基于声波测温的电站锅炉燃烧优化控制系统
600MW机组锅炉智能燃烧优化控制系统开发和应用
600MW机组锅炉智能燃烧优化控制系统的开发和应用摘要：电站锅炉燃烧优化控制技术能在不进行锅炉设备改造的前提下，利用锅炉运行数据和集散控制系统(DCS)，通过一系列先进建模、优化和控制技术的应用，提高锅炉运行效率，降低NOx排放。
本文介绍了淮圩发电XX公司2号锅炉(600MWMW)智能燃烧优化控制系统的开发和应用情况，一年多的应用表明，针对我国电力市场的特点，研究、开发和应用符合我国电站锅炉实际运行情况的，具有自主知识产权的燃烧优化控制软件是实现燃煤电厂节能环保、安全经济运行的一个重要技术手段。
关键词：燃烧优化神经网络预测控制火电厂1 概述实现燃煤电厂的动态优化控制，有重大的现实意义，也是技术发展进步的必然结果。
发电厂在生产电力的同时，也消耗了大量宝贵的一次能源，排放了大量的污染物，因此，节能环保、安全经济运行是电力行业面临的永恒课题。
单机300MW与其以上的大容量机组正在逐步成为主力机组，通过近几年的改造和设备更新，完成了从传统的盘台操作、仪表监控至DCS的跨跃，基本上都实现了DCS控制，机组的自动化运行水平得到了很大提高，也看到了由此而带来的巨大效益。
技术在发展，社会在进步，在DCS控制的基础上，下一步的技术发展方向是什么呢?还会有哪些改善和提高呢?优化控制是技术发展方向之一。
淮圩发电XX公司与海德缘科技合作，共同开发了2号锅炉智能燃烧优化控制系统，该系统利用机组运行的历史数据和实验数据，建立动态优化控制模型，优化确定影响锅炉燃烧特性、NOx的参数设定值。
它不仅能够动态预测控制器的工作变化趋势，而且能够捕捉多个非线性变量之间的关系，同时调整相关参数，实现动态优化和精确控制，克服工况波动，保持持续、平稳燃烧，将燃烧状态始终控制在最佳点，提高锅炉热效率和运行自动化水平，降低NOx污染物排放，获得了好的经济效益和社会效益。
在所有优化控制回路投入的情况下，得到效果如下：Ø锅炉热效率提高值0.4%。
声波在线测温系统在神头电厂500MW_机组塔式锅炉中的应用
1 声波在线测温系统原理
声波测温原理是基于声波在介质中的传播速度与介
质温度的关系，通过测量声波从发射端到接收端的飞行时 间 [3-5]，在已知 2 点距离的情况下计算声波速度，从而根
据公式（1）计算声波传播路径的平均温度。
v J RT M
（1）
式中 ：v 为声波在气体介质中的传播速度 ；γ 为气体介质
偏斜以及火焰刷墙等问题是导致炉膛结焦、炉管爆破、炉
膛灭火以及炉膛爆炸等运行事故的重要原因。因此，对电 厂锅炉、工业加热炉进行燃烧诊断具有很重要的现实意义 [1-2]。声波在线温度场监测系统可以提供前所未知的和从 未测量过的参数——炉膛燃烧时的温度场分布，可以对锅 炉燃烧状态进行可视性的全程实时在线监测，为在不良工 况下对可调参数进行调节提供依据，还可以可视化地观测 调节后的燃烧状态，解决由燃烧调节不合理造成燃烧不均 匀、火焰中心偏移以及火焰刷墙等问题导致的炉膛结焦、 爆管、灭火等事故，实现平衡、优化燃烧的目标，减少燃 料的投放量，降低氮氧化物以及飞灰等的排放量，延长机 组的使用寿命，达到节能降耗、减少污染排放以及保护环 境的目的，从而提高锅炉的运行效率和经济性。
该文以神头电厂 500 MW 塔式锅炉为应用背景，介绍 声波在线测温系统的原理、组成、安装、调试结果以及运 行效果。
