发电厂的系统是至今为止全世界公认的最复杂系统之一，为了确保电厂安全稳定的生产运行，关键核心在于锅炉能够高效稳定的运行，锅炉内温度场变化可以作为锅炉运行状态的关键指标之一。

目前电厂锅炉内温度判断通常只能依靠对锅炉内某些监测点进行定时测量，结合运行经验来判断整个锅炉的燃烧情况，缺少实时、准确的锅炉内温度场测量系统。随着全球能源结构的转型和电力市场的深度改革，电厂智能化建设已成为该行业的迫切需求，也需要实时并准确的采集锅炉内的温度数据，进而把相关温度信息和燃烧情况通过DCS反馈到电厂的控制系统，最终实现电厂的智慧化、数字化升级。

北京奥音贝和华北电力大学能源动力与机械工程学院的专家团队经过多年联合研发基于声学的炉膛测温解决方案已经可以实时、直观反映炉内温度场分布情况，此方案属于国内首创，完全国产化，做到了100%自主可控，打破了国际公司对中国的技术垄断，该系统的性能和指标都超过国际同类产品。

01.声波测温基本原理

声学测温原理基于声速与介质温度的关系，以单路径炉膛声学测温模型为例，在炉膛截面四周的炉墙上布置多组声波收发装置，通过依次发声，得到多条路径温度，采用CT重建技术可以得到测温平面的二维温度场分布。如图所示：

02.声波测温解决方案架构及功能

（1）声波收发系统

声波发生单元：声波发生器是能量转换装置，是本系统的重要组成部分。工作的有关参数必须根据锅炉的具体情况进行调整才能达到工作状态的最优化，本系统采用特制电动声源。

声波接收传单元：传感器是用来接收发自声波发射器的声频信号，选择增强型压电式声波传感器，对频率响应、环境温度、现场的电磁干扰有一定的要求，本系统采用驻极体传声器。

炉膛测点单元：声波导管连接声波发生器与炉体。声波发生器调制的声波在这里被放大并导入炉体。一方面，用来减弱热传导，起到保护作用。另一方面，合理声波导管有利于声学阻抗的匹配。

（2）中央处理控制单元

处理控制单元是整套测温系统的核心。通过它实现了所有的控制、处理、输入输出和数据存储。

（3）可视化运维管理平台

系统提供一个友好的人机界面，可呈现火焰偏离情况、等温线图、在线温度监测、温度变化曲线等，为锅炉燃烧提供了丰富的可视化信息，并支持扩展和定制。

03.解决方案技术指标

04.声波测温解决方案优势

. 精确度高，准确度<1%（路径温度），常温下测温分辨率为0.1℃，热态下测温 分辨率为3℃。不受辐射等不确定因素的影响；

. 测量温度范围广，在-100℃～2500℃锅炉全负荷范围内均可使用；

. 测量空间不受限，不仅可以测量平均温度，还可以确定炉膛温度场分布；

. 测量灵敏度高，实时在线监测；

. 可视化界面，可呈现炉膛截面燃烧强度、火焰偏心系数、等温线图、温度云图、路径温度历史变化曲线等多种方式，数据直观；

. 独立的系统，可以避免和其他系统出现冲突，采用耐高温传感器，同时系统有声源自检系统，有故障直接报警，减少日常维护工作量；

. 电厂运行人员可以据此进行锅炉内的煤粉或者配风的调整，也可以通过DCS系统连接与靶向配风等辅助系统联动，实现锅炉燃烧状态的自动调节。

05.项目收益

. 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

. 避免爆管事故，意外停机损失发电量15000MWh；

（3）社会效益