论文部分内容阅读
【摘要】本文就350MW火电机组仿真系统的应用以及研究进行进行细致的分析，突出机组仿真系统的基本特征，其中具体有着仿真机功能、机组模型、系统结构等特征。通过实际运用以及不断研究发现，350MW机组仿真系统对促进现场集控运行人员处理事故能力以及操作水平的提高有着一定的帮助。
【关键词】350MW机组；仿真系统；研究；应用
【中图分类号】TM611
1.前言
随着我国火电机组在生产培训中广泛的运用仿真系统，使集控运行人员全面掌握机组启停和遇事故处理操作技能，丰富实际操作经验和促进全能值班培训开展。本文根据350MW火电机组仿真系统的应用及存在问题进行分析，通过运用仿真系统对机组存在的问题进行改造，促进350MW机组在运行时具备一定的安全、经济性。
2.研究概况
2.1实施扩建机组的具体情况
2011年1月13号17时，我厂扩建的4号机组顺利通过168小时试运行并移交生产，该机组汽轮机为：C260/N350-16.7/537/537型抽汽凝汽式汽轮机；发电机型号为QFSN-350-2，锅炉为：HG-1165/17.5-HM3，亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的∏型汽包炉。配5台MPS212HP-II中速磨煤机，正压直吹式制粉系统，采用摆动式直流燃烧器、四角布置、切向燃烧方式，每台磨煤机对应一层燃烧器。每角燃烧器为5层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，排渣方式采用固态连续干式排渣，每台炉配一台干式排渣机，干式排渣系统向炉膛的漏风率小于1%锅炉总风量。锅炉尾部采用选择性催化还原脱硝工艺（SCR）。通过分析350MW机组的实际情况，最终确定采用虚拟DPU站仿真系统，从而实现和生产现场机组逻辑与组态完全相同的仿真演练，有着极高的逼真程度，2010年12月我公司的仿真机通过完成调试安装并且全面投入使用。
2.2机组仿真系统的构造
（1） 教练员台系统框架结构：教练员台是整个仿真机系统的核心，所有仿真模型的运算和通讯管理以及仿真培训功能的完成，都是通过它来实现的。教练员台构架在JSSC仿真支撑系统的内核之上，以Windows 2000中文版为平台，全面实现先进的工教合一功能.在教练员站主机上首先启动NetWin.Exe，再执行教练员站主程序TrainerXh.Exe；同时启动虚拟DPU站主机上的NetWin.Exe，务必在出現该程序的主画面后再执行虚拟DPU的主程序SimP4.exe；当自检窗口的DPU变成绿色的仿真DPU后，表示虚拟DPU启动完毕。点击教练员站主菜单[通讯功能]中的“连接虚拟DPU”项，完成与虚拟DPU站的通讯初始化；点击“初始化”按钮，等待右小角绿色柱条变为红色时，表示教练员站与虚拟DPU站的通讯初始化过程完成。
（2） 教练员站的功能：点击教练员台主画面“复位工况”按钮，即可出现复位工况窗口， 点击“自动复位”按钮前，首先在列表网格中根据待工况信息选定待复位工况。本系统共提供100个IC工况。点击“运行”按钮后，系统开始运行。在保存工况时，所有系统（教练员站及虚拟DPU系统）应处于冻结状态。在点击“保存工况”按钮前，应首先选定工况IC号。按回车键即可完成工况描述。故障设定是指由教练员在模型运行时人工设置故障内容，故障按锅炉、汽机、电气三个系统分为三个部分。故障类型共分为开关量故障和模拟量故障两种形式。开关量故障是指故障状态只有0和1两种状态。模拟量故障是指故障具有多种状态，故障值的范围具有可调性，如设置“水冷壁泄漏”故障的可选范围为0～100，分别代表不同的故障泄漏程度。“故障延迟时间”是指故障设置完成后延迟多长时间开始给模型变量赋值，即故障开始发生作用。在“故障延迟时间”编辑栏中键入所设时间值，单位为秒。若时间值为0，则该故障立即发生。 “故障渐变周期”是指从故障开始值到故障目标值所需的时间，单位为秒，这是故障线性化渐变加入的过程。若“故障渐变周期”值为0，则表示直接加入故障目标值。在所有的故障特性值输入完毕后，点击“设定”按钮，则故障设置工作完毕，在“消除故障”窗口的列表网格中将自动出现刚加入的故障内容。点击主画面“消除故障”按钮，出现“消除故障”窗口。在“消除故障”窗口的列表网格中选中所需消除的故障，点击“消除”按钮，则模型变量值恢复为正常值，故障消除工作完毕，该项在列表网格中自动删除，“故障设定”窗口中该项故障的故障状态值变为0。
3.仿真机的基本特征
（1）有着较短的开发周期，通常情况下，开发仿真机组均要有超过6个月的时间，由于本次在运用之前构建详细的研究办法、且有着较为充分的准备工作，使开发仿真机组的任务在较短的时间内便能顺利完成