2.1 声波发生器
声波发生器采用气动声源发声原理和锅炉仪表气，通 过文丘里管和圆锥形声波导管后发出频段为 1 000 Hz~2 000 Hz 的白噪声，当压缩空气的压力为 0.6 MPa 时，发出 的白噪声在发送端可达 120 dB，测量距离超过 30 m。
摘 要 ：为了解决国家能源集团山西神头第二发电厂有限公司（神头电厂）塔式锅炉的温度场在线监测问题，
该文基于声波测温原理研制了一种适用于锅炉炉膛内部温度场在线监测的声波测温装置，设计了气动声源发声
炉膛声波测温系统在宁海电厂1000MW超超临界锅炉上应用
（＞１７０ｄＢ） 的 声 波 ，测 量 距 离 达 ３Ｏ米 ，声 波 前 沿 刚 劲 陡 峭 （＜５０ ｓ）， 温 度 测 量 范 围 广（一１８℃～１９２６℃），测 量 准 确 度 达 到
± １％ 。
３．２ 精 密 小型 接收 器 （ＡＳＲ） 接 收 器 只 需在 水 冷 壁 管 间 的鳍 片 上 开 直径 １２ｍｍ／ｊ＇，￣Ｌ就 可 以 监听 发生 器发 来的 声波 ，安 装 方便 。 ３．３ 多接 收器 处理 技术 一 个 声波 发生 器 发 出的 声 波可 以有 多个 接收 器 同时 监听 ，一 个 控 制平 台可 采 用 多达 １６个发 生 器 和接 收 器 ，比 起 一个 发 生 器对 一 个 接 收 器的 系 统来 说 ，不仅 简 化 了系 统 ，更重 要 的是 大 大 减少 了锅 炉上 安装 发 生器 必须 在水 冷壁 弯 管开 孔带 来 的麻 烦 。 ３．４ 通 过 特殊 算法 计算 炉膛 温 度场 图２为 典型 的２个 声波 发 生 器 ＡＳＧ，６个 声 波 接 收 器ＡｓＲ，锅 炉炉 膛温 度测 量 系统配 置 图 。
每一 层 声 波 测 温 系统 的 信 号 处 理计 算 机 输 出 １１个 ４￣２０ｍＡ信 号 （其 中５个 区域 温 度信 号 ，６个 炉 管泄 漏 检测 信 号 ）￣ＪＤＣＳ，并 在ＤＣＳ操作 员站 监控 画 面上 显示 ，如 图４所示 。
图２ 典型 的炉膛 温度 测量系统配置 图 测温 系统 声 波 发生 器 （ＡＳＧ）、声 波 接收 器 （ＡＳＲ）、信 号 处理 控制 器 （ＳＰＣ）配 置及 ＤＣＳ画 面示 意 图 分别 如 图３所 示 。通 过 测量 得到 ８个通 道上 烟 气的 平均 温度 ，再 经 计算 机特 殊算 法 处理 得 到炉 膛温 度 场 分布 ，并在 ＤＣＳ显 示 器 上呈 现 出 来 ，指 导 运行 人 员 调 整优 化燃 烧 。
炉膛烟气温度声波测温系统的应用
５ ． ４通过特殊算法计算炉膛 温度场 ，下图为典型 的
２ ＇ Ｇ，６ ｄ ＡＳ ￣ 个ＡＳ ，锅 炉 炉膛 温 度 测 量 系统 配置 图。 Ｒ 通 过测 量 得 到 ８ 个
△ｌ… 声波传播距离 ４ ．声 波 测 温
通 道 上 烟 气 的 平 均 温
度 ，再经计算机特殊 算 法处理得到炉膛温度场
本关系式：
ＩＳＡ ＬLeabharlann ＴＯ Ｎ Ｔ Ｌ Ａ ＩＮ５１
Ｔ ） － － … … ＝ｃ － － … ～ （２ － － 去… 一 一 去） ………－…－ （） （ ２ － －４ － －
式 中 ： △ ｔ ＿ 声波 传 播 时 间 ＿一
必须在水冷壁弯管开孔带来 的麻烦 。
（） ３
