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-80 МВт

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

Представлены 22 мнемосхемы из 85.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Описание объекта.

Полное наименование системы: «Компьютерный тренажерно-аналитический комплекс для блока ПГУ-80 МВт (2 газовые турбины типа SGT-700, 1 паровая турбина SST — 400, 2 котла-утилизатора ПК-58, система управления на базе программно-технического комплекса ПТК Simatic PCS7 Siemens).

Условное обозначение: «Тренажер ПГУ-80».

Тренажер установлен на Сочинской ТЭС, сдан в эксплуатация в 2014 году, прошел сертификацию и успешно эксплуатируется по нынешнее время >>>

Тренажер-симулятор парогазовой установки 80 МВт, построен на основе программно-технических комплексов ПТК Simatic PCS7 и моделирует работу основного и вспомогательного оборудования ПГУ-80 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-80 входят:

  • 2 газотурбинные установки SGT-700 (производства фирмы Demag Delaval Industrial Turbomachinery (Siemens) с генераторами переменного тока типа AMS1120LK фирмы ABB Швеция; паровая турбина SST — 400 производства Siemens с генератором типа типа A183B4 изготовления Converteam Ltd, Англия; 2 котла-утилизатора ПК-58 (Пр-41,5/7,8−5,41/0,61-493/213) «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 — система контроля и управления газовой турбиной.

Краткое описание объекта-прототипа.

Энергетический блок ПГУ-80 является бинарной парогазовой установкой с двумя контурами давления пара, предназначенной для производства электроэнергии и тепла в базовом режиме работы. Основным и резервным топливом является природный газ, аварийным (при нарушении газоснабжения) — жидкое (дизельное) топливо.

В состав тепловой схемы ПГУ-80 входит следующее оборудование:

  • две газотурбинные установки типа SGT-700 производства фирмы Сименс с генераторами переменного тока типа AMS1120LK фирмы ABB Швеция;
  • два вертикальных двухконтурных котла-утилизатора Пр-41,5/7,8−5,41/0,61-493/213 (ПК-58) производства ОАО Подольский машиностроительный завод (ЗиО);
  • одна паровая турбоустановка типа SST-400 производства фирмы Сименс с генератором типа типа A183B4 изготовления Converteam Ltd, Англия;
  • вспомогательное общеблочное оборудование.

На входе каждой ГТУ установлено комплексное воздухоочистительное устройство (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.

Газогенератор SGT-700 предназначен для создания потока горячего сжатого газа, приводящего во вращение силовую турбину (СТ). Его номинальная частота вращения 9600 об/мин. Газогенератор состоит из компрессора и турбины высокого давления. Степень повышения давления 18,1. Расход воздуха на входе и газа на выходе из газогенератора 88,3 и 90,5 кг/с соответственно. Компрессор включает в себя 11 осевых ступеней (2 первые трансзвуковые, с регулируемым положением входного направляющего аппарата и направляющих аппаратов 1 и 2 ступеней). Для обеспечения устойчивости компрессора при пусках, имеется 2 антипомпажных (выпускных) клапана расположенных на верхней половине корпуса; № 1 закрывается при выходе на режим холостого хода, № 2 — при достижении нагрузки 6 МВт.

Турбина газогенератора, вращающая компрессор состоит из 2 ступеней. Охлаждение ступеней турбины осуществляется воздухом, отбираемым из части высокого давления компрессора.

Силовая турбина преобразует энергию горячего потока газов после газогенератора в механическую энергию. Она, спроектирована на скорость вращения 6500 об/мин. Ротор силовой турбины, через редуктор, понижающий частоту вращения до 1500 об/мин связан с электрогенератором. Силовая турбина конструктивно выполнена двухступенчатой. Температура газа на входе в нее 708 0С, на выходе 518 0С.

На выходе газов из силовой турбины имеется диффузор восстанавливающий кинетическую энергию потока в давление и шумоглушитель. Далее газы после каждой ГТУ через переходной диффузор отводятся в свой котел-утилизатор, где охлаждаются, проходя последовательно пароперегреватель высокого давления (ППВД), испаритель высокого давления (ИВД), экономайзер высокого давления (ЭВД), пароперегреватель низкого давления (ППНД), испаритель низкого давления (ИНД) и газовый подогреватель конденсата (ГПК). За каждым котлом-утилизатором установлена газовая отключающая («дождевая») заслонка, предназначенная для сохранения теплового состояния котла-утилизатора. Отключающая заслонка открывается перед запуском ГТУ и закрывается после останова ГТУ.

