一、行业背景

随着我国能源行业的结构布局变化,火电机组深度调峰已成为构建新型电力系统的关键环节,火电厂进行灵活性改造和深度调峰的需求持续增加。深调过程中由于锅炉再热蒸汽温度较低、燃烧不充分以及反复调峰造成的水冷壁受热面温度不断变化、壁温偏差大、局部易超温,会导致鳍片开裂、爆管等问题，给锅炉的安全运行带来了潜在的威胁。

金属部件的应变情况，直接关系到其结构稳定性和使用寿命。对于锅炉水冷壁这类长期处于高温、高压复杂工况下的关键部件，精准掌握其应变变化，直观的监测金属壁面的应变情况，是预判安全风险的有效手段。如果可以监测到水冷壁关键金属部位的应变情况，及时发现潜在的风险，对火电机组的安全运行有重大意义。

二、技术突破

在力学范畴中，应变指的是在力 F 的作用下，物体的长度变化（Δl）相对于原长（l0）的比例，其计算公式为 ε = Δl/l0。简单来说，它反映了物体在外力作用下发生形变的程度。常温状态下的物体应变监测技术已经相对成熟，如桥梁和建筑结构健康监测、地质勘探和基础设施安全监测、风机叶片结构健康监测等，但高温状态下（200~650℃）的应变情况一直缺乏有效检测手段。

天津学森研发生产的光纤光栅高温应变传感器，可以在650℃以下的高温环境中，直接、精准地测量金属的微应变。它可以直接安装在火电机组水冷壁关键部位金属壁面上，实时捕捉金属壁面产生的微应变变化。

三、光纤光栅高温应变传感器技术优势

1.高温应变：可长期稳定监测650℃以下的金属应变情况；

2.直接监测：直接监测物体的微应变（με），无需间接推算，数据可靠；

3.长期稳定：化学性质稳定，本质安全，寿命可达数十年。

将传感器监测到的金属微应变数据与其他相关运行参数（如温度、压力等）进行综合分析，工作人员能够精准计算出金属部件所承受的实际受力情况。基于这些准确的数据，可以提前预判水冷壁是否存在鳍片开裂、爆管等风险，及时采取针对性的维护和检修措施，将安全隐患扼杀在萌芽状态，保障火电机组稳定运行，降低企业运维成本，避免因设备故障导致的停产损失，为火电机组安全运行保驾护航。