炉 型号 为 ：Ｓ ３９ ／ ７ ５一 ５Ｘ Ｇ ０ １２ ．６ Ｍ ４ ，引 进 的是 Ａ ｓｏ －ｏ ｅ １ ｔｍＰ ｗ ｒ
２ 目前 。现场 安装使 用 的测量装 置 的缺 陷 ： ．
宁海 电厂 一期 工程为 四台６ 万亚 临界燃 煤火 电机 ０
组 ，现场安装 的是属于接触式的烟温探针， 在安装使用
图 １ 为 声 波 测温 系统 的原 理 图
功 解 决 了工 程 应 用
５５ 高灵敏 度检 测 ．
泄 漏
方面的一系列难 点，声波测温技 术与传统炉膛测温技术
相 比有 下 列 明 显优 点 ：
接 收器接 收炉膛 内
部各种 声波 ，通过声波
强 度 与 持 续 时 间 的对 比
根 据 通 用 气 体 方 程 有 下 列关 系 式 ：
ｐ Ｔ … 一 一 … 一 一 一 一 一 （） ＝ＰＲ 一 １
正 文
１ 炉膛 温度 （ ） ． 场 测量 的重 要性表现 为 ：
锅炉智能燃烧综合优化控制方法
锅炉智能燃烧综合优化控制方法锅炉是工业生产中常见的热能转换设备，其燃烧系统的效率和稳定性对于工业生产的效益至关重要。
针对传统锅炉控制方法存在的问题，智能燃烧综合优化控制方法应运而生。
本文将介绍智能燃烧综合优化控制方法的基本原理和应用前景。
一、智能燃烧综合优化控制方法的基本原理1.1 全局优化思想传统的锅炉控制方法通常只关注某个单一参数的控制，无法全面考虑各种参数之间的相互影响。
而智能燃烧综合优化控制方法采用全局优化思想，将锅炉燃烧系统看作一个整体，通过优化多个参数的组合来达到最佳控制效果。
1.2 模型建立和参数识别智能燃烧综合优化控制方法需要建立准确的数学模型，并通过实际数据的采集和分析来识别参数。
这样可以更准确地描述锅炉的燃烧特性和系统响应，并为后续的控制策略提供依据。
1.3 多目标优化算法智能燃烧综合优化控制方法常使用多目标优化算法，通过设定不同的优化目标和权重，实现对多个参数的最优化控制。
常用的多目标优化算法包括遗传算法、粒子群算法等。
1.4 自适应控制策略智能燃烧综合优化控制方法还可以实现自适应控制策略，在不同负荷和燃料情况下，自动调整控制参数以保持最佳的燃烧效率和稳定性。
这不仅提高了锅炉的自动化程度，还能降低操作人员的工作量。
二、智能燃烧综合优化控制方法的应用前景2.1 提高能源利用率智能燃烧综合优化控制方法可以根据锅炉的实际燃烧情况和负荷需求，实现精确的燃料供给和燃烧参数调整，提高能源利用率。
这对于能源短缺的现代工业生产来说，具有重要意义。
2.2 降低排放量智能燃烧综合优化控制方法可以有效控制锅炉的氮氧化物、颗粒物、二氧化硫等污染物的排放量，降低对环境的污染。
这符合现代工业生产对环保的要求，是可持续发展的重要举措。
2.3 减少人为操作误差传统的锅炉控制方法往往依赖于人为操作，存在人为操作误差的风险。
而智能燃烧综合优化控制方法具备自动化调节和优化功能，能够减少人为操作误差，提高生产过程的可靠性和稳定性。
声波测温系统在炉膛烟气温度测量上的应用
声波测温系统在炉膛烟气温度测量上的应用【摘要】电厂一般采用烟温探针、辐射式温度计、飞灰颗粒辐射光谱测量，这些设备存在的固有缺点，使锅炉燃烧监控失去了一个重要依据。
国华电力研究院技术研究中心通过对处于国际领先水平的炉膛烟气温度声波测温系统，进行调查研究，证明此系统安装可行，并首次在浙江某电厂二期工程6号锅炉67米以及51米各安装了一套声波测温系统，目前已正常投用，能够更好监控炉膛温度，为机组安全、经济稳定运行提供了可靠的保障。
