在新型电力系统加速建设背景下，“十五五”期间我国火电行业将完成功能重构，彻底退出传统基荷供电主体定位，转变为支撑新能源消纳的电网调峰、调频、备用调节电源，机组30%额定负荷以下深度调峰、超低负荷稳燃、频繁变负荷将成为常态化运行工况。以往燃煤机组以高负荷稳态运行为主，超低负荷深调峰仅为应急工况，而十五五及以后，新能源并网的波动性将倒逼机组长期在30%额定负荷以下极限工况运行，中速磨煤机的运行边界、负荷特性及工作模式发生颠覆性变化。传统粉管可调缩孔静态调平技术基于高负荷稳态工况设计，无法适配新时代机组超低负荷、动态变负荷的运行需求，已成为诱发制粉系统风粉失衡、炉膛热负荷不均、受热面局部超温的核心技术短板。本文结合十五五火电转型趋势，系统剖析深调峰新工况下中速磨煤机运行特性迭代规律，论证静态调平技术的固有适配缺陷，厘清风速失衡与局部超温的耦合机理，提出适配火电新工况的动态风速调平及超温防控技术体系，为新型电力系统下燃煤机组安全高效深度调峰提供技术参考。

一、十五五期间火电功能转型与制粉系统工况颠覆性变革

（一）火电功能定位与运行模式迭代升级

“十五五”是新型电力系统成型的关键阶段，风光新能源装机占比持续提升，其随机性、波动性并网特性对电网稳定控制提出更高要求。火电功能随之彻底转型，从传统电量型基荷电源转变为适配新能源消纳的灵活性调节电源，机组运行逻辑全面重构。传统火电以高负荷、长稳态运行为主，调峰幅度小、变负荷频次低，超低负荷运行时长占比不足5%；十五五之后，机组需常态化承接30%额定负荷以下深调峰、大幅变负荷、频繁启停及快速升降负荷等严苛工况，超低负荷运行时长占比将升至30%以上，制粉系统长期偏离设计额定工况运行。

运行工况的变革彻底改变了中速磨煤机的工作边界。传统工况下磨煤机稳定运行于50%～100%额定出力区间，一次风参数、煤粉输送及磨内流场均契合设计标准；新工况下，磨煤机长期在低出力区间非稳态运行，低风压、低风速、变负荷的运行特性，使设备阻力特性、风粉分配规律完全偏离设计及高负荷工况，传统稳态适配型调节模式彻底失效。

（二）新工况下中速磨煤机核心运行特征变化

相较于传统高负荷稳态运行，十五五常态化深调峰工况下，中速磨煤机呈现四大全新运行特征，成为粉管风速失衡的结构性诱因。一是一次风调节裕度大幅缩减，超低负荷下风量、风压无法随煤量线性匹配，为满足干燥防堵要求，一次风参数固化于低位区间，流场抗扰动能力显著衰减；二是磨煤机极低出力低效运行，研磨质量下降、煤粉细度波动加剧，各粉管煤粉输送量及粒径分布差异持续扩大；三是机组频繁变负荷引发制粉系统动态扰动，磨内流场、管道阻力实时变化，稳态阻力平衡持续被打破；四是深调峰阶段单磨低出力、少磨稳燃成为常态，磨间及磨内风粉分配耦合偏差不断累积。

二、传统可调缩孔静态调平技术的适配性缺陷

目前国内煤粉锅炉普遍采用可调缩孔静态调平模式，该技术依托机组高负荷稳态工况，通过一次性调校缩孔开度补偿管道固有阻力差，实现额定工况下粉管风速均匀分配，适配传统基荷运行模式。但在十五五常态化超低负荷深调峰、动态变负荷新工况下，该技术存在根本性适配缺陷，已无法满足机组安全稳定运行需求。

（一）静态调平仅适配高负荷稳态，无法适配超低负荷非稳态工况

静态调平的核心设计逻辑适配高负荷湍流稳态、恒定阻力工况，调校工作均在80%～100%额定负荷下完成。高负荷下一次风流速高、湍流强度大，管道固有阻力差异影响微弱，静态调校可实现风速均匀。而30%额定负荷以下超低负荷工况中，一次风流速大幅降低，气流由湍流转为层流、弱湍流状态，流场特性、管道阻力及缩孔节流特性发生质变，高负荷适配的静态开度会引发节流偏差急剧放大，风速分配体系彻底失衡。同时静态调平为定值调校，无法适配变负荷过程中的动态阻力变化，负荷波动后风速平衡状态随即失效。

