爐爐膛三維溫度監測與控制優化系統已正式投入實際應用。該系統通過直觀監測爐膛三維溫度場實現鍋爐機組協調優化控制，顯著提升鍋爐的燃燒穩定性和熱效率，有效增強了火力發電機組參與電網負荷調峰的能力。
據介紹，隨著風電、光伏等新能源裝機容量持續攀升，傳統火力發電在電網負荷調峰中的角色愈發重要。但在低負荷工況下，機組高頻參與調峰導致鍋爐爐膛內溫度場分布不均，煙溫出現嚴重偏差，機組鍋爐的燃燒穩定性和熱效率明顯下降。傳統以熱電偶、紅外高溫計等為主的測量方式，只能捕捉爐內單一位置或方向的溫度，無法全面反映爐內溫度場分布和偏差。燃燒狀態難以監測、類似“黑箱”的鍋爐逐漸限制了機組參與低負荷深度調峰的能力。
為此，國網河北省電力科學院研發團隊在鍋爐控制優化方面進行了創新探索，提出了爐膛三維溫度場可視化實時監測技術路徑，并研制了基于可見光的爐膛可視化監測及優化控制系統。該系統通過在爐膛內分布多層火焰圖像探測器，配合煙溫偏差監測模塊，實時獲取爐膛火焰輻射信息，再經過視頻分隔和圖像處理，計算并顯示爐膛火焰的三維溫度分布，解決了爐膛“黑箱”問題。同時，研發人員將輻射信號引入機組控制系統，進一步優化風門開度、總風量等協調控制邏輯，在改善鍋爐燃燒熱效率的同時，也大幅度提升了機組升降負荷速率，實現了鍋爐機組運行的同步協調控制優化。
單臺額定功率為300兆瓦的機組運行結果顯示，與安裝爐膛三維溫度監測與控制優化系統前相比，鍋爐熱效率提高0.5%，度電煤耗降低約1.6克，機組負荷調節范圍增加了10%，調節速率提升約1.0-1.5%/分鐘，機組經濟性、負荷響應能力和調峰深度均明顯提高。“該項技術的應用為運行人員裝上了‘透視眼’，讓他們能清晰掌握鍋爐和機組運行狀態，同時也為火力發電改善機組靈活性和提升深度調峰能力方面提供了新方案。”技術研發負責人李路江表示。
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