【关键词】声波测温系统；炉膛烟气温度；多接收器；发射器ASG；接收器ASR浙江某电厂二期扩建工程2×1000MW超超临界机组，锅炉型号为：SG3091/27.56-M54X，引进的是Alstom-Power公司Boiler Gmbh的技术，超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、一次再热、单炉膛单切圆燃烧、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢结构、全悬吊结构塔式布置。
火力发电厂测量炉膛温度（场），是提高生产率和降低成本的关键问题，是工业窑炉炉膛内分布温度的监控手段和判别的依据。
PyroMetrix声波测温系统因为其安全稳定的优点，得到广泛的认可，应用也越来越广泛[1]。
此测量系统在此电厂二期扩建工程#6锅炉也进行了首次应用。
1、炉膛温度（场）测量的重要性（1）通过测量及时阻断局部过热现象的发生，并可以有效的降低NOX的生成，减少有害气体的排放。
同时，对于安装有脱硝装置的锅炉，则可以有效降低运行资金的投入和维修成本[2]。
（2）提高锅炉的工作效率，提高生成效率。
并可以有效的避免因局部过热而发生流渣现象。
（3）可以有效的避免安装有汽包锅炉发生重大事故（主要是由于不均等燃烧导致的汽包水位两侧发生偏差）。
（4）改善炉水循环并提高运行效率。
（5）防止对锅炉设备的损害，尤其是在启动的最初因温度升高过快而导致严重烧坏处于无蒸汽流过的再热器管。
（6）可以有效的阻止不均衡燃烧现象的出现，及时阻止因温差导致的一侧水冷壁磨损、结焦。
炉膛声波测温系统在宁海电厂1000MW超超临界锅炉上应用
炉膛声波测温系统在宁海电厂1000MW超超临界锅炉上应用发表时间:2012-2-6 作者：李刚摘要：本文介绍了神华浙江国华浙能发电公司（即：宁海电厂）1000MW超超临界锅炉上声波测温系统应用试点项目提出的原因，PyroMetrix声波测温系统的原理和组成，以及声波测温系统一年来运行的情况。
该项目在国内首次成功解决了为锅炉提供能在全负荷范围内长期连续测量炉膛出口烟温装一、项目的提出火电厂锅炉燃烧优化是火电厂安全、节能和减排的关键所在。
传统随锅炉配置的烟温探针（左右各一套），由于只能在启动投粉初期1小时内、烟温＜539℃情况下工作，且长达8～9米的烟温探针进出高温炉膛极易损坏（目前大多巳损坏）。
长期以来由于没有一种可靠、准确、并能从启动开始全负荷范围内监控炉膛出口烟温的系统，以致造成锅炉频频出现事故。
例如，炉膛出口烟气温度高（＞DT-50℃）导致严重结焦、掉渣事故；火焰偏斜导致水冷壁一侧磨损、结焦，以及过热蒸汽左右偏差大、管壁超温事故等。
同时，也使锅炉优化燃烧失去直接除神和判别依据。
2009年5月，神华浙江国华浙能发电公司会同国华电力研究院技术研究中心经过调查研究，考虑到PyroMetrix声波测温系统在国外已有不少成功的应用，最终决定在宁海电厂6号锅炉(1O00MW）上试安装炉膛烟气声波测温系统。
二、声波测温系统原理声波测量温度是基于测量声波发射和接收间的时间差，在知道两点距离的情况下，确定声音速度，从而按下列公式计算出温度。
