Тренажер блока 160 МВт

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕОписание объекта.

Полное наименование системы: Тренажер блока с динамическими компьютерными мнемосхемами мощностью 160 МВт с котлом ТГМ-94, турбиной К-150-130, генератором ТВВ-165-2 для подготовки оперативного персонала.
Условное обозначение: «Тренажер блока 160 МВт».
Год выпуска: 2008 год.

Тренажер блока мощностью 160 МВт для подготовки персонала котлотурбинного цеха построен на основе программно-технического комплекса «КВИНТ», разработанного ОАО «НИИ Теплоприбор». Тренажер моделирует работу основного и вспомогательного оборудования блока 160 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, представленных в АСУ ТП «КВИНТ», 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 160 МВт входят:
— барабанный котел ТГМ-94, турбина К-150-130, генератор ТВВ-165-2, вспомогательное оборудование энергоблока
— вспомогательное оборудование.

Краткое описание объекта-прототипа.

Энергоблок 160 МВт представляет собой технологический комплекс для производства электроэнергии, включающий барабанный котел ТГМ-94, работающий в блоке с паровой турбиной типа К-160-130 с генератором ТВВ-165-2.

Котел ТГМ-94 запроектирован и изготовлен Таганрогским котельным заводом для получения пара высокого давления при сжигании природного газа и мазута.
Все операции на котле производятся в соответствии с режимом блока «Котел-турбина-генератор ». При этом должна обеспечиваться наиболее экономичная и надежная работа котла и блока в целом.
Котельный агрегат рассчитан на следующие параметры:
— производительность:
— по первичному пару 500 т/час;
— по вторичному пару 465 т/час;
— давление в барабане котла 155 кг/см²;
— давление первичного пара на выходе из котла 140 кг/см²;
— давление вторичного пара на входе в котел 31 кг/см²;
— давление вторичного пара на выходе из котла 29 кг/см²;
— температура первичного пара 545 °С;
— температура вторичного пара на входе в котел 375 °С;
— температура вторичного пара на выходе из котла 560 (+5)( –10) °С.

Паровая турбина типа К-160-130 Харьковского турбинного завода мощностью 160 МВт при 3000 об/мин конденсационного типа, с раздвоенным выхлопом пара, сопловым распределением, восемью нерегулируемыми отбо¬рами пара на регенерацию. Предназначена для непосредственного привода генератора типа ТВВ-165-2 завода «Электросила» им. Кирова.
Турбина К-160-130 работает в блоке с барабанным котлом типа ТГМ-94, Турбоагрегат допускает пуск блока на скользящих параметрах из холодного и горячего состоянии, а также прием пара в конденсатор при сбросе нагрузки и при пуске из холодного и горячего состояний.
Турбина снабжена автоматическим стопорным клапаном на линии свежего пара и двумя автоматическими стопорными клапанами на линии про¬межуточного перегрева.
Турбина рассчитана для работы на следующих номинальных параметрах:
— давление пара перед стопорным клапаном 130 ати;
— температура свежего пара 540 °С;
— давление вторичного пара перед блок клапанами 27,6 ати;
— давление отработанного пара 0,035 ата;
— давление в регулирующей ступени максимальное 106 ати;
— перепад по давлению на разделительную диафрагму 8 ати;
— расход пара на турбину при нагрузке 150 МВт 470 т/ч;
— расход пара в конденсатор 352 т/ч.
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 высокочастотный 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 176,5 кВА;
— активная мощность 165 МВт;
— напряжение статора 18 кВ;
— ток статора 5670 А;
— ток ротора ТГ-1 1980 А;
— температура входящего газа холодного 40 оС;
— температура дистиллята на входе в обмотку 40°С ±3°С;
— давление водорода в генераторе 3±0.1 ата;
— наибольшая допустимая температура:
• обмотки ротора 110°С;
• обмотки статора 75°С;
• железо статора 105°С;
— критическая скорость вращения ротора 1100÷1600 об/мин;
— 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°С.

