Международная сертификация менеджмента качества ISO 9001

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

Международный Центр Обучающих Систем

Тренажер ПГУ-39

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

Представлены 20 мнемосхем из 117.


ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Компьютерный тренажерно-аналитический комплекс для блока ПГУ-39 МВт (1 газовая турбина GT-10C, 1 паровая турбина Т-10/11−5,2, котел-утилизатор П-103 (Пр-39/8−5,5/0,62−487/212), система управления на базе программно-технического комплекса ПТК Simatic PCS7 Siemens, ПТК Advant Power Control ABB).

Условное обозначение: «Тренажер ПГУ-39».

Тренажер установлен на Сочинской ТЭС, сдан в эксплуатация в 2013 году, прошел сертификацию и успешно эксплуатируется по нынешнее время >>>

Тренажер-симулятор парогазовой установки 39 МВт, построен на основе программно-технических комплексов ПТК Simatic PCS7 Siemens и ПТК Advant Power Control ABB и моделирует работу основного и вспомогательного оборудования ПГУ-39 МВт, алгоритмов управления и защиты, имитирует управление с операторских станций, является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования оперативного персонала электростанции.

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

  • заместитель главного инженера по эксплуатации;
  • старший начальник смены электростанции;
  • начальник смены электростанции;
  • начальник смены;
  • старший машинист;
  • машинист энергоблока;
  • машинист-обходчик;
  • машинист — обходчик по вспомогательному оборудованию;
  • дежурный электромонтер.

В состав объекта-прототипа тренажера ПГУ-39 входят:

  • газотурбинная установка GT10C (SGT700) (производства фирмы Demag Delaval Industrial Turbomachinery (Siemens) с генератором переменного тока AMS1120LK фирмы АВВ; паровая турбина Т-10/11−5,2/0,2 «КТЗ» с генератором типа ТАП-12−2КУЗ ОАО «Силовые машины»; котел-утилизатор П-103 (Пр-39/8−5,5/0,62−487/212) «ЗиОМАР»; вспомогательное оборудование энергоблока; теплофикационная установка.
  • удалённые объекты, управление которыми производится с БЩУ, в том числе: циркнасосная станция (ЦНС), береговая насосная станция (БНС), воздушная конденсационная установка (ВКУ), блочный пункт подготовки газа (БППГ);
  • автоматизированная система контроля и управления блоком Simatic PCS7 Siemens, ПТК Advant Power Control ABB — система контроля и управления газовой турбиной.

Краткое описание объекта-прототипа.

Парогазовая установка — блок ПГУ-39 — состоит из одной газотурбинной установки типа GT10C (SGT-700), одного котла-утилизатора типа П-103 (Пр-39/8−5,5/0,62−487/212), одной теплофикационной паровой турбины Т-10/11−5,2 (КТЗ), комплекса вспомогательного оборудования (насосов, подогревателей, охладителей и пр.), работающего в едином термодинамически связанном технологическом цикле.

Газотурбинная установка GT-10C (производства фирмы Demag Delaval Industrial Turbomachinery, принадлежащей фирме Siemens), выполнена в виде двухвального турбоагрегата (газогенератор и силовая турбина), работающего по простому термодинамическому циклу, при начальной температуре газа 1140 оС перед первой ступенью, температуре газов на выходе из турбины 518 оС.

Справочные показатели для газотурбинной установки GT-10C, работающей на природном газе: электрическая мощность при расчетных наружных и рабочих условиях: температуре наружного воздуха 15 оС, барометрическом давлении 1,013 бар (абс.), относительной влажности наружного воздуха 60%, потерях давления на входе равных нулю, а на выходе из ГТУ равных 25 мбар, частоте 50 Гц, коэффициенте мощности 0,8, работе на режиме базовой электрической нагрузки (100%) на природном газе с низшей теплотой сгорания 47 914 кДж/кг, составляет 28,3 МВт; при этом коэффициент полезного действия 35,5%.

На входе в ГТУ установлено КВОУ, предназначенное для очистки поступающего воздуха от твердых частиц, пыли и минеральных солей. Фильтры КВОУ выполнены с импульсной очисткой.

Для повышения давления природного газа поступающего на вход в ГТУ используются газодожимные компрессоры.

Выхлопные газы ГТ направляются в котёл-утилизатор.

Котел-утилизатор типа Пр-39/8−5,5/0,62−487/212 (П-103) разработан ОАО «ИК ЗИОМАР» и изготовлен ОАО «ЗИО-Подольск» для ПГУ мощностью 39 МВт.

Котел-утилизатор имеет башенную компоновку поверхностей нагрева, два парогенерирующих контура с паровыми барабанами и с многократной принудительной циркуляцией в испарительных контурах высокого и низкого давлений. КУ предназначен для работы в парогазовых установках с использованием в нем в качестве греющей среды продуктов сгорания природного газа (основного топлива) или дизельного топлива (аварийного), поступающих из газовой турбины типа GT10C.