基本公式：T=1/rRC2式中：T-绝对温度R-气体常数r-定压定容下比热之比C-声速三、声波测温系统的组成3.1 高强度、前沿刚劲的声波发生器（ASG)Enertechnix公司开发的气动声波发生器能发出高强度(＞170dB）的声波，测量距离达30米，声波前沿刚劲陡峭(＜50μs) ，温度测量范围广（－18℃～1926℃），测量准确度达到士1％。
3.2 精密小型接收器（ASR)接收器只需在水冷壁管间的鳍片上开直径12mm小孔就可以监听发生器发来的声波，安装方便。
基于声学技术的炉膛温度场在线监测燃烧优化系统开发
基于声学技术的炉膛温度场在线监测燃烧优化系统开发发布时间：2022-01-04T08:25:25.502Z 来源：《新型城镇化》2021年23期作者：陈晓霞[导读] 寻求一种能适用于上述特点的新的测量技术就显得尤为重要和迫切。
身份证号码：32060219790824**** 江苏省南通市 226000摘要：火电厂锅炉燃烧优化是火电厂安全、节能和减排的关键所在。
现有的炉膛内部烟气温度一般采用烟温探针等少数集中方式测量，且只能对炉内某一点或一个时间段进行测量。
长期来缺少一种可靠和准确的在线测量炉膛温度（场）的手段，使优化燃烧失去直接监控和判别的依据一、国内外锅炉优化燃烧现状、水平和发展趋势及知识产权情况实现锅炉优化燃烧是机组优化运行的重要前提。
这就要求对燃烧以及和燃烧有关的重要信息，特别是温度信息要有一个全面的、准确的、实时的了解掌握和采集，以便实时调整燃烧，实现过程的优化。
然而，电站锅炉炉内环境恶劣，具有温度高、尺度大、多种物理场（温度场、动力场和密度场等）共存等特点。
由于这些电站锅炉的高温、湍流、变负荷等固有特性，加上换热器管阵列结构和炉壁复杂边界等影响，传统的一些温度测量方法无法满足现场测量的实时性和准确性。
例如，以住使用抽气式高温热电偶逐点测量的方法受热元件材料高温性能的限制，只能做短时间测量，且逐点测量使得现场就地操作量大、同时性差，无法实现实时在线监测。
而现在国内电站锅炉普遍采用全炉膛看火电视装置，通过摄像头来直接观察火焰图像，这种方法太直观，只能作为炉膛是否灭火的判断依据，不能提供定量的温度信息，不能给出详细的热力参数，并且存在人为的主观判断。
于是，寻求一种能适用于上述特点的新的测量技术就显得尤为重要和迫切。
事实上目前国内不少电厂正在大力推进智慧电厂的建设，炉膛燃烧可视化技术开发是其中重要的一环。
目前炉膛温度场的测量主流技术有光学法、激光或二氧化碳光谱法、声学法。
其中前两种测量方法相对而言精度不佳（运行后接收器位置相对移动导致信号变化）,且投资较高。
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基于声波测温的电站锅炉燃烧优化控制系统项目建议书华北电力大学一目前电站锅炉燃烧系统存在的问题1.1 共性问题1.1.1 两对矛盾需要解决①锅炉效率(η)与污染排放(NOx)之间的矛盾当我们追求高的锅炉效率的时候，势必要使煤粉在炉内充分燃烧。
要达到这一目的，则需要提高炉内燃烧温度以及使用较高的过量空气系数，而这两方面都会增加污染的排放。
反之，则锅炉效率较低。
炉内的高温燃烧还会带来水冷壁结渣等事故的发生。
因此需要在两者之间做出最佳的折中选择。
②锅炉排烟热损失(η2)和机械未完全燃烧热损失(η4)之间的矛盾对于锅炉效率影响最大的两项热损失—排烟热损失(η2)和机械未完全燃烧热损失(η4)—而言，也存在类似的矛盾。
