Международная сертификация менеджмента качества ISO 9001

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

Международный Центр Обучающих Систем

Тренажер ГТУ-16

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Полномасштабный компьютерный тренажерно-аналитический комплекс энергоблока ГТУ-16 с АСУТП на базе ПТК PCS7 Siemens (турбогенератор с турбиной Titan 130 производства «Turbomach SA» номинальной мощностью 14,7 МВт, генератором фирмы «Leroy Somer» номинальной мощностью 13 600 кВт (17 000 кВА) и понижающим редуктором; водогрейный котел-утилизатор КУВ-23,5/150 (ПК-80) производства ОАО «По­дольский машиностроительный завод» с теплопроизводительностью 19,47 Гкал/ч, предназначенный для подогрева сетевой воды для нужд теплофикации и горячего водоснабжения. — дожимная компрессорная станция EGSI-S-55/250 WA производства ENERPROJECT SA (Швейцария).

Условное обозначение: «Тренажер ГТУ-16».

Год выпуска: 2016 год.

Полномасштабный компьютерный тренажерно-аналитический комплекс энергоблока ГТУ-16 построен на основе программно-технического комплекса ПТК PCS7 Siemens и моделирует работу основного и вспомогательного оборудования ГТУ-16 Томской ТЭЦ-1, алгоритмов управления и защиты, имитирует управление с операторских станций, является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования оперативного персонала ТЭЦ.

Для повышения уровня профессионализма и дальнейшей аттестации данный тренажер предполагает обучение, тренировку и тестирование персонала по следующим специальностям:
— начальник ОКЦ;
— заместители начальника ОКЦ;
— начальники смены ОКЦ;
— машинисты газотурбинных установок;
— машинисты-обходчики по турбинному оборудованию.
В состав объекта-прототипа тренажера ГТУ-16 входят:
— турбогенератор, состоящий из турбины Titan 130 производства «Turbomach SA» номинальной мощностью 14,7 МВт, генератора фирмы «Leroy Somer» номинальной мощностью 13 600 кВт (17 000 кВА) и понижающего редуктора; водогрейный котел-утилизатор КУВ-23,5/150 (ПК-80) производства ОАО «Подольский машиностроительный завод» с теплопроизводительностью 19,47 Гкал/ч, предназначенный для подогрева сетевой воды для нужд теплофикации и горячего водоснабжения.
— удалённые объекты, управление которыми производится с БЩУ, в том числе: дожимная компрессорная станция EGSI-S-55/250 WA производства ENERPROJECT SA (Швейцария), вспомогательное оборудование энергоблока;
— автоматизированная система управления и контроля PCS7 Siemens.

Краткое описание объекта-прототипа.

Парогазовая установка — энергоблок ГТУ-16 МВт — состоит из одной газотурбинной установки типа «Titan-130», одного котла-утилизатора типа КУВ-23,5/150, комплекса вспомогательного оборудования (насосов, подогревателей, охладителей и пр.), работающего в едином термодинамически связанном технологическом цикле.

Газотурбинная установка «Titan-130» производства фирмы «Turbomach» Швейцария предназначена для выработки электрической энергии с КПД 35% по параметрам ISO (температура воздуха +15°С, давление атмосферное 101,3 кПа, влажность 60%) с электрическим генератором типа LSA 58 BMCL 140/4 производства фирмы «Leroy Somer». Топливо для ГТУ природный газ по ГОСТ 5542–87.

Водогрейный котел-утилизатор КУВ-23,5/150 тепловой производительностью 23,5 МВт (20,2 Гкал/ч) предназначен для нагрева сетевой воды уходящими газами газотурбинной установки типа «Titan-130».

Дожимная компрессорная станция EGSI-S-55/250 WA производства фирмы ENERPROJCT SA Швейцария предназначена для подачи топливного газа для газотурбинной установки ГТЭС с требуемыми параметрами по расходу, давлению, температуре и качеству подготовки.

Дожимная компрессорная станция состоит из двух отдельных ДКС, каждая из которых является отдельной блочно-модульной установкой, имеющей укрытие (контейнер), собственную систему электроснабжения, САУ, вспомогательные системы. Каждая из двух ДКС обеспечивает 50% потребности ГТУ в природном газе.

