火电厂锅炉的过热汽温控制系统是火力发电机组控制系统的重要组成部分之一,其基本任务是调节过热器的出口汽温在给定范围以内,保证机组的安全经济运行。目前,火电厂锅炉大都采用喷水减温手段控制过热汽温,为保证提供给汽轮机的过热蒸汽具有优良品质,现行的火电厂锅炉过热汽温控制系统采用了串级控制系统,并引入了机组负荷、送风量、燃烧器摆角等前馈补偿信号,但还是不能有效克服机组的负荷大幅变化或者燃烧率自发性扰动对过热汽温的影响,易造成过热汽温超调。现代火焰检测及图像处理技术的高速发展使得获取炉膛内部燃烧火焰的信息成为现实,利用C++Builder 软件和获取的炉膛火焰信息,可以重建炉膛三维温度场,并进一步计算出反映燃料燃烧所释放热量的炉膛辐射能信号。本文以广东某电厂《燃烧三维可视化诊断及机组负荷控制新技术研究项目》为背景,探讨辐射能信号在电站锅炉过热汽温控制系统中的应用。辐射能信号既能代表机组负荷水平又能快速反映炉膛燃烧率的变化情况,如果以此作为前馈补偿信号引入汽温控制系统,可以及时动态补偿负荷扰动和燃烧率扰动对过热汽温的影响。因此,本文在通过辨识手段建立辐射能信号与过热汽温动态关系模型的基础上,分析辐射能的动态特性,设计具有辐射能信号动态前馈的过热汽温控制系统及其前馈控制器,并利用MATLAB 中的Simulink 仿真工具对所设计的系统和未改进的系统进行了仿真与对比分析,以验证采用辐射能前馈补偿信号的系统克服负荷扰动和燃烧率扰动的能力与效果,为火电厂锅炉过热汽温控制系统的改进提供依据。