提高炉内燃烧温度以及使用较高的过量空气系数，可以降低机械未完全燃烧热损失(η4)，但是排烟热损失(η2)则会随之增加。
因此也需要在两者之间做出最佳的折中选择。
1.1.2 四个优化问题需要解决①锅炉效率(η)与污染排放(NOx)的联合优化通过寻找最佳的二次风门和燃尽风门组合，建立良好的炉内燃烧空气动力场，可以达到锅炉效率(η)与污染排放(NOx)的共赢。
②锅炉排烟热损失(η2)和机械未完全燃烧热损失(η4)的联合优化)设定值，可以达到锅炉排烟热损失(η2)和机械未完全通过寻找最佳的烟气含氧量(O2燃烧热损失(η4)的共赢。
③汽温控制方案的优化联合调节燃烧器和喷水，尽量使用燃烧器摆角等方式来调节汽温而减少减温水的使用量，可以较大幅度的提高机组热效率。
④防止炉内结渣的优化这可以通过以下方法实现：一是寻找最佳的煤粉和二次风门、燃尽风门的组合，调整均衡燃烧，防治火焰偏斜；二是调节炉膛出口温度目标值；三是组织合理的吹灰优化。
1.1.3 炉膛内三个参数的测量需要解决①炉膛温度场的测量②炉内O浓度的测量2③炉内CO浓度的测量炉膛温度、O和CO与锅炉效率、污染物排放、炉内结渣等等关系密切，它同时还反2映了燃烧是否均衡以及燃料的质和量的变化情况。
通过炉膛温度测量可以达到a) 监控炉膛出口温度，防止过热器结焦和管壁过热，防止启动时升温太快和烧坏再热器管（干烧），监控炉膛水冷壁的吸热量情况，指导吹灰和调整风量，减少过热器和再热器喷水量（300MW，再热喷水减10t/h，降低煤耗1.91g/kwh）；b) 矫正燃烧不均衡，防止两侧烟温、汽温偏差，防止一侧水冷壁磨损、结焦，防止汽包水位两侧严重偏差，防止局部过热而流渣；，控制火焰中心高度；c) 提高燃烧效率，均衡风量分配，优化风煤比，降低O2d) 降低污染物排放，防止局部火焰过热，降低NOx生成（1482℃时NOX成指数级增加），减少脱硝系统运行成本。
这些参数对于炉内燃烧状况的实时监测和诊断具有十分重要的意义。
对于炉膛温度场的测量，在声波测温装置问世之前还一直是个棘手的难题。
而对于炉内O浓度和CO浓度，2课题组将计算智能和炉膛温度场、尾部烟道氧量测量等气体分析装置相结合，所研究的相关软测量技术能够达到相当好的精度。
1.2 特殊问题不同的电厂、不同的运行人员或不同的运行水平，带来个不系统的问题，比如：有的厂，二次风的配风长期以来不正常(二次风挡板开得很少，甚至几乎不开)，结果造成排烟处的氧量只有2%-3%，炉内燃烧严重缺氧，飞灰、炉渣可燃物增加;还造成主汽温、再热汽温降低、二次风喷嘴烧坏、水冷壁高温腐蚀等一系列的负作用。
有些厂的运行人员人为过多的压风量，造成低负荷下缺氧燃烧这样做的理由是怕熄火，认为风速低一点，风量少一点，有利于燃烧稳定，很多电厂的司炉头脑中都持有这一观点。
有的锅炉主汽温、再热汽温一直偏低，为了提高汽温，抬高燃烧器的倾角，结果造成煤粉在炉内停留的时间缩短，机械未完全燃烧热损失增大。
1.3问题的复杂性以上所述表明：在数学上，燃烧系统是一个非线性的、多变量严重耦合的、复杂的问题，对一个目标的调节会矛盾地影响到其它目标的实现，属于多目标的优化问题。
在测量手段上，需要开创性的引入炉膛参数测量设备，给我们的运行人员和优化系统配备一双“火眼金睛”。