Пар из КУ подается в паровую турбину типа Т-10/11−5,2/0,2.

КУ оснащен автоматизированной системой управления и контроля, которая является подсистемой АСУ блочного уровня.

Паровая стационарная теплофикационная турбина Т-10/11−5,2/0,2 с регулируемым отопительным отбором пара предназначена для непосредственного привода генератора и снабжения тепловых потребителей паром из регулируемого отопительного отбора. Паровая теплофикационная турбина Т-10/11−5,2/0,2, на месте установки комплектуется синхронным электрическим генератором типа ТАП-12−2КУЗ, производства ОАО «Электросила» г. Санкт-Петербург.

Система теплофикации блока включает подогреватель сетевой воды и охладитель конденсата греющего пара ПСВ, соединенных последовательно по сетевой воде, из которых конденсат откачивается насосами в линию основного конденсата.

Состав тренажера:

  1. Операторский интерфейс реальной системы управления Simatic PCS7 Siemens блока, системы управления газовой турбиной Advant Power Control ABB (99 схем).
  2. Математическая интегральная модель газовой турбины GT-10C.
  3. Математическая интегральная модель паровой турбины Т-10/11−5,2.
  4. Математическая интегральная модель котла-утилизатора П-103.
  5. Математические интегральные модели генераторов AMS1120LK, ТАП-12−2КУЗ.
  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. Газовая турбина:
  • пуск/останов ГТУ;
  • работа ГТУ;
  • страница 1 регистрации ГТУ;
  • страница 2 регистрации ГТУ;
  • вентиляция ГТУ;
  • топливная система ГТУ;
  • система жидкого топлива ГТУ;
  • система газового топлива ГТУ;
  • воздухозабор/Турбина ГТУ;
  • масло смазки/Пуск ГТ;
  • подшипники турбины ГТУ;
  • редуктор ГТУ;
  • контроль эмиссии ГТУ;
  • регулирование турбины ГТУ;
  • проскок пламени/пульсации ГТУ;
  • генератор ГТУ;
  • система возбуждения ГТУ;
  • ГДК ГТУ;
  • температурный контроль ГТУ.
  1. Котел-утилизатор:
  • газовый тракт КУ;
  • ГПК КУ;
  • барабан НД КУ;
  • питательные насосы;
  • барабан ВД КУ;
  • паропроводы свежего пара;
  • пароснабжение собственных нужд;
  • дренажи КУ.
  1. Паровая турбина:
  • САР ПТ;
  • паропроводы подачи пара;
  • вакуумная система;
  • основной конденсат;
  • дренажи ПТ;
  • маслоснабжение ПТ;
  • регулирование и защиты ПТ;
  • тепломеханические параметры ПТ;
  • контроль генератора ПТ.
  1. Вспомогательное оборудование.
  • циркуляционная вода;
  • дренажи машзала;
  • блочная теплофикационная установка.
  1. Общестанционное оборудование:
  • Техводоснабжение:
  • циркводоснабжение;
  • контроль циркнасосов.
  • насосы охлаждения.
  • Топливо:
  • пункт подготовки газа.
  • Теплофикация:
  • АСР ЧП сетевых насосов.
  • Воздушно-конденсационная установка, аппарат воздушного охлаждения (ВКУ-АВО):
  • водный баланс ВКУ;
  • секция 1 ВКУ;
  • секция 2 ВКУ;
  • секция 3 ВКУ;
  • водный баланс АВО;
  • секция 1 АВО;
  • секция 2 АВО;
  • регулятор Т АВО и ВКУ;
  • защиты.
  1. Главная электрическая схема:
  • КРУЭ-110 кВ.

— ячейка 01 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 02 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 03 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 04 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 05 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 06 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 07 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 08 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 09 КРУЭ-110 кВ;

— ячейка 10 КРУЭ-110 кВ.

  • КРУ- 10 кВ.

— общестанционный трансформатор;

— блочный трансформатор Т1;

— генераторы блока 1;

— система возбуждения генератора ПТ;

— трансформатор блока 2 Т2;

— генераторы блока 2;

— система возбуждения генератора ПТ блока 2;

— регулятор активной мощности.

  • РУСН-0,4 кВ.

— собственные нужды блока 1;

— собственные нужды блока 2;

— ВПУ. Собственные нужды 0,4 кВ;

— общестанционный трансформатор.