Состав тренажера:

  1. Операторский интерфейс реальной системы управления ПТК PCS7 Siemens энергоблока ГТУ-16 Томской ТЭЦ-1 (47 мнемосхем).
  2. Математическая интегральная модель газовой турбины «Titan-130».
  3. Математическая интегральная модель котла-утилизатора КУВ-23,5/150.
  4. Математическая интегральная модель генератора LSA 58 BMCL 140/4.
  5. Модель реальной АСУ ТП блока (защит, блокировок, сигнализаций, автоматики, пошаговых программ).
  6. Развитая конфигурация сети (подключение любого количества компьютеров).
  7. Пульт инструктора.
  8. Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора энергообъекта (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
  9. Комплект нештатных ситуаций (задание с помощью специальной таблицы вводных).
  10. Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой выполнения задания.
  11. Возможность построения любых диспетчерских графиков и работа по этим графикам.
  12. Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния.
  13. Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок.
  14. Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
  15. Система поддержки оператора.
  16. Ускорение и замедление процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
  17. Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, пошаговые инструкции и т. д.
  18. 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. Газовая турбина:
1.1. Обзор системы.
1.2. Ленточная диаграмма.
1.3. Сводка аварийных сигналов.
1.4. Журнал событий и аварийных сигналов.
1.5. Изменения во времени.
1.6. Информация по системе.
1.7. Сводка о последовательности.
1.8. Рабочие команды.
1.9. Прокручивание и вибрации.
1.10. Диаграмма прокручивания.
1.11. Газ.
1.12. Обзор смазки.
1.13. Тренды смазочной системы.
1.14. Температура масла.
1.15. Сводка температуры.
1.16. Характеристики.
1.17. Система акустического контроля горелок.
1.18. Тренды вибрации.
1.19. Система вентиляции воздуха.
1.20. Генератор.
1.21. Cos (phi).
1.22. Кожух.
1.23. Контроль противопожарной защиты.

2. Котел-утилизатор:
2.1. Котел утилизатор.
2.2. Тепловой пункт.
2.3. Система вентиляции.
2.4. ВКУ.
2.5. ПС 35/6 кВ ПРК.
2.6. Подогрев воздуха.
2.7. Химическая промывка.
2.8. ДКС.
2.9. ГРУ 6 кВ.
2.10. Водоснабжение и вентиляция.
2.11. Защиты КУ.
2.12. Диагностика.
2.13. Тепловая схема.

3. Общеблочное оборудование:
3.1. Газоснабжение ГТУ.
3.2. Сигнализация.
3.3. ТГ.

Состав моделируемых режимов.

В тренажере моделируются следующие режимы:

1. Моделируемые режимы котла-утилизатора.
Тренажер предоставляет возможность по приобретению и закреплению навыков выполнения следующих операций на котле:
1.1. Заполнение и прокачка водой.
1.2. Пуск из холодного состояния.
1.3. Пуск из горячего состояния.
1.4. Пуск в «сухом режиме».
1.5. Останов в «сухом режиме».
1.6. Останов в резерв без дренирования.
1.7. Останов в резерв с дренированием.
1.8. Аварийный останов.
1.9. Гидравлическое испытание и опрессовка.
1.10. Химическая очистка поверхности нагрева.

2. Моделируемые режимы работы турбогенератора.
На тренажере имитируются действия оперативного персонала:
2.1. Подготовка к пуску.
2.2. Контроль работоспособности перед пуском.
2.3. Пуск.
2.4. Обслуживание в работе.
2.5. Останов.
2.6. Обнаружение и устранение неисправностей.
Тренажер предоставляет возможность по приобретению и закреплению навыков выполнения следующих операций на турбогенераторе:
2.7. Пуск из холодного состояния.
2.8. Пуск из горячего состояния.
2.9. Нагружение турбогенератора.
2.10. Разгружение турбогенератора.
2.11. Плановый останов.
2.12. Аварийный останов.
2.13. Расхолаживание.

3. Моделируемые режимы работы дожимной компрессорной станции.
3.1. Подготовка к пуску.
3.2. Контроль работоспособности перед пуском.
3.3. Пуск.
3.4. Обслуживание в работе.
3.5. Останов.
3.6. Обнаружение и устранение неисправностей.