在运行方式上，我们需要对燃烧系统重新认识，合理组织燃烧，真正的做到节能减排。
也正是在这种思想的指导下，我们基于课题组在该方面多年的探索、探寻和积累，终于研究开发出全新一代的燃烧优化控制系统。
二本项目实施的目的和意义在火力发电成本中，燃料费用一般要占70%以上，提高锅炉燃烧系统的运行水平对机组的节能降耗具有重要意义。
同时，发电企业面临厂网分开、竞价上网的电力市场竞争,由于能源紧张导致燃煤价格上涨,进一步加大了发电企业的生产成本。
一方面，就供电煤耗来说，根据中国电力企业联合会2008年的全国300MW机组煤耗评比数据，最佳供电煤耗是301.52g/Kw·h。
300MW机组世界先进水平的供电煤耗是285g/Kw·h。
我国当前供电煤耗相当于发达国家1990 年左右的平均水平。
大部分电厂的发电煤耗还有很大提升空间。
另一方面，我国目前的大气污染状况很严重，氮氧化物、二氧化碳排放量分别居世界第一位和第二位，因此造成了高昂的经济成本和环境成本。
研究表明大气污染造成的经济损失占GDP的3-7%。
造成严重大气污染的主要原因也在于我国以燃煤为主的能源结构，煤炭能源占整个能源的70%左右，大气污染中烟尘和二氧化碳排放量的70%、二氧化硫的90%、氮氧化物的67%来自于燃煤。
截至2006年底，中国环境统计的煤炭消费总量达到了23.7 亿吨，其中火电燃煤量达12.63 亿吨，占总煤炭消费的50% 以上，成为最大的消费途径。
燃煤价格的上涨和污染排放的限制,使国内燃煤电站面临着提高锅炉效率与降低污染排放的双重要求，迫切需要面向节能、降耗与降低污染、安全运行的生产过程优化控制与调度方法。
锅炉燃烧优化技术能够有效提高机组运行效率,降低发电成本,显著降低锅炉污染物的排放，并能够监督保障锅炉的安全运行。
三国内外在相关领域的研究和应用现状3.1燃烧优化控制的研究和应用现状早在上世纪八十年代末，美国和日本专家就声波测量炉膛烟气温度进行了研究。
声波电站锅炉燃烧是个复杂的物理化学过程,涉及到燃烧学、流体力学、热力学、传热传质学等学科领域任何与燃烧相关参数的检测、与燃烧相关设备的改造,都可以称为燃烧优化,包括DCS控制逻辑的优化、控制模型的设计。
从锅炉燃烧优化技术角度看,锅炉燃烧优化技术可以分为三类:第一类通过在线检测锅炉燃烧的重要参数,指导运行人员调节锅炉燃烧,这类燃烧优化技术目前在国内占据着主导地位。
第二类燃烧优化技术是在DCS的基础上,作为锅炉运行的监督控制系统,通过采用先进的控制逻辑、控制算法或人工智能技术,实现锅炉的燃烧优化随着先进控制和人工智能技术的逐步成熟和在工业上成功的应用,这类燃烧优化技术发展迅猛。
第三类燃烧优化技术在设备层面,通过对燃烧器、受热面等的改造实现锅炉的燃烧优化调整。
上述三类技术在实际中各有优点和应用但其中第二类技术不需要对锅炉设备进行任何改造,能够充分利用锅炉的运行数据,在DCS控制的基础上,通过先进建模、优化、控制技术的应用,直接提高锅炉运行效率,降低NOx排放,具有投资少、风险小、效果明显的优点,因而成为很多电厂首选的燃烧优化技术。
近几年来，随着锅炉燃烧在线检测、诊断技术的发展，许多以前难以测得重要燃烧参数例如炉膛燃烧截面的O2、CO浓度与温度分布值都变成了实实在在、精确的在线数据被送到DCS以及燃烧优化软件。
应用实践证明，第一类与第二类技术的结合可以取得事半功倍的效果。
第一类技术直接服务于第二类技术。