Из КУ газы с температурой около 100 °C через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

Автономная работа ГТУ без КУ в тепловой схеме ТЭС не предусмотрена.

Пар из КУ подается в паровую турбину типа SST-400.

Паровая стационарная теплофикационная турбина SST-PAC-400 с регулируемым отопительным отбором пара предназначена для непосредственного привода генератора и отпуска тепловым потребителям тепла из регулируемого отбора. Выполнена для работы по схеме двух давлений — свежего пара КВД (контур высокого давления котла-утилизатора) и пара КНД (контур низкого давления котла-утилизатора) от котлов-утилизаторов двух давлений.

Система теплофикации блока включает подогреватель сетевой воды и охладитель конденсата греющего пара ПСВ, соединенные 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 (145 мнемосхем).
  2. Математические интегральные модели двух газовых турбин SGT-700.
  3. Математическая интегральная модель паровой турбины SST — 400.
  4. Математическая интегральная модель котла-утилизатора ПК-58.
  5. Математические интегральные модели двух генераторов AMS1120LK и одного A183B4.
  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. Газовые турбины:
  • эксплуатация ГТУ;
  • журнал основных параметров ГТУ;
  • система топлива ГТУ;
  • система смазочного масла ГТУ;
  • воздухозаборник;
  • пошипники ГТУ;
  • вентиляция ГТУ;
  • контроль выбросов ГТУ;
  • регулятор турбины ГТУ;
  • регулятор генератора ГТ;
  • редуктор ГТУ;
  • генератор ГТУ;
  • блок пуска ГТУ;
  • автоматическое отключение ГТУ;
  • ГДК ГТУ;
  • температурный контроль ГТУ.
  1. Котлы-утилизаторы:
  • газовый тракт КУ;
  • ГПК КУ;
  • барабан НД КУ;
  • питательные насосы;
  • барабан ВД КУ;
  • РНП и РПП.
  1. Паровая турбина:
  • паровая турбина;
  • САУ ПТ;
  • паропроводы подачи пара в ПТ;
  • тепломеханические параметры ПТ;
  • маслоснабжение ПТ;
  • система регулирования;
  • пар на уплотнения ПТ;
  • конденсатор;
  • основной конденсат;
  • генератор ПТ.
  1. Вспомогательное оборудование.
  • паропроводы ВД;
  • паропроводы НД;
  • БРОУ ВД И НД;
  • пароснабжение СН;
  • основной конденсат;
  • дренажи котлов;
  • дренажи машзала;
  • цирквода в конденсатор;
  • насосы охлаждения;
  • охлаждающая вода;
  • сетевые насосы;
  • сетевая вода;
  • газ.
  1. Общестанционное оборудование:
  • техводоснабжение;
  • циркводоснабжение;
  • контроль циркнасосов.
  • 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;
  • система орошения.
  1. Главная электрическая схема:

6.1 КРУЭ-220 кВ:

  • ячейка 01 КРУЭ 220 кВ;
  • ячейка 02 КРУЭ 220 кВ;
  • ячейка 03 КРУЭ 220 кВ;
  • ячейка 04 КРУЭ 220 кВ;
  • ячейка 05 КРУЭ 220 кВ;
  • ячейка 06 КРУЭ 220 кВ;
  • ячейка 07 КРУЭ 220 кВ.

6.2 КРУЭ-110 кВ.

  • ячейка 11 КРУЭ-110 кВ;
  • ячейка 12 КРУЭ-110 кВ;
  • ячейка 13 КРУЭ-110 кВ.

6.3 КРУ- 10 кВ.

  • автотрансформатор АТТ01;
  • блочные трансформаторы:
  • трансформатор Т3;
  • трансформатор Т4.
  • сигнализация КРУ;
  • токи электродвигателей СН станции.

6.4. РУСН-0,4 кВ.

  • блочные СН-0,4 кВ;
  • общестанционные СН-0,4 кВ;
  • щит постоянного тока.
  1. Сигнализация:

7.1. Предупредительные сообщения оператора (ПСО).

  1. Защиты:
  • защиты блока;
  • защиты газовых турбины;
  • защиты паровой турбины;
  • защиты котлов.