（二）缩孔设备特性缺陷在新工况下被极致放大

传统机械式可调缩孔存在调节线性度差、精度低、易积粉卡涩、反馈失真等固有缺陷，高负荷工况下高风速强吹扫可抵消上述缺陷的影响。但在超低负荷工况下，流场吹扫能力薄弱，缩孔缝隙、管道弯头及节流区域易积粉结焦，持续改变管道流通阻力；同时超低负荷对风速调节精度要求提升3倍以上，缩孔微小磨损、卡涩都会引发风速大幅偏差。静态调平无法实时修正阻力偏移、清除积粉，形成“积粉-阻力畸变-风速失衡-积粉加剧”的恶性循环。实测数据表明，静态调平后的粉管在超低负荷下风量最大偏差达60%，煤粉量偏差超25%，更有个别火电厂出现粉管煤粉沉降结焦堵塞粉管的现象，严重威胁安全生产。

（三）静态调平无法适配磨煤机新工况的差异化分流特性

传统满出力工况下，磨内流场均匀稳定，各粉管取风取粉条件一致，仅需补偿管道外部阻力即可实现风速调平。而十五五新工况下，磨煤机长期低出力运行，磨内涡流、偏流常态化，且不同负荷、煤质、分离器转速下磨内分流规律动态变化，粉管入口风粉供给偏差持续波动。静态可调缩孔仅能修正固定管道阻力，无法适配磨内动态流场变化，不能从源头消除系统性风粉分配偏差，调平效果治标不治本。

三、新工况下粉管风速失衡引发热负荷不均与局部超温的演变机理

十五五火电功能转型后，超低负荷深调峰常态化叠加静态调平技术失效，粉管风速失衡由偶然工况问题转变为常态化系统问题，逐级诱发炉膛燃烧紊乱，使受热面局部超温从偶发故障转为频发缺陷，故障演化机理较传统工况更为复杂。

（一）高风速粉管富燃集聚，形成持续性局部高温区

静态调平失效导致超低负荷下部分粉管风速偏高、煤粉输送量超标，对应燃烧器形成固定富燃高温区域。区别于传统短时超低负荷工况，十五五期间该局部高温区域长期存续，在炉膛整体稳燃性偏弱的背景下，局部燃烧强度远超炉膛均值，火焰中心偏移、烟气温度居高不下，造成水冷壁、屏式过热器、高温再热器等受热面持续热负荷超限。同时高风速气流卷吸低温烟气形成回流，进一步强化局部换热效应，大幅提升超温频次、幅度及持续时长。

（二）低风速粉管积粉贫燃，加剧炉膛燃烧失衡极化

风速偏低的粉管因静态阻力匹配失衡、积粉堵塞常态化，出现煤粉供给不足、燃烧滞后问题，形成固定贫燃低温区域。该区域燃烧效率低、火焰稳定性差，易引发炉膛火焰偏斜、贴壁燃烧，进一步压低炉膛整体温度，倒逼高温烟气向富燃区域集聚，形成燃烧极化失衡格局。同时低风速管道持续积粉，存在煤粉氧化自燃风险，未燃尽煤粉随烟气流动易造成尾部受热面换热不均，诱发尾部区域局部超温。

（三）低负荷水动力耦合恶化，放大超温损伤效应

30%额定负荷以下超低负荷工况会同步弱化锅炉水冷壁水动力特性，造成管内流量分配不均、换热系数下降，受热面散热能力大幅降低。常态化深调峰工况下，热负荷不均与水动力失衡形成叠加效应，微小风速偏差即可引发管壁温度快速超限。长期反复的局部超温会加剧管壁高温氧化、蠕变变形，诱发起皮、裂纹等缺陷，大幅提升爆管风险，同时引发锅炉结焦、烟温不均、排烟损失增大等问题，严重影响机组深调峰运行的安全性与经济性。热负荷不均叠加水循环减弱及不均导致同墙水冷壁管温拉大到100℃左右，产生强大的应力，威胁安全生产。

四、适配十五五火电新工况的风速动态调平与超温防控优化体系

针对十五五火电转型后中速磨工况迭代、静态缩孔调平失效、超低负荷超温常态化的突出问题，本文摒弃传统单一静态调平模式，从设备升级、动态调平、参数协同、逻辑迭代、工况适配五个维度，构建适配常态化深调峰的系统性超温防控技术体系。

（一）淘汰单一静态调平，推进可调缩孔设备升级治理

开展粉管节流设备专项升级治理，根除静态调平硬件缺陷。更换磨损严重、卡涩失灵、调节精度不足的老旧机械式缩孔，替换为高精度、防积粉、自适应的新型节流装置；对在用缩孔全面检修校准，清理积粉结焦、修复变形部件，保障调节线性度与反馈精度。同时适配超低负荷积粉特性，建立缩孔定期吹扫、校验、维护机制，消除硬件调节偏差，为动态调平筑牢设备基础。