20世纪80年代末期和90年代初期，随着我国电厂“节能降耗”措施的推行，电厂开始普遍关注锅炉燃烧优化技术，通过燃烧优化降低锅炉煤耗，提高火电厂发电效率。
20世纪90年代中期和末期，随着测量技术的发展，许多企业研制开发了一系列重要的影响锅炉燃烧参数的在线测量仪表，如飞灰含碳量在线检测装置、煤粉浓度细度在线检测装置、煤质成分在线检测装置、锅炉火焰监测系统等。
同期，随着人工智能技术的发展，在分散控制系统DCS层面上控制逻辑的优化，先进的人工智能技术在锅炉燃烧优化上应用的研究也开始受到了广大科研人员的关注。
20世纪90年代末期，随着社会对环境的关注，电站锅炉燃烧优化已由最初的以安全性、经济性为目标的优化发展到经济性、安全性、环保并举的时期。
电子信息技术、人工智能技术给电站锅炉燃烧优化注入了新的活力，锅炉燃烧优化技术进入新的快速发展时期。
我国研究电站锅炉燃烧优化技术的高校、研究所、企业、工程公司有近千家，这近千家单位可分为两类。
企业、工程公司为一类，大都从实用角度出发，重点研究开发影响锅炉燃烧参数的测量、监测仪表。
高校、科研院所侧重于从理论角度出发，重点研究新的控制技术在电站锅炉燃烧优化上的应用。
不过这样划分并不绝对。
现在，这样的界限并不是很明显。
高校、科研院所也开始研制影响锅炉燃烧参数检测、监测的产品。
而企业、工程公司也开始关注新的控制技术在锅炉燃烧优化上的应用。
国外的人工智能控制算法已经在电站锅炉燃烧优化上实现了大规模工业应用，取得较好的成绩。
如德国西门子公司的P-3000产品、美国NEUCO公司的CombustionOpt。
但是国外产品对于中国市场来说存在两个方面的问题：一是国外产品不太适应国内电厂实际运行情况；二是国外产品价格昂贵，一般在四、五百万甚至千万人民币不等，而且其服务费用高昂，再加上路途遥远导致难以快速响应客户的服务需求。
3.2炉膛温度测量技术的现状和缺点正因为炉膛温度测量如此重要，长期来人们进行了大量研究，开发出了各种不同原理的测量装置，但由于其固有的缺点，应用情况一直不佳，甚至大部分锅炉上至今仍是一个空白，使锅炉燃烧监控失去了一个重要依据。
传统炉膛温度测量装置主要有接触式（伸缩式温度计）和非接触式两类，而非接触式常见有辐射式温度计和光谱图象检测系统，这些技术存在的缺点是：1）接触式（伸缩式温度计）目前300MW及以上机组的锅炉均配供有价格昂贵的测量炉膛出口烟气温度的伸缩式温度计，但由于探针深入炉膛很长，笨重、易变形卡涩，故障率高，因此，许多电厂实际上已停用。
此外，探针受耐温限制，一般仅在锅炉启动时伸入炉膛测量出口烟气温度，当烟温达到一定值时，必须马上退出炉膛，因此，其允许使用温度范围和作用也有限。
2）辐射式温度计众所周知炉膛烟气辐射大多不在可见光范围内，因此，目前常见的辐射式温度计主要是红外式温度计，它测量表面或区域的红外光强度。
由于炉膛烟气是气态发光，温度分布不均匀，成分不固定，再加上飞灰颗粒辐射的存在，因此，组成的光谱波长和穿透力等不确定，从而导致被测区域不确定，测量误差大。
由于上述缺点影响了辐射式温度计在锅炉炉膛烟气温度测量领域的应用。
3）飞灰颗粒辐射光谱测量这类温度测量系统是利用图像检测炉膛烟气中主要是飞灰颗粒辐射的可见光（包栝一定波长红外光，以提高温度测量上限），经计算机进行极其复杂的图象处理，从而得到炉膛内烟气的温度分布。