Международная сертификация менеджмента качества ISO 9001

Международная Кафедра-сеть ЮНЕСКО/МЦОС «Техническое и профессиональное образование и подготовка кадров (TVET)

Международный Центр Обучающих Систем

Тренажер энергоблока 100 МВт

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Описание объекта.

Полное наименование системы: «Тренажер с динамическими компьютерными мнемосхемами для блока 100 МВт с турбиной Т-100−130, котлом ТГМ-96Б, турбогенератором ТВФ-120».

Условное обозначение: «Тренажер энергоблока 100 МВт».

Год выпуска: 2006 год.

Тренажер блока мощностью 100 МВт для подготовки персонала котлотурбинного цеха построен на основе программно-технического комплекса, разработанного компанией АО «ТЭСТ». Тренажер моделирует работу основного и вспомогательного оборудования блока 100 МВт, алгоритмов управления и защиты, имитирует управление с операторских станций, является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования оперативного персонала электростанции.

Тренажер представляет из себя копию рабочего места оператора энергоблока, средство подготовки персонала, реализующее логико-динамическую и (или) функциональную модель оборудования (блок, котел, турбина, генератор, и т. д.) и осуществляющее контроль качества подготовки персонала. Графический дизайн тренажера разработан на основе технологических мнемосхем, имеющихся на блочном щите, дополненных технологической арматурой, необходимой для управления в подготовительных, пусковых и других режимах работы оборудования данного блока.

Для повышения уровня профессионализма и дальнейшей аттестации данный тренажер предполагает обучение, тренировку и тестирование персонала по следующим специальностям:

  • начальник смены станции;
  • начальник смены КТЦ;
  • старший машинист;
  • машинист блока;
  • машинист обходчик основного оборудования.

В состав объекта-прототипа тренажера блока 100 МВт входят:

  • барабанный котел ТГМ-96Б;
  • турбина Т-100−130;
  • генератор ТВФ-120;
  • система пылеприготовления;
  • вспомогательное оборудование блока.

Краткое описание объекта-прототипа.

Энергоблок 100 МВт представляет собой технологический комплекс для производства электроэнергии, включающий барабанный котел ТГМ-96Б, работающий в блоке с паровой турбиной типа Т-100−130 с генератором ТВФ-120.

Котёл водотрубный, однобарабанный имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры, горизонтального поворотного газохода и конвективной шахты, разделённой перегородкой на два нисходящих, опускных газохода. Рассчитан на сжигание газа и мазута.

Топка котла ТГМ-96Б оборудована четырьмя комбинированными газомазутными горелками типа ХФ ЦКБ-ВТИ-ТКЗ, расположенными в два яруса на фронтовой стене топки. На котле установлены паромеханические форсунки ТКЗ-6 «Титан», в которых происходит как механическое распыление мазута, так и его распыление струёй пара.

Номинальные параметры при работе котла:

  • расход острого пара 480 т/ч;
  • расход топлива 35 250 нм3/ч;
  • КПД котла 94,288%;
  • давление острого пара 140 кгс/см2;
  • давление в барабане котла 155 кгс/см2;
  • температура острого пара 545 оС;
  • температура питательной воды 230 оС;
  • температура уходящих газов 122 оС.

Теплофикационная паровая турбина Т-100/120−130 предназначена для совместной выработки тепловой и электрической энергии, является приводом генератора переменного тока ТВФ-120−2УЗ. Турбина Т-100/120−130 с двумя отопительными отборами пара на 3000 об/мин номинальной мощностью 100 МВт рассчитана на работу с начальными параметрами пара: давлением 130 кгс/cм2 и температурой 555 °C, измеренными перед стопорным клапаном.

В схеме станции турбина работает в блоке с котлом ТГМ-96Б.

Турбина рассчитана на работу при следующих параметрах пара:

  • Мощность:
  • номинальная 105 000 кВт;
  • на конденсационном режиме 105 000 кВт;
  • максимальная 120 000 кВт.
  • Параметры свежего пара, номинальные:
  • давление 135 кг/см2;
  • температура 560±5 ° C.
  • Расход свежего пара:
  • номинальный 460 т/ч;
  • максимальный 465 т/ч.
  • Пределы регулирования давления в отборах:
  • верхнем отопительном 0,6−2,5 кг/см2;
  • нижнем отопительном 0,5−2,0 кг/см2.
  • Тепловая нагрузка отопительная:
  • номинальная 168 Гкал/час;
  • максимальная 177 Гкал/час.
  • Температура подогрева питательной воды 232°C.
  • Количество отборов для регенерации 7.
  • Максимально допустимый расход пара в конденсатор 280 т/ч.
  • Максимально допустимое давление в камере регулирующего колеса 90 кг/см2.
  • Частота вращения ротора 3000 об/мин.
  • Расход свежего пара на конденсационном режиме при:
  • номинальной мощности 398 т/ч;
  • максимальной мощности 437 т/ч.