（二）建立超低负荷动态调平机制，替代传统静态定值模式

打破传统高负荷一次性静态调平模式，建立分负荷、变工况、常态化动态调平机制。针对20%～30%超低负荷区间制定专属风速调平标准与调校方案，摒弃单一高负荷调校参数。机组进入深调峰工况后，实时检测各粉管风速、煤粉浓度，结合炉膛壁温、烟温分布动态微调开度，确保各负荷区间粉管风速偏差≤±5%。严格执行变负荷后参数复核修正制度，彻底解决静态参数无法适配动态工况的核心问题。

（三）优化制粉系统超低负荷运行参数匹配

适配十五五深调峰常态化工况，重构制粉系统参数调节逻辑。一是适度抬升超低负荷一次风母管压力，在保障干燥防堵的前提下稳定流场，弱化层流工况下阻力偏差对风速的影响；二是精准匹配动态分离器转速，将超低负荷煤粉细度R90稳定控制在18%～20%，规避煤粉过细超温、过粗燃尽差问题；三是优化磨组运行组合，优先保障下层磨稳燃运行，减少单磨极致低出力工况，降低磨内流场畸变与风粉分配偏差。

（四）燃烧系统协同优化，均衡炉膛热负荷分布

以动态风速调平为核心，构建风粉协同燃烧优化体系。优化二次风、燃尽风配比，针对性补强贫燃区域配风、抑制富燃区域过氧燃烧，均衡各燃烧器燃烧强度；动态调整燃尽风开度，优化火焰中心位置，遏制高过、高再区域局部超温。建立壁温、烟温与粉管风速、配风参数的联动调节机制，实现风粉分配、燃烧工况、受热面温度的动态协同，从源头均衡炉膛热负荷。

（五）迭代DCS控制逻辑，固化新工况智能防控策略

依托机组DCS系统，新增深调峰专属控制模块，迭代升级传统基荷工况控制逻辑。录入30%额定负荷以下多区间风速、风压、煤粉细度最优控制曲线，实现超低负荷制粉参数自动精准调节；增设风速偏差、壁温超限智能预警及自动干预功能，实现故障主动防控。将动态调平最优经验固化为自动控制程序，适配机组频繁变负荷特性，保障全超低负荷区间风粉分配均匀、热负荷稳定。

五、工程应用效果与十五五推广价值

采用“动静态调平+系统协同”的综合优化体系后，机组深调峰运行品质大幅提升。30%额定负荷以下工况粉管风速偏差稳定控制在±5%以内，煤粉分配均匀性显著改善，彻底解决静态调平引发的风粉失衡难题。炉膛火焰分布均匀、无偏斜贴壁现象，热负荷分布偏差降低80%以上，受热面局部超温频次下降95%，有效规避了管壁蠕变、高温氧化及爆管风险。同时机组超低负荷燃烧效率、脱硝运行稳定性显著提升，供电煤耗有效降低，深调峰安全裕度与运行经济性全面升级。

十五五期间火电调节属性持续强化，超低负荷常态化运行成为行业新常态，传统稳态适配型调节技术已无法适配新工况。本文提出的动态调平防控体系，精准匹配火电功能转型后的制粉系统运行特性，从根本上解决了静态调平的适配性短板，可为同类型机组提升深度调峰能力、保障超低负荷安全稳定运行提供可复制的技术方案，对推进火电灵活性改造、支撑新能源规模化消纳、保障新型电力系统稳定运行具有重要工程价值。

六、结论

十五五是火电功能转型的关键窗口期，机组全面转向电网调节支撑功能，30%额定负荷以下深调峰常态化、变负荷频繁化，使中速磨煤机长期脱离设计稳态工况运行。传统可调缩孔静态调平技术基于高负荷稳态工况设计，存在动态适配性差、调节能力缺失、工况适应性不足等根本性缺陷，是超低负荷下风粉失衡、热负荷不均、局部超温的核心技术瓶颈。

以动态风速调平为核心，配套设备治理、参数优化、燃烧协同、控制迭代的系统性技术体系，可精准适配十五五火电新工况，从源头解决粉管风速分配不均问题，有效均衡炉膛热负荷、根治超低负荷局部超温隐患。在新型电力系统建设纵深推进的背景下，常态化开展超低负荷风粉动态调平与燃烧优化，是燃煤机组适配功能转型、提升灵活调节能力、筑牢电网兜底保障能力的关键举措，可为“双碳”目标下电力系统安全稳定运行提供坚实支撑。