4. Моделируемые режимы работы общестанционного оборудования.
4.1. Подготовка к пуску.
4.2. Контроль работоспособности перед пуском.
4.3. Пуск.
4.4. Обслуживание в работе.
4.5. Останов.
4.6. Обнаружение и устранение неисправностей.
Для следующих систем ГТУ-16:
— воздушная компрессорная установка (ВКУ);
— блок запорной арматуры;
— система сетевой воды;
— система подогрева воздуха;
— система газоснабжения.

5. 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.
1.1. Включение в работу электрических схем.
1.2. Заполнение котла. Подготовка котла к пуску.
1.3. Включение в работу ВКУ.
1.4. Включение в работу системы газоснабжения. Пуск ДКС.
1.5. Включение в работу систем подогрева воздуха, вентиляции, отопления ГТУ.
1.6. Подготовка ГТУ к пуску (лето).
1.7. Пуск ГТУ (лето).
1.8. Подготовка ГТУ к пуску (зима).
1.9. Пуск ГТУ (зима).
1.10. Пуск ГТУ из горячего состояния (лето).
1.11. Пуск ГТУ из горячего состояния (зима).
1.12. Останов ГТУ.
1.13. Подготовка и пуск ГТУ в безрасходном режиме котла-утилизатора.
1.14. Синхронизация генератора, включение ГТУ в сеть.
1.15. Автоматическая обратная синхронизация.
1.16. Пуск ГТУ из холодного состояния (лето).
1.17. Пуск ГТУ из холодного состояния (зима).
1.18. Проведение химической очистки котла.
1.19. Аварийное отключение ДКС1.

Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в режиме аварии. 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.
1.5. Несрабатывание АВР.

2. Нештатные ситуации в работе тепломеханического оборудования и технологических процессах:
2.1. Понижение давления газа.
2.2. Разрыв трубок котла.
2.3. Засорение фильтров:
— впускной воздушный фильтр ГТ;
— фильтр на входе газа в ГТ;
— фильтр системы смазки ГТ от ГМН;
— фильтр системы смазки ГТ от АМН;
— фильтр 1 БЗА;
— фильтр 2 БЗА;
— фильтр FS 175 газа ДКС1;
— фильтр FS 122 газа ДКС1;
— фильтр FS 206 газа ДКС1;
— фильтр FS 175 газа ДКС2;
— фильтр FS 122 газа ДКС2;
— фильтр FS 206 газа ДКС2;
— фильтр СН-1;
— фильтр СН-2;
— фильтр СН-3.

2.2. Загазованность:
— загазованность контейнера ГТ;
— загазованность контейнера ДКС1 20%;
— загазованность контейнера ДКС1 40%;
— загазованность контейнера ДКС2 20%;
— загазованность контейнера ДКС2 40%.

2.3. Аварийное отключение:
— ДКС1;
— ДКС2;
— ВКУ1;
— ВКУ2.

2.4. Самопроизвольное срабатывание/заклинивание предохранительных клапанов:
— ВК-ПК-1;
— ВК-ПК-2;
— ТС-ПК-1;
— ТС-ПК-2;
— ТПК-1;
— ТПК-2;
— ТПК-3.

3. Нештатные ситуации в работе электротехнического оборудования.

3.1. Короткие замыкания на шинах:
— короткое замыкание на 1 секции 35 кВ;
— короткое замыкание на 2 секции 35 кВ;
— короткое замыкание на секции 1Р 6 кВ;
— короткое замыкание на секции 2Р 6 кВ;
— короткое замыкание на 1 секции 6 кВ;
— короткое замыкание на 2 секции 6 кВ;
— короткое замыкание на секции шин 6 кВ;
— короткое замыкание на 1 секции 0,4 кВ;
— короткое замыкание на 2 секции 0,4 кВ.

3.2. Короткие замыкания в трансформаторах:
— короткое замыкание в трансформаторе Т1;
— короткое замыкание в трансформаторе Т2;
— короткое замыкание в трансформаторе Т3;
— короткое замыкание в трансформаторе ТСН-1;
— короткое замыкание в трансформаторе ТСН-2.

3.3. Аварии генератора:
— междуфазное короткое замыкание;
— потеря возбуждения генератора;
— внутренние повреждения генератора.

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: , , , , , , , ,