一、锅炉温度测量现状
发电厂系统至今被公认为全球最复杂的工业系统之一。如何实现系统的安全、稳定和经济运行，是近百年来众多科研工作者持续攻关的核心课题。在多变负荷和深度调峰的要求下，确保电厂安全稳定运行，锅炉内部的温度场分布成为关键的运行指标之一。
随着国家对智慧电厂建设的不断推进，实时、精准地获取锅炉内部温度数据已成为智能化改造的重要基础。通过将温度信息与燃烧状态反馈至电厂控制系统，并结合模型算法进行分析优化，可有效提升燃烧效率，推动电厂向数字化、智能化升级。
然而，当前电厂普遍采用的锅炉温度测量手段，仍依赖于对少数监测点的定点测量，辅以操作经验判断整体燃烧状况。这种方式存在明显局限，无法满足对锅炉温度场的实时、全面监控需求。
尤其是在燃煤电厂，由于燃料种类复杂、热值差异较大，甚至掺烧煤矸石、城市污泥等杂质，加之频繁面临短时间内深度调峰的挑战，锅炉燃烧工况日趋复杂，容易出现燃烧不充分、火焰偏斜等问题。如果不能及时发现并干预，极易导致水冷壁结焦、火焰刷墙、管道爆裂等异常现象，既降低燃烧效率、造成煤炭浪费，又可能影响机组负荷，严重时甚至引发非计划停机，造成巨大经济损失。
同样，在垃圾焚烧电厂，由于垃圾来源广泛、成分复杂、含水量差异大，燃烧热值波动剧烈，控制难度较高。若温度控制不当，可能产生致二噁英等有害物质，或者导致氮氧化物排放超标。而若能基于实时温度场数据进行智能喷氨调节，不仅可显著降低氮氧化物排放浓度、提升NCR炉内脱硝效率，还可能无需进入后续SCR脱硝环节，即可满足排放标准，显著降低烟气处理成本。
当前电厂锅炉的温度测量大多采用比较传统的方案，主要有热电偶、红外相机、激光等方式。
二、声波测温解决方案
随着科学技术的不断进步，声学、光学以及信号处理等相关领域持续发展，基于声波原理的声学测温系统已逐渐成熟，能够为电厂锅炉提供全自动、实时的燃烧介质温度测量。
该系统有效解决了长期以来由于热工过程状态“不可见”所带来的盲目调控问题，显著降低了运行中的安全隐患，突破了热效率提升的瓶颈。通过精准掌握锅炉关键区域的温度场分布，系统有助于提高燃料利用效率，减少污染物排放，同时大幅降低因爆管导致的非计划停机风险。
此外，该系统还具备温度场数据的记录、历史数据分析与故障回溯等功能，为锅炉运行提供科学依据与辅助决策支持。
2.1系统介绍
本方案由天津莱斯伟科技有限公司联合华北电力大学能源与动力工程学院专家团队共同研发，是一种基于声学原理的非接触式炉膛测温技术，采用完全国产化设计，具备100%自主可控的技术优势，填补了国内相关领域的技术空白，整体性能指标已超越国际同类产品。
系统主要由声波收发装置、中央处理单元和软件系统三部分构成。通过在锅炉炉膛截面四周的炉墙上均匀布置多组声波收发装置，系统依次发射声波，并接收其穿越炉膛介质后的反馈信号。结合多条传播路径的数据，利用CT（Computed Tomography）重建技术，系统可实时计算出炉膛截面二维温度场分布。
该方案具有如下显著特点：
•非接触式测温：避免高温高压环境中传感器损耗，长期运行稳定可靠；
•实时温度场重建：采用CT算法重建二维温度分布，精准反映燃烧状态；
•高性能国产化系统：软硬件平台完全自主研发，满足国家政策的国产化要求；
•可视化界面友好：支持三维视图展示炉膛燃烧强度、火焰偏心系数、等温线图、路径温度历史曲线等信息；
•智能联动调控：系统可与DCS系统对接，实现与配风系统的靶向联动，推动锅炉燃烧状态自动优化。
通过该系统，运行人员可直观、实时掌握炉膛内部温度场变化趋势，为燃烧调整提供可靠依据，优化煤粉分配及风量控制，有效提升锅炉燃烧效率，降低能耗和排放，保障设备安全稳定运行。
系统主界面
技术参数
2.2方案特点
技术领先、国内首创
硬件设备与软件系统均为国内自主研发，填补技术空白，性能指标全面优于国际同类产品，实现100%自主可控。
测量精度高、结果稳定可靠
利用声波传播特性进行高精度温度测量，不受炉膛内强辐射等不确定因素影响，确保测量数据真实可信。
全域温度场重建，可视化直观呈现
支持炉膛温度场的二维可视化展现，既可获取平均温度，也能精确还原温度分布状态，辅助运行调控判断。
提前预警过热点，保障设备安全
实时监视水冷壁及高风险区域的过热点，及时发现异常，防止设备损坏及爆管风险，减少非计划性停机，保障安全生产。
提升燃烧效率，降低污染排放
通过温度场数据指导燃烧配风，实现精细化燃烧管理，提升锅炉热效率，有效降低二氧化碳和氮氧化物（NOx）排放。
支持历史回溯分析，助力事故溯源
系统自动存储历史温度场数据，支持运行状态回放与异常分析，助力安全事故的溯源与改进。
本土团队支持，运维升级便捷
系统由国内专业团队开发与维护，具备良好的本地化服务能力，系统升级快速，保障长期稳定运行。
2.3安装方式
系统的安装方式非常简单，测点单元需要安装在锅炉外壁上，通过声波导管伸入锅炉内部，声波导管和内部水冷壁平齐，系统通过压缩空气吹扫，避免管孔被堵或者沾污。通常利用锅炉现有的观火孔和吹灰预留孔进行收发测点的安装，如没有预留孔的情况下将在水冷壁开孔。声波测温系统为独立的业务系统，可以部署在系统机房的机柜中，对其他系统不会产生任何影响。
2.4项目收益
1.运行效益
（1）锅炉效率提高0.5%左右，锅炉燃烧偏差减少5℃以上；
（2）机组运行煤耗降低0.5/kWh左右，SCR入口NOx产量降低5%以上；
（3）机组负荷爬坡率提高0.5%以上，锅炉深度调峰稳燃负荷降低5%以上；
2.经济效益
声波测温系统在30MW机组的锅炉上安装运行后，可以取得非常可观的经济效益：
（1）燃烧优化，降低煤耗，节省燃料成本；
（2）防止水冷壁和过热器过热，延长使用寿命；
（3）避免爆管事故，意外停机损失发电量15000MWh；
3.社会效益
（1）碳减排（60MW的电厂，年减排二氧化碳26万吨）；
（2）氮减排，同时提高SNCR脱硝效率。
三、成功案例
通过多方专家论证，声波测温解决方案得到了各大发电集团的认可，2021年已经写入国能能源集团的火电智能电站建设规范中，并被建议在国能集团内部推广。
目前声波测温技术已经在国内几十个电厂得到成功应用。