  1. Защиты блока:
  • Защиты ГТ.
  • Защиты КУ.
  • Защиты ПТ.
  1. Сигнализация:

7.1. Предупредительные сообщения оператора (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 теплофикационной установки.
  5. Работа блока с различным составом оборудования.
  6. Синхронизация и включение в сеть генераторов.
  7. Работа блока с автоматическим и (или) ручным регулированием.
  8. Реализованы пошаговые программы для оборудования блока:
  • программа автоматического пуска блока;
  • программа останов блока в автоматическом режиме;
  • программа пуска КУ;
  • программа прогрева паропроводов низкого давления;
  • программа прогрева паропроводов высокого давления;
  • программа пуска паровой турбины;
  • программа автосинхронизации;
  • программа пуска турбины;
  • программа автоматического набора вакуума.
  1. 9. Пошаговые программы газовой турбины:
  • программа предпусковой подготовки ГТ;
  • пошаговая программа пуска ГТ;
  • пошаговая программа останова ГТ;
  • программа проверки предварительного зажигания;
  • пошаговая программа управления газовым топливом ГТ;
  • пошаговая программа управления жидким топливом ГТ;
  • пошаговая программа синхронизации генератора ГТ;
  • программа внешней системы газообразного топлива;
  • программа вентиляции отсека дополнительного оборудования;
  • программа вентиляции отсека газогенератора;
  • программа вентиляции отсека генератора;
  • программа вентиляции отсека дополнительного оборудования;
  • программа системы смазочного масла;
  • программа продувки газогенератора;
  • программа ВПУ ГТ;
  • программа промывки компрессора;
  • программа блокировки управления байпасом;
  • программа блокировки выпускного клапана BV2 контроля эмиссии;
  • программа блокировки регулирования топливного коэффициента растопочного газа;
  • программа пуска компрессора 1ГТ;
  • программа пуска компрессора 2ГТ;
  • программа пуска ГДК.
  1. 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. Включение в работу циркуляционной системы.
  2. Включение в работу системы смазки ПТ и ГТ.
  3. Включение в работу системы регулирования ПТ.
  4. Пуск конденсационной установки. Заполнение котла водой.
  5. Включение в работу системы подачи газа. Пуск ГДК.
  6. Набор вакуума.
  7. Подготовка ГТУ к пуску.
  8. Пуск ГТУ на газе.
  9. Прогрев паропроводов, стопорного клапана паровой турбины.
  10. Пуск ПТ.
  11. Синхронизация. Включение генератора в сеть.
  12. Нагружение ПТ. Выход на номинальные прараметры.
  13. Пуск блока из холодного состояния.
  14. Пуск блока из неостывшего состояния.
  15. Пуск блока из горячего состояния.
  16. Пуск блока.
  17. Останов блока.
  18. Включение в работу теплофикационной установки.
  19. Отключение теплофикационной установки.

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.

  1. Нештатные ситуации в работе тепломеханического оборудования:

2.1. Понижение давления газа.

2.2. Засорение фильтров:

  • РЭН-1,2;
  • ЦН НД-1,2;
  • ПЭН ВД-1,2;
  • ЦН ВД-1,2;
  • фильтра системы смазки ПТ;
  • фильтра системы смазки ГТ;
  • фильтра системы подвода газа ГТ;
  • маслофильтра ГДК;
  • фильтра МОТ;
  • впускного фильтра охлаждения генератора ГТ.

2.2. Разрывы труб:

  • ПВД;
  • ПНД;
  • ИВД;
  • ИНД;
  • Экономайзера;
  • ГПК.

2.3. Заедание стопорных клапанов:

  • СК ВД;
  • КЗ НД.

2.4. Самопроизвольная посадка стопорных клапанов:

  • СК ВД;
  • КЗ НД.

2.4. Обрыв штоков регулирующих клапанов турбины:

  • РК ВД;
  • РК НД.

2.5. Самопроизвольная посадка РК:

  • РК ВД;
  • РК НД.

2.6. Самопроизвольное срабатывание/заклинивание предохранительных клапанов:

  • ГПК;
  • ИПК НД;
  • ИПК ВД;
  • ИПК БВД;
  • ИПК экономайзера;
  • ИПК БРОУ НД;
  • ИПК БРОУ ВД;
  • ИПК РНП;
  • ИПК теплофикационного отбора;
  • ИПК РОУ СН.
  1. Нештатные ситуации в работе электротехнического оборудования:

3.1. Генератор ГТ:

  • повреждение изоляции;
  • междуфазное короткое замыкание;
  • обрыв одной фазы ошиновки генератора ГТ;
  • потеря возбуждения (с отказом работы защиты);
  • внутренние повреждения генератора;
  • неисправность питания подгрупп реле защит (TUG)$
  • неисправность вращающихся диодов.

3.2. Генератор ПТ:

  • внутренние повреждения генератора;
  • повреждение изоляции обмотки статора;
  • обрыв одной фазы ошиновки генератора ПТ;
  • потеря возбуждения (с отказом работы защиты);
  • внешнее короткое замыкание;
  • повреждение изоляции обмотки возбуждения.

3.3. Собственные нужды:

  • короткое замыкание на шинах 10 кВ 10ВВА, 11ВВА, СН00ВВЕ, СН00ВВF;
  • короткое замыкание на шинах 0,4 кВ 10BFA-1,2, 10BFB-1,2, 00BHR10, 00ВНС, 00BHD.

3.4. Короткое замыкание в трансформаторах:

  • Т1 10ВАТ10;
  • Т5 00ВСК10;
  • ТСН-1, 3, 4, 5, 6.

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: , , , , , , , ,