火力发电厂单元机组的仿真系统
现代化的大型发电厂，随着机组容量、参数和控制水平的提高，分散控制系统（DCS）的大量应用和自动化程度的提高，为了保证高效、安全、经济的连续安全运行，需要拥有一支高素质的专业运行技术队伍，而仿真技术由于其有效性、可重复操作性、经济性和安全性的特点，日益显出其重要性和广泛应用性。生产现场运行人员和生产管理人员通过不断的在仿真培训系统中培训，掌握丰富的机组的启、停操作和事故处理经验，全面提高技术水平，这已经是一个公认的事实。因此很多电力生产单位，不同的600MW机组，几乎都配备了仿真机。仿真机(系统)的使用，对提高电力生产的管理水平起到了非常好的促进作用。
一、仿真培训的目的与内容
目的：对于运行人员和生产管理人员，通过仿真系统的上机培训使其系统地、全面地掌握发电厂汽轮机、锅炉、发电机、辅助设备及系统和DCS整个运行过程，设备状况及技术规范，全面、系统地提高学员对单元机组的操控能力、事故分析判断和处理能力，由此可对运行人员和生产管理人员的生产技能和管理水平作出评价。
内容：仿真培训的内容包括机组的启停、增减负荷、投停协调控制、试验、事故分析和处理等。
1．机组冷态启动操作
分别掌握锅炉系统、汽轮机及发电机系统初始状态检查，辅助设备及系统投运操作；机组并网及带负荷至额定值期间，要求掌握根据汽轮机要求逐步增加锅炉负荷，掌握汽温汽压等参数的控制；锅炉点火及升温升压期间，要求掌握除氧器加热、除氧器压力控制投自动等操作，学会主机暖缸、汽动给水泵暖泵工作；掌握高低压旁路控制、冲转前主蒸汽参数匹配；汽轮机冲转及升速期间，掌握主机手动、自动冲转操作，掌握主机冲转、暖机、油温检查操作；机组并网及带负荷期间，掌握发电机手动、自动并网操作，了解阀切换闭锁条件及掌握阀切换操作，了解主机在冲转及带负荷各阶段中的差胀和总胀的变化，机组升负荷至额定负荷期间，要求掌握厂用电切换、发电机无功调节操作，了解在升负荷过程中各汽缸温度和抽汽温度的变化，汽缸差胀和汽轮机总胀的变化，了解加热器投停对负荷的影响，注意各疏水阀自动关闭情况。
掌握机组投退协调控制的操作及机跟炉、炉跟机的操作方式。
2．正常停机及滑参数停机
掌握负荷从100％MCR降至75％MCR、25％MCR的操作，包括了解引风机切低速时的调节挡板开度闭锁条件，掌握引风机切低速运行的操作，配合汽轮机减负荷操作，掌握锅炉油枪投运的操作、等离子点火，掌握磨煤机停运操作及停运后的吹扫操作，要求做到磨煤机停运后不发生满煤现象，给煤机停止后不发生磨煤机跳闸现象；汽动给水泵停运、电动给水泵投运操作，及时投运高低压旁路系统，要求做到汽轮机跳闸后不发生MFT动作，掌握锅炉灭火后的吹扫及冷却操作；根据要求停用送引风机及空气预热器。
掌握汽轮机减负荷操作，降负荷到零期间停用辅机的操作，要求掌握厂用电切换操作，掌握发电机解列、励磁系统停用操作；了解整个过程中汽缸温度、差胀，汽轮机总胀的变化，注意降温过程中汽轮机振动的变化，注意汽轮机辅助油泵及盘车马达油泵投用情况，注意汽轮机打闸后的汽轮机惰走时间，注意汽轮机转速到零后盘车自投情况，记录盘车状态时的转子偏心度、汽缸金属温度、汽缸胀差及汽轮机总胀。
3．机组热态启动
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掌握热态启动汽轮机冲转的蒸汽参数，了解汽缸温度与负荷之间的对应关系，熟悉快速升负荷操作，要求做到快速升负荷过程中所有参数不超限。
4．辅助设备及系统的操作
掌握单元机组启停过程各主要辅助设备及系统的顺序控制。 5．机组的运行监视、试验
仿真培训中学会、掌握各重要参数的监视，各主要参数的曲线趋势的分析和判断，各辅助设备的联锁试验、FSSS的漏油试验、汽轮机主汽阀和调节汽阀关闭试验、汽轮机ETS试验、并网准同期试验、各种保护功能和试验、机炉电大联锁试验等。
6．故障及事故处理培训