（2）机组模型具有独特的性质，在全国中350MW火电机组没有电动给水泵是非常少见的，所以，我厂350MW机组对运行人员的操作技能水平提出了较高的要求，运行人员可以在仿真机上对设备进行运行操作及调整演练，丰富完善操作经验。
（3）有着能够和实时系统互相连接的基础，在与实时数据库互相连接时，能够更新升级仿真系统的实际组态与逻辑。
（4）仿真机组可以根据现场实际进行外部参数设定和模型局部加速，在仿真系统运行时对模型中的一些常量进行修改设定，如环境温度、环境压力、电网频率等；同时对某些变化过程较慢的模块进行单独加速，如上水、底部加热、暖机等过程。
4.仿真机机组的具体功能
（1）仿真机组的模型中有辅机以及主机进行保护以及连锁，例如，在启动磨煤机时要确保能够满足所有启动条件才能进行启动，否则无法启动。
（2）仿真机组能够实现从冷态启动开始，直至带满负荷，以及滑参数停机，还有13个工况可以对机组启动的每个环节进行分解操作演练。让学员从动态过程中掌握操作流程、了解逻辑内容，从整体上有认知直至熟练掌握。
（3）通过仿真机模拟实时运行中的异常和故障，并能正确反映故障现象，以及故障时相应的保护动作情况，在仿真系统使用中发现6KV和380V系统电源负荷接引存在的设计缺陷已提出合理化建议。
（4）设置故障：通常机组仿真系统中的机、炉、电等有存在着较多的故障，同时可以通过了解故障的情况对故障类型进行设置并且灵活、多元化的进行组合，现有10套组合故障供学员演练，一般学员的操作均是在前台的操作员站上进行，而后台的教练员站上对工况和故障进行设置则是教练员完成。
（5）就地操作站可以完成系统的阀门操作以及转机停送电，例如，在电气就地操作站完成磨煤机的送电操作、在汽机就地站中完成汽水系统疏水门摆布等。
（6）机组仿真系统的教练员站能够保存、设置以及选择系统工作、暂停以及启动的程序；还可以设置系统故障，并且能够运行、冻结系统。
【参考文献】
[1]郭显平，赵星涛.台州电厂330MW火电机组仿真机概况[J].浙江电力，2003，1（01）：187-188.
[2]李平康.现代火电厂仿真机开发与应用的一体化集成技术[J].国际电力，2003，18（04）：243-244.
[3]刘江华.超临界机组仿真机的调试和验收[J].华电技术，2011，11（03）：264-265.
[4]周亚军.300MW汽轮机数字电液调节系统建模与仿真研究[D].重庆大学2010.
【关键词】350MW机组；仿真系统；研究；应用
【中图分类号】TM611
1.前言
随着我国火电机组在生产培训中广泛的运用仿真系统，使集控运行人员全面掌握机组启停和遇事故处理操作技能，丰富实际操作经验和促进全能值班培训开展。本文根据350MW火电机组仿真系统的应用及存在问题进行分析，通过运用仿真系统对机组存在的问题进行改造，促进350MW机组在运行时具备一定的安全、经济性。
2.研究概况
2.1实施扩建机组的具体情况
2011年1月13号17时，我厂扩建的4号机组顺利通过168小时试运行并移交生产，该机组汽轮机为：C260/N350-16.7/537/537型抽汽凝汽式汽轮机；发电机型号为QFSN-350-2，锅炉为：HG-1165/17.5-HM3，亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的∏型汽包炉。配5台MPS212HP-II中速磨煤机，正压直吹式制粉系统，采用摆动式直流燃烧器、四角布置、切向燃烧方式，每台磨煤机对应一层燃烧器。每角燃烧器为5层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，排渣方式采用固态连续干式排渣，每台炉配一台干式排渣机，干式排渣系统向炉膛的漏风率小于1%锅炉总风量。锅炉尾部采用选择性催化还原脱硝工艺（SCR）。通过分析350MW机组的实际情况，最终确定采用虚拟DPU站仿真系统，从而实现和生产现场机组逻辑与组态完全相同的仿真演练，有着极高的逼真程度，2010年12月我公司的仿真机通过完成调试安装并且全面投入使用。
2.2机组仿真系统的构造
（1） 教练员台系统框架结构：教练员台是整个仿真机系统的核心，所有仿真模型的运算和通讯管理以及仿真培训功能的完成，都是通过它来实现的。教练员台构架在JSSC仿真支撑系统的内核之上，以Windows 2000中文版为平台，全面实现先进的工教合一功能.在教练员站主机上首先启动NetWin.Exe，再执行教练员站主程序TrainerXh.Exe；同时启动虚拟DPU站主机上的NetWin.Exe，务必在出現该程序的主画面后再执行虚拟DPU的主程序SimP4.exe；当自检窗口的DPU变成绿色的仿真DPU后，表示虚拟DPU启动完毕。点击教练员站主菜单[通讯功能]中的“连接虚拟DPU”项，完成与虚拟DPU站的通讯初始化；点击“初始化”按钮，等待右小角绿色柱条变为红色时，表示教练员站与虚拟DPU站的通讯初始化过程完成。