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 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;
  • пошаговая программа пуска маслосистемы;
  • пошаговая программа продувки маслосистемы;
  • пошаговая программа ВПУ;
  • пошаговая программа промывки компрессора;
  • пошаговая программа вентиляции вспомогательного оборудования;
  • пошаговая программа вентиляции помещения ГГ;
  • пошаговая программа вентиляции генератора.
  1. Пошаговые программы паровой турбины:
  • программа автоматического запуска ПТ;
  • пошаговая программа смазочного масла ПТ;
  • пошаговая программа валоповоротного устройства ПТ;
  • пошаговая программа дренажной системы ПТ;
  • пошаговая программа регулирующего масла ПТ;
  • пошаговая программа конденсатной системы ПТ;
  • пошаговая программа эжекторов ПТ;
  • пошаговая программа сальникового пара ПТ.

10. 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 и системы тех.водоснабжения.
  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-3 на газе. Прогрев паропроводов.
  9. Пуск ПТ.
  10. Синхронизация генератора ПТ.
  11. Пуск ГТ-4. Подключение КУ.
  12. Нагружение блока.
  13. Пуск теплофикационной установки.
  14. Пуск блока из холодного состояния.
  15. Пуск блока из неостывшего состояния.
  16. Пуск блока из горячего состояния.
  17. Останов теплофикационной установки.
  18. Останов блока.

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. Ухудшение качества топлива.

2.2. Разрыв трубок ПСВ.

2.2. Засорение фильтров:

  • РЭН-1,2 КУ-3;
  • РЭН-1,2 КУ-4;
  • ЦН НД-1,2 КУ-3;
  • ЦН НД-1,2 КУ-4;
  • ПЭН ВД-1,2 КУ-3;
  • ПЭН ВД-1,2 КУ-4;
  • ЦН ВД-1,2 КУ-3;
  • ЦН ВД-1,2 КУ-4;
  • фильтра системы смазки ПТ;
  • фильтра системы смазки ГТ-3, ГТ-4;
  • фильтра системы подвода газа ГТ-3, ГТ-4;
  • маслофильтра ГДК-3, ГДК-4;
  • фильтра МОТ-3, МОТ-4;
  • впускного фильтра охлаждения генератора ГТ-3, ГТ-4.

2.2. Разрывы труб:

  • ПВД КУ-3, КУ-4;
  • ПНД КУ-3, КУ-4;
  • ИВД КУ-3, КУ-4;
  • ИНД КУ-3, КУ-4;
  • Экономайзера КУ-3, КУ-4;
  • ГПК КУ-3, КУ-4.

2.3. Заедание стопорных клапанов:

  • СК ВД;
  • СК НД.

2.4. Самопроизвольная посадка стопорных клапанов:

  • СК ВД;
  • СК НД.

2.4. Самопроизвольная посадка РК:

  • РК ВД 1, 2, 3;
  • РК НД.

2.5. Самопроизвольное срабатывание/заклинивание предохранительных клапанов:

  • ГПК на входе, на выходе КУ-3;
  • ГПК на входе, на выходе КУ-4;
  • ИПК НД КУ-3, КУ-4;
  • ИПК ВД 1, ВД 2 КУ-3;
  • ИПК ВД 1, ВД 2 КУ-4;
  • ИПК БНД КУ-3, КУ-4;
  • ИПК экономайзера на входе, на выходе КУ-3;
  • ИПК экономайзера на входе, на выходе КУ-4;
  • ИПК РНП КУ-3, КУ-4;
  • ИПК теплофикационного отбора;
  • ИПК РОУ СН.
  1. Нештатные ситуации в работе электротехнического оборудования:

3.1. Генераторы ГТ:

  • замыкание статора на землю;
  • несбалансированная нагрузка;
  • О/С ip TRiP;
  • потеря возбуждения (с отказом работы защиты);
  • внутренние повреждения генератора;
  • неисправность питания подгрупп реле защит;
  • неисправность вращающихся диодов.

3.2. Генератор ПТ:

  • внутренние повреждения генератора;
  • внешнее короткое замыкание;
  • обрыв одной фазы ошиновки генератора ПТ;
  • короткое замыкание статора на землю;
  • неисправность системы возбуждения;
  • замыкание ротора на землю;
  • выход из строя предохранителя.

3.3. Собственные нужды:

  • короткое замыкание на шинах 10 кВ 31ВВА, 30ВВА, 32ВВА, BBG, BBH;
  • короткое замыкание на шинах 0,4 кВ 31BFA-1A, 31BFA-1, 32BFA-2A, 32BFA-2Б, BHR30, BHR-40, 00BFJ, 00BFK.

3.4. Короткое замыкание в трансформаторах:

  • Т-3, Т-4;
  • АТ-1;
  • ТСН-7, 8, 9, 10, 11, 12.

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: , , , , , , , , , ,