Состав тренажера:

1. Операторский интерфейс реальной системы управления ПТК «КВИНТ» (41 технологическая мнемосхема блока).
2. Математическая интегральная модель котла ТГМ-94.
3. Математическая интегральная модель турбины К-160-130.
4. Математическая интегральная модель генератора ТВВ-165-2.
5. Математические интегральные модели вспомогательного оборудования блока.
6. Модель реальной АСУ ТП блока (защит, блокировок, сигнализаций, автоматики, пошаговых программ).
7. Развитая конфигурация сети (подключение любого количества компьютеров).
8. Пульт инструктора.
9. Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора энергообъекта (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
10. Комплект нештатных ситуаций (задание с помощью специальной таблицы вводных).
11. Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой выполнения задания.
12. Возможность построения любых диспетчерских графиков и работа по этим графикам.
13. Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния.
14. Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок.
15. Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
16. Система поддержки оператора.
17. Ускорение и замедление процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
18. Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, пошаговые инструкции и т.д.
19. Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера как на одном компьютере, а так и на любом количестве компьютеров.

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. Котел ТГМ-94.
1.1. Котел.
1.2. Водяной тракт котла.
1.3. Паровой тракт котла.
1.4. Температура ПП блока.
1.5. Газопроводы 1-го яруса.
1.6. Газопроводы 2-го яруса.
1.7. Газопроводы 3-го яруса.
1.8. Мазутопроводы котла.
1.9. Газовоздушный тракт котла.
1.10. Калориферы.
1.11. Температура ТДМ.
1.12. Защиты на останов котла, блока.
1.13. Локальные защиты и блокировки.
1.14. Защиты невоспламенения и погасания.
1.15. Первопричина останова блока, турбины.
1.16. Водотушение РВВП.
1.17. Вторичный перегрев пара.
1.18. Суточная ведомость.
1.19. Температура металла впрысков.
1.20. Блокировки.
1.21. Панель регуляторов котла.
1.22. Вентиляция.
1.23. Температуры металла котла.
1.24. Дозирование гидразина и фосфатов.

2. Турбина К-160-130.
2.1. Общий вид ТГ.
2.2. Схема главных паропроводов.
2.3. Основной конденсат ТГ.
2.4. Питательные трубопроводы.
2.5. Маслопроводы и уплотнения турбины.
2.6. Циркводоводы и БНТ.
2.7. Собственно турбина.
2.8. Автоматика блока.
2.9. Защиты на останов турбины.
2.10. Защиты ПЭНов.
2.11. Первопричина останова блока, турбины.
2.12. Температурный контроль подшипников.
2.13. ПЭН.
2.14. Суточная ведомость.
2.15. Пусковая ведомость.
2.16. Панель регуляторов турбины.

3. Генератор ТВВ-165-2.
3.1. Контроль генератора.

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. Работа блока с различным составом оборудования.
5. Синхронизация и включение в сеть генераторов.
6. Работа блока с автоматическим и(или) ручным регулированием.
7. 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. Пуск и проверка масляных насосов смазки.
2. Включение в работу конденсационной установки.
3. Пуск регенеративной установки.
4. Пуск ПЭНа. Заполнение котла.
5. Вентиляция топки. Продувка газопроводов.
6. Растопка котла на газе.
7. Растопка котла на мазуте.
8. Пуск турбины из холодного состояния.
9. Нагружение блока при пуске из холодного состояния.
10. Перевод котла с газа на мазут.
11. Перевод котла с мазута на газ.
12. Останов блока на время меньше 10 часов (без расхолаживания оборудования).
13. Пуск блока из холодного состояния.
14. Пуск блока из неостывшего состояния.

Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких ситуациях. 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.

2. Аварийные ситуации в работе котла ТГМ-94.
2.1. Понижение давления газа перед котлом до 0,2 кгс/см².
2.2. Понижение давления мазута перед котлом до 10 кгс/см².
2.3. Разрыв труб водяного экономайзера.
2.4. Разрыв экранных труб.
2.5. Разрыв труб ширм п/п н.А.

3. Аварийные ситуации в работе турбины К-160-130.
3.1. Обрыв штоков клапанов ЦВД турбины.
3.2. Обрыв штоков клапанов ЦСД турбины.
3.3. Разрыв трубок ПВД-8.
3.4. Разрыв трубок ПВД-7.
3.5. Разрыв трубок ПВД-6.

4. Аварийные ситуации в работе электрооборудования.
4.1. Отключение шины 6 кВ 6а.
4.2. Отключение шины 6 кВ 6b.
4.3. Отключение шины 0,4 кВ 0,4а.
4.4. Отключение шины 0,4 кВ 0,4b.
4.5. Короткое замыкание в сети генераторного напряжения.

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: