针对深度调峰工况下,锅炉瞬态超温风险难以提前感知的行业难题,提出一种基于多物理场耦合模拟与 LSTM-Transformer 时序预测的锅炉超温智能感知模型。首先,通过锅炉耦合数值,模拟揭示温度动态响应机理,采用主成分分析方法降维提取关键特征;然后,用LSTM 捕捉时序数据中的长期依赖关系,利用Transformer 自注意力机制,捕捉多维物理变量间的复杂耦合关系,最终实现壁温预测以及超温风险分级。在江西某700 MW 超临界机组的应用表明,模型能提前2 min 预警到超温事件,预测平均绝对误差值低于0.8 ℃,决定系数超过0.92,将锅炉壁温
管控从“事后波动修正”转为“事前预测调控”。该研究成果为火电机组深度调峰安全运行提供了新的技术路径。
[1] 严新荣,高翔,于鹏峰,等 . 燃煤发电机组灵活运行安全性挑战 与对策研究[J]. 中国电机工程学报,2025,45(11)∶4318-4336.
[2] 李德波 . 燃煤电厂深度调峰技术与应用[M]. 北京∶中国电 力出版社,2024.
[3] 方顺利,梅晟东,刘凯,等 . 面向深度调峰和智能发电的炉膛温 度场在线监测及预测综述[J]. 热力发电,2025,54(04)∶13-23.
[4] Gupta T,Rahman M,Jiao X,et al. Four-stage multi-physics simulations to assist temperature sensor design for industrial- scale coal-fired boiler[J].Sensors,2023,24(01)∶154.
[5] 郑扬 . 基于数值模拟的辐射-对流受热面超温实时诊断[D]. 广州:华南理工大学,2022.
[6] 宁新宇,黄鉴,王静远,等 . 超临界燃煤机组锅炉水冷壁安全运 行监测技术应用[J]. 洁净煤技术,2025,31(增刊2)∶644-650.
[7] 周钱,钱进,邓传记,等 . 超临界锅炉水冷壁结垢模拟及寿命预 测[J]. 贵州大学学报( 自然科学版),2025,42(04)∶34-41.
[8] 梁超,张钦 . 基于神经网络模型的锅炉受热面超温预测研 究[J]. 自动化应用,2025,66(11)∶283-286.
[9] Cheng Y,Liu X,Wang Z,et al. Dense residual LSTM-attention network for boiler steam temperature prediction with uncer‐ tainty Analysis[J]. ACS Omega,2022,7(13)∶11422-11429.
[10] Li Q,Zhang H,Sun L,et al. Enhancing efficiency in coal- fired boilers using a new predictive control method for key parameters[J].Sensors,2026,26(01)∶330.
[11 Sheng,Wanxing,Yang,et al.Enhanced transformer for multi‐ variate load forecasting∶timestamp embedding and convolu ‐ tion-augmented attention[J]. Energies,2026,19(03)∶596.
[12] 熊敏,吴文宝 . 光伏超短期发电量预测算法研究及应用[J]. 江西电力,2024,48(06)∶52-57.
[13] 樊昱晨,周永清,韦昌,等 .燃煤锅炉屏式过热器超温预测的数 据驱动建模[J]. 中国电机工程学报,2025,45(19)∶7634-7644.
[14] 林枫,丁红蕾,魏超杰,等 . 基于主成分分析-神经网络的燃 煤电厂二氧化碳排放预测[J]. 中国电机工程学报,2026, 46(01)∶305-314.