（2） 教练员站的功能：点击教练员台主画面“复位工况”按钮，即可出现复位工况窗口， 点击“自动复位”按钮前，首先在列表网格中根据待工况信息选定待复位工况。本系统共提供100个IC工况。点击“运行”按钮后，系统开始运行。在保存工况时，所有系统（教练员站及虚拟DPU系统）应处于冻结状态。在点击“保存工况”按钮前，应首先选定工况IC号。按回车键即可完成工况描述。故障设定是指由教练员在模型运行时人工设置故障内容，故障按锅炉、汽机、电气三个系统分为三个部分。故障类型共分为开关量故障和模拟量故障两种形式。开关量故障是指故障状态只有0和1两种状态。模拟量故障是指故障具有多种状态，故障值的范围具有可调性，如设置“水冷壁泄漏”故障的可选范围为0～100，分别代表不同的故障泄漏程度。“故障延迟时间”是指故障设置完成后延迟多长时间开始给模型变量赋值，即故障开始发生作用。在“故障延迟时间”编辑栏中键入所设时间值，单位为秒。若时间值为0，则该故障立即发生。 “故障渐变周期”是指从故障开始值到故障目标值所需的时间，单位为秒，这是故障线性化渐变加入的过程。若“故障渐变周期”值为0，则表示直接加入故障目标值。在所有的故障特性值输入完毕后，点击“设定”按钮，则故障设置工作完毕，在“消除故障”窗口的列表网格中将自动出现刚加入的故障内容。点击主画面“消除故障”按钮，出现“消除故障”窗口。在“消除故障”窗口的列表网格中选中所需消除的故障，点击“消除”按钮，则模型变量值恢复为正常值，故障消除工作完毕，该项在列表网格中自动删除，“故障设定”窗口中该项故障的故障状态值变为0。
3.仿真机的基本特征
（1）有着较短的开发周期，通常情况下，开发仿真机组均要有超过6个月的时间，由于本次在运用之前构建详细的研究办法、且有着较为充分的准备工作，使开发仿真机组的任务在较短的时间内便能顺利完成
（2）机组模型具有独特的性质，在全国中350MW火电机组没有电动给水泵是非常少见的，所以，我厂350MW机组对运行人员的操作技能水平提出了较高的要求，运行人员可以在仿真机上对设备进行运行操作及调整演练，丰富完善操作经验。
（3）有着能够和实时系统互相连接的基础，在与实时数据库互相连接时，能够更新升级仿真系统的实际组态与逻辑。
（4）仿真机组可以根据现场实际进行外部参数设定和模型局部加速，在仿真系统运行时对模型中的一些常量进行修改设定，如环境温度、环境压力、电网频率等；同时对某些变化过程较慢的模块进行单独加速，如上水、底部加热、暖机等过程。
4.仿真机机组的具体功能
（1）仿真机组的模型中有辅机以及主机进行保护以及连锁，例如，在启动磨煤机时要确保能够满足所有启动条件才能进行启动，否则无法启动。
（2）仿真机组能够实现从冷态启动开始，直至带满负荷，以及滑参数停机，还有13个工况可以对机组启动的每个环节进行分解操作演练。让学员从动态过程中掌握操作流程、了解逻辑内容，从整体上有认知直至熟练掌握。
（3）通过仿真机模拟实时运行中的异常和故障，并能正确反映故障现象，以及故障时相应的保护动作情况，在仿真系统使用中发现6KV和380V系统电源负荷接引存在的设计缺陷已提出合理化建议。
（4）设置故障：通常机组仿真系统中的机、炉、电等有存在着较多的故障，同时可以通过了解故障的情况对故障类型进行设置并且灵活、多元化的进行组合，现有10套组合故障供学员演练，一般学员的操作均是在前台的操作员站上进行，而后台的教练员站上对工况和故障进行设置则是教练员完成。
（5）就地操作站可以完成系统的阀门操作以及转机停送电，例如，在电气就地操作站完成磨煤机的送电操作、在汽机就地站中完成汽水系统疏水门摆布等。
（6）机组仿真系统的教练员站能够保存、设置以及选择系统工作、暂停以及启动的程序；还可以设置系统故障，并且能够运行、冻结系统。
【参考文献】
[1]郭显平，赵星涛.台州电厂330MW火电机组仿真机概况[J].浙江电力，2003，1（01）：187-188.
[2]李平康.现代火电厂仿真机开发与应用的一体化集成技术[J].国际电力，2003，18（04）：243-244.
[3]刘江华.超临界机组仿真机的调试和验收[J].华电技术，2011，11（03）：264-265.
[4]周亚军.300MW汽轮机数字电液调节系统建模与仿真研究[D].重庆大学2010.