仿真机培训另一个非常重要的内容就是故障及事故处理训练。现代大型机组的可靠性、自动化水平都很高，运行过程人工干预越来越少，运行事故相对较少。这就出现了另外的问题，一旦机组运行出现故障或事故，运行人员缺乏经验，不会处理，必然会导致更大的事故。仿真机的培训中，通过故障或事故的设置，使受训人员熟悉事故的现象、原因和处理方法。要求了解紧急停机、紧急停炉条件，故障停机、故障停炉条件，MFT首出原因，RUNBACK发生条件，如汽动给水泵跳闸、送引风机跳闸、主蒸汽参数异常、厂用电部分失去等，熟悉掌握MFT后的处理及开机技能。
二、仿真机种类及其特点
1．仿真系统的分类
（1）按照仿真范围的分类
1）全范围仿真系统：对参考机组的控制室环境、生产流程全过程、生产过程全部运行设备和系统进行仿真的系统。
2）部分范围仿真系统：对参考机组控制室环境/和生产流程/和生产过程运行设备、系统的部分进行仿真的系统。
（2）按照实时性要求的分类
1）实时仿真系统：对参考机组进行实时仿真的系统。 2）非实时仿真系统：对参考机组进行非实时仿真的系统。 （3）按照用途的分类 1）运行人员培训用仿真系统：以培训火电机组运行人员为目的的仿真系统称为仿真机，仿真机一般是实时仿真系统。仿真机依其仿真范围的简化程度不同又可有不同类型。
2）分析型仿真系统：对参考机组全部或部分设备和系统建立仿真模型，用于对火电机组系统设计方案、运行特性、故障特性等进行分析研究的仿真系统。
（4）按仿真用计算机类型的分类
1）数字仿真系统：使用数字计算机进行参考机组仿真的系统。
2）模拟仿真系统：使用模拟计算机和/或模拟电路对参考机组进行仿真的系统。
3）模数混合仿真系统：采用数字计算机、模拟计算机和/或模拟电路相结合的方式对参考机组进行仿真的系统。
2．仿真机的种类和特点
根据仿真对象中被仿真的规模不同，把火电厂单元机组培训用仿真机主要分为以下三种类型。
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(1)通用型仿真机（原理型仿真机）：模型的仿真内容仅展示火力发电机组生产基本原理，培训环境仅涉及展示生产原理所需要的操作和显示，仿真内容可不针对特定火电机组；它的投资较少，主要用于教学方面。
(2)缩小范围的仿真机（简化型仿真机）：针对特定机组，仿真模型对其控制室设备和/或生产流程和/或生产运行设备、系统进行不同程度的删减、简化和归并。一般认为可保留全仿真的80％内容，不影响主系统、主设备的正确仿真。其结果是硬件减少和建模复杂程度有所下降，总费用有较大降低。
(3)全范围高逼真仿真机：在外观和外在功能上复制特定参考机组的主控制室盘台及仪表设备、计算机控制系统的操作显示设备、控制室环境设施；模型的仿真内容包含了所有的控制系统和装置及其控制和监视所涉及的所有参考机组设备和系统以及在参考机组启、停、事故处理和日常运行中必须的就地操作设备和系统。
三、典型仿真机组的软硬件组成 火电厂全仿真机是将计算机技术、电子技术、仿真技术结合在一起，采用高精度的数学、物理模型对真实机组系统进行全范围、工艺流程全过程仿真的装置，主要由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件由计算机系统、I/O接口系统、仿真对象控制盘/台、电站监控机、DCS仿真设备、就地操作仿真设备、环境音响仿真设备、教练员台、工程师站等组成。软件系统主要包括计算机系统软件、电站仿真软件、仿真软件开发支持系统、教练员台软件、诊断软件以及根据需要配置的运行分析和控制系统研究软件等。
典型仿真机组如下图所示。
四、仿真机的主要功能 仿真机系统主要功能包括：
(1)电厂冷态启动(启动的条件是所有系统的温度和压力处于冷态停机条件下)。 (2)从热备用状态到满负荷启动。 (3)启动到发电机同步。
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