В схеме дубль-блока свежий пар к стопорному клапану подводится двумя паропроводами — по одному от каждого котла. От стопорного клапана пар по четырем пароперепускным трубам диаметром 175 и 150 мм направляется к регулирующим клапанам ЦВД.

Турбина представляет собой одновальный двухцилиндровый агрегат. ЦВД имеет 15 ступеней, ЦНД — двухпоточный, по 6 ступеней в каждом потоке.

Генератор ТВВ-165−2 предназначен для преобразования механической энергии, в электрическую. Основными частями генератора являются ротор и статор. Охлаждение генератора — водородно-водяное. Водородом охлаждается: ротор, обмотка ротора, железо статора. Циркуляция охлаждающего газа внутри генератора обеспечивается двумя пропеллерными вентиляторами, расположенными по торцам вала ротора. Нагретый газ охлаждается четырьмя газоохладителями, встроенными в корпус генератора, куда подаётся вода от НГО. Обмотка статора охлаждается дистиллятом по замкнутому циклу. Циркуляцию дистиллята обеспечивают два насоса (НООС). В качестве основного возбудителя (рабочего) применён высо-. кочастотный генератор, сидящий на одном валу с основным генератором. Переменный ток от высокочастотного генератора поступает на выпрямительную установку (ВУ ТГ). С ВУ ТГ постоянный ток поступает в обмотку ротора через щёточный аппарат и контактные кольца. В качестве резервного возбуждения применён резервный возбудитель (мотор-генератор) постоянного тока.

Основные технические данные генератора:

  • тип — ТВВ-165−2;
  • полная мощность 188,2 кВА;
  • активная мощность 160 МВт;
  • напряжение статора 18 кВ;
  • ток статора 6040 А;
  • ток ротора 2110 А;
  • температура входящего газа холодного 40 оС;
  • температура дистиллята на входе в обмотку 40 °C ±3°С;
  • давление водорода в генераторе 3−3,5 ата;
  • наибольшая допустимая температура:
    • обмотки ротора 115 °C;
    • обмотки статора 105 °C;
    • железо статора 105 °C;
  • расход дистиллята 29,6 т/час;
  • давление дистиллята на входе в обмотку статора не более 2,5 ати;
  • расход воды на газоохладители генератора 300 т/час;
  • температура воды на входе в г/о генератора минимальная 15 °C.

Состав тренажера:

  1. Операторский интерфейс системы управления АО «ТЭСТ» (14 мнемосхем).
  2. Математическая интегральная модель котла ТГМ-96Б.
  3. Математическая интегральная модель паровой турбины Т-100−130.
  4. Математическая интегральная модель генератора ТВВ-165−2.
  5. Математические модели вспомогательного оборудования блока.
  6. Математические модели общестанционного оборудования.
  7. Модель реальной АСУ ТП блока (защит, блокировок, сигнализаций, автоматики, пошаговых программ)
  8. Развитая конфигурация сети (подключение любого количества компьютеров).
  9. Пульт инструктора.
  10. Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора энергообъекта (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
  11. Комплект нештатных ситуаций (задание с помощью специальной таблицы вводных);
  12. Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой выполнения задания;
  13. Возможность построения любых диспетчерских графиков и работа по этим графикам.
  14. Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния;
  15. Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок
  16. Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
  17. Система поддержки оператора
  18. Ускорение и замедление процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
  19. Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, пошаговые инструкции и т. д.
  20. Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера на одном компьютере.

Математическое описание тренажера.

Математическая модель теплогидравлической части объекта состоит из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов, то есть стандартных балансовых уравнений, а количественные зависимости и направленность процессов определяются законами термодинамики, гидродинамики, аэродинамики и т. д. Зависимости между параметрами связей однозначно и единообразно описываются уравнениями энергетического, расходного и гидравлического балансов в элементах оборудования, а также уравнениями изменения энтальпии каждого из видов теплоносителя.

В состав тренажёра входят математические модели генератора, системы возбуждения, электрической цепи, средств РЗА, трансформаторов, коммутационных аппаратов, электродвигателей и упрощённая модель энергосистемы при работе на длинную линию;

Модель генератора реализована на основе системы дифференциальных уравнений Парка-Горева и описывает работу генератора в синхронном, асинхронном и двигательном режимах с непрерывным переходом из одного режима в другой.

Модель электрической цепи основана на системе дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа, и описывает динамику напряжения, токов и частоты во всех режимах, включая аварийные.

В состав математического описания тренажера входят следующие подсистемы:

  1. Газовоздушный тракт котла ТГМ-96Б.
  2. Газопроводы котла ТГМ-96Б.
  3. Мазутопроводы котла ТГМ-96Б.
  4. Пароводяной тракт котла ТГМ-96Б.
  5. Турбина Т-100−130.
  6. Температурный контроль металла турбины Т-100−130.
  7. Конденсатный тракт турбины Т-100−130.
  8. Питательно-деаэрационная установка.
  9. Теплофикационная установка.
  10. Маслосистема смазки турбины Т-100−130.
  11. Система уплотнений вала генератора. Водородное охлаждение.
  12. Генератор.
  13. Защиты котла ТГМ-96Б.
  14. Защиты турбины Т-100−130.
  15. Сигнализация (ПСО).

