马辉巡检机组高压加热器运行情况
郭浩浩（左）和张波定期检查探测设备运行状况
■文/记者张胜国
图/记者毕春华
近年来，火电、风电、光电成为河北省电力增供保稳的“三驾马车”。“但‘看天吃饭’的先天特征，使得风电、光电的电力输出存在着与生俱来的不稳定性。”日前，在国家电投石家庄良村热电有限公司(以下简称良村热电公司)热控工程师站燃烧优化控制系统平台上，前来巡检的国网河北省电力有限公司电力科学研究院能源与动力技术研究所（以下简称国网河北电科院能动所）高级锅炉工程师马辉，与记者交流后，轻点鼠标，查看上次巡检以来的正面、侧面、横断面温度场，以及三维全景温度场，仔细比对数据、立体图像、多点位实景照片后，输入修正指令，保障良村热电公司1号锅炉机组继续稳定运行。
“去年，我省可再生能源总发电量达到1300亿千瓦时以上，占全省总发电量比重约为37%。其中，风电、光电作为可再生能源发电的‘主力队员’，占据了妥妥的c位。”国网河北电科院能动所节能降耗高级工程师王兴国说，“从年度发电量供给结构来看，当前，火力发电仍是我省电力供应的主力电源，其消纳新能源电能和兜底保供的双重效用突出。”
巡检的重要内容之一，就是查看设备的实际运行状态。马辉与良村热电公司锅炉运行主管郭浩浩及同事王兴国、高级锅炉工程师张波，来到了良村热电公司1号锅炉机组前，打开其中一处探测设施，查看机组实际运行工况。
“相较于火力发电，其他发电方式由于受到不同限制因素的影响，深度调峰的灵活性远不如火电机组，实施火电灵活性改造就成为用‘稳定的电’消纳‘不稳定电’具有普遍意义的技术路径。”国网河北电科院能动所副所长、高级工程师唐广通表示，基于行业需求，由该院研发的“火力发电锅炉炉膛三维温度监测与控制优化系统”（以下简称火力发电炉膛可视化新技术），作为综合性改善煤电机组负荷升降速率、锅炉热效率与低负荷燃烧稳定性的整体方案，已在良村热电公司的1号锅炉机组实施投用。
放眼望去，1号锅炉机组作为良村热电公司生产系统的两个“动力心脏”之一，各种粗细不一的输入、输出管道系统与其有序联通，其外形尺寸的长、宽、高，达到了12.8米、12.8米与66米，额定功率33万千瓦时。
长期以来，因为煤电锅炉的炉内高温、多尘的恶劣环境，传统的以热电偶、红外高温计等为主的测量手段，只能捕捉炉内单一位置或方向温度。锅炉运行人员在操作火电机组时，面对着这样一个只见其外、不知其内的巨型煤电锅炉，“其实是很难获悉实时、准确、全面的温度数据的。”王兴国表示，关键支持数据的缺失，在很大程度上限制了火力发电消纳新能源电能的效率与能力。
郭浩浩告诉记者，1号锅炉机组在应用火力发电炉膛可视化新技术改造后，可精准实现对锅炉机组炉内燃烧工况实施内科手术般的诊断与优化控制。“这对于保障日常的电力和热力生产发挥了重要作用，掀开了公司用‘智慧火焰’赋能生产‘智慧火电’的新篇章。”
“通过在火力发电锅炉的炉膛内设置6层、每层2个的火焰图像探测器，配合烟温偏差监测模块，24小时不间断地探测多点位煤层燃烧火焰辐射动态信息，进而通过实时分析、计算每秒一万次级别的实时数据，获取炉膛火焰的整体真实、局部精准的三维温度分布场，助力煤电锅炉机组运行人员轻松驾驭，实现深度调峰。”张波说。
此后，控制模块通过与不同负荷理想燃烧工况数据比对，自动发出优化燃烧控制指令，驱动锅炉机组控制系统，优化风门开度、总风量、燃料量等协调控制逻辑单元，“进风口实现了开闭合适的角度、进合适的风量，喷配煤口喷出合适的燃料。”王兴国补充说，这可在提升锅炉燃烧热效率的同时，大幅度提升锅炉机组升降负荷速率与低负荷工况下的锅炉燃烧稳定性。
“保障火力发电锅炉机组低负荷的燃烧稳定性，可有效避免锅炉熄火或爆燃，这对于保障后续的汽轮机组、发电机组稳定运转，进而维持支撑性电源供电能力，保障供电安全具有特殊重要的意义。”马辉说。
国网河北电科院积极孵化火力发电炉膛可视化新技术，推动传统煤电锅炉机组燃烧工况得到优化提升，催生出传统火力发电产业，结出节能减排、新能源发电消纳调峰的“开心果”：“两年来的比对生产表明，该项新技术应用后，公司的锅炉热效率提高0.5%，供电煤耗降低超过约1克/千瓦时，每年节约标煤约1800吨，每年可增加效益约200万元。并同步实现火电机组负荷调节能力增加10%，每分钟调节速率提升3000千瓦。让火电机组真正实现了调得下、顶得上，充分发挥‘兜底’保障作用。”郭浩浩说。
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