Состав моделируемых режимов.

В тренажере моделируются следующие режимы:

  1. Пуск блока из любого теплового состояния.
  2. Останов блока.
  3. Работа блока в любом диапазоне нагрузок.
  4. Включение и отключение бойлерной установки.
  5. Работа блока с различным составом оборудования (2 котла + паровая турбина; 1 котел + паровая турбина и т. д.)
  6. Включение в сеть генератора.
  7. Работа блока с автоматическим и (или) ручным регулированием.
  8. Работа блока в нештатных режимах.

Состав базовых сценариев тренировок.

Каждое задание составлено на основе эксплуатационных инструкций, действующих на электростанции, и представляет собой одну из стандартных технологических операций. Тренажер снабжен стандартным набором заданий для тренировок, после выполнения которых автоматически выставляется оценка.

  1. Подготовка маслосистемы, органов регулирования и автоматики. Включение ВПУ.
  2. Подготовка и пуск конденсационной и регенеративной установок.
  3. Заполнение котла водой.
  4. Подготовка и продувка газопроводов котла, проверка герметичности арматуры.
  5. Розжиг горелок котла на газе.
  6. Подготовка схемы мазутопроводов. Розжиг горелок котла на мазуте.
  7. Предварительные прогревы и настройки.
  8. Пуск турбины на скользящих параметрах пара из холодного состояния.
  9. Нагружение блока.
  10. Пуск блока из неостывшего и горячего состояния.
  11. Включение нижнего отопительного отбора.
  12. Включение верхнего отопительного отбора.
  13. Перевод на режим без отопительных отборов.
  14. Перевод котла с газа на мазут.
  15. Перевод котла с мазута на газ.
  16. Останов блока с расхолаживанием.
  17. Останов блока без расхолаживания.
  18. Начальное возбуждение и включение в систему генератора методом точной автосинхронизации от СА-1.
  19. Начальное возбуждение и включение в сеть на ручном регулировании возбуждения РРВ.
  20. Перевод возбуждения генератора с резервного на рабочее.
  21. Перевод возбуждения генератора с рабочего на резервное.
  22. Пуск блока из холодного состояния.

Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких случаях. С помощью таблиц вводных задаются отказы в работе технологического оборудования, арматуры, систем автоматики, электрооборудования.

Имеется функция задержки по времени на ввод любой из ситуаций в действие. Задержка указывается в правом нижнем углу поля каждой аварийной вводной.

  1. Отказы в работе.

1.1. Отказы в работе арматуры:

  • самопроизвольное открытие без возможности управления;
  • самопроизвольное закрытие без возможности управления;
  • самопроизвольное зависание без возможности управления;
  • отказ команды на закрытие в ручном режиме;
  • отказ команды на открытие в ручном режиме;
  • полная потеря управления объектом.

1.2. Отказы в работе механизмов:

  • несанкционированное отключение;
  • несанкционированное включение (невозможность действия защит, автоматики, управления).

1.3. Регулирующие клапаны:

  • самопроизвольное открытие без возможности управления;
  • самопроизвольное закрытие без возможности управления;
  • самопроизвольное зависание без возможности управления;
  • отказ команды на закрытие в ручном режиме;
  • отказ команды на открытие в ручном режиме;
  • полная потеря управления объектом;
  • отказ в работе автоматики: полное открытие;
  • отказ в работе автоматики: полное закрытие;
  • отказ в работе автоматики: зависание.

1.4. Отказ в работе любой защиты.

  1. Аварийные ситуации для котла ТГМ-96Б:

2.1. Ухудшение качества мазута.

2.2. Снижение давления мазута перед котлом до 5 кгс/см2.

2.3. Снижение давления газа перед котлом до 0,2 кгс/см2.

2.4. Разрыв трубок водяного экономайзера.

2.5. Разрыв экранных труб.

2.6. Разрыв трубок ШПП-1.

  1. Аварийные ситуации для турбины.

3.2. Обрыв штоков клапанов турбины:

  • СК ВД;
  • РК ВД-1;
  • РК ВД-2;
  • РК ВД-3;
  • РК ВД-4.

3.3. Разрыв трубок подогревателей:

  • ПВД-7;
  • ПВД-6;
  • ПВД-5.
  1. Аварийные ситуации для генератора.
  • Отказ в работе АРВ.

Технические требования

Для функционирования тренажера необходимы:
— процессор c частотой не мене 2ГГц;
— оперативная память емкостью не менее 4Гб;
— свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;
— видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;
— монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства возможно использование нескольких мониторов;
— звуковая карта и колонки;
— клавиатура, мышь;
— сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера);
— В случае, если требуется печать выходных документов (протоколов, графиков и т. п.), под­ключите к компьютеру принтер;
— Тренажер предназначен для работы в среде Microsoft Windows 10/8/7/Vista/XP.
— Для работы Тренажера необходимо установить сервер баз данных MySQL.

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

Поделиться:

Метки: , , , ,