Международная сертификация менеджмента качества ISO 9001

Компьютерный тренажерно-аналитический комплекс блока двух ПГУ-39 МВт с поперечными связями

Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>





                                                                   ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ



Описание объекта.

Полное наименование системы: «Компьютерный тренажерно-аналитический комплекс 2х ПГУ-39 с поперечными связями для оперативного персонала котлотурбинного цеха (2 газовые турбины GT-10C, 2 паровые турбины Т-10/11-5,2, 2 котла-утилизатора 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 2х ПГУ-39».
Год выпуска: 2020 год.

Главной особенностью данного тренажера является управление двумя энергоблоками ПГУ-39 при их совмещенной работе через поперечные связи.

Тренажер-симулятор двух парогазовых установок 39 МВт, объединенных поперечными связями, построен на основе программно-технических комплексов ПТК Simatic PCS7 Siemens и ПТК Advant Power Control ABB и моделирует работу основного и вспомогательного оборудования 2хПГУ-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 2хПГУ-39 входят:

-две газотурбинные установки GT10C (SGT700) (производства фирмы Demag Delaval Industrial Turbomachinery (Siemens) с генераторами переменного тока AMS1120LK фирмы АВВ; две паровые турбины Т-10/11-5,2/0,2 «КТЗ» с генераторами типа ТАП-12-2КУЗ ОАО «Силовые машины»; два котла-утилизатора П-103 (Пр-39/8-5,5/0,62-487/212) «ЗиОМАР»; вспомогательное оборудование энергоблоков ПГУ; две теплофикационные установки.

-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.

 Парогазовые установки (два блока ПГУ-39) – состоят каждая 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. Объединение блоков происходит через поперечные связи между контурами пара НД и ВД, а также через контуры основного конденсата и СН обоих ПГУ.

В зависимости от требований к выработке мощности и эффективности работы электростанции при подключении поперечной связи состав работающего основного оборудования может значительно изменяться: 

— работа двух ПГУ при выведенной из работы одной ПТУ;

— работа ПГУ при двух включенных ПТУ-1,2 и выведенных из работы КУ-2, ГТУ-2;

— использование ПТУ одного блока в качестве замены ПТУ другого и т.д.

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 47914 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 каждого 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), операторской станции ПТК ССС.
  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 блоков 1, 2;
  2. Котел-утилизатор блоков 1, 2;
  3. Паровая турбина блоков 1, 2;
  4. Вспомогательное оборудование блоков 1, 2;
  5. Общестанционное оборудование:
— Техводоснабжение;
— Пункт подготовки газа;
— Дизельное топливо;
— Теплофикация;
— Воздушно-конденсационная установка, аппарат воздушного охлаждения(ВКУ-АВО);
— Поперечные связи блоков;

6.Главная электрическая схема:

— КРУ- 110 кВ;
— КРУ- 10 кВ;
— РУСН-0,4 кВ.

7.Защиты блока (2 шт.)
8.Сигнализация;
9.Выключатели 1-я очередь
10.Операторская станция ПТК ССС:
11. Паровая турбина №1,2.

Состав моделируемых режимов.

В тренажере моделируются следующие режимы:

  1. Пуск блока №1,2 из любого теплового состояния.
  2. Останов блока №1,2.
  3. Работа блока №1,2 в любом диапазоне нагрузок.
  4. Включение и отключение теплофикационной установки блоков №1,2.
  5. Работа блоков №1,2 с различным составом оборудования.
  6. Синхронизация и включение в сеть генераторов бл. №1,2.
  7. Работа блока №1,2 с автоматическим и(или) ручным регулированием.
  8. Реализованы пошаговые программы для оборудования блоков №1,2
     9. Пошаговые программы газовых турбин №1,2;
         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 и включение в работу систем циркуляционного и технического водоснабжения.
    2. Подготовка и включение в работу систем смазки паровой и газовой турбин блока №1 и блока №2.
    3. Подготовка и включение в работу систем регулирования паровой и газовой турбин блока №1 и блока №2.
    4. Подготовка и включение в работу конденсационной установки блока №1 и блока №2.
    5. Заполнение конденсатного тракта и котла водой блока №1 и блока №2.
    6. Подготовка и включение в работу системы подачи природного газа (продувка газопроводов, включение ГДК, подача топливного, пускового газа) блока №1 и блока №2.
    7. Пуск ГТУ-1.
    8. Синхронизация генератора газовой турбины №1.
    9. Набор вакуума в конденсаторе паровой турбины блока №1.
    10. Прогрев паропроводов, стопорных клапанов паровой турбины №1.
    11. Подача пара в турбину №1, прогрев турбины, повышение частоты вращения до холостого хода.
    12. Синхронизация, включение генератора паровой турбины №1 в сеть, прогрев паровой турбины, набор начальной нагрузки.
    13. Нагружение паровой турбины №1.
    14. Подключение контура низкого давления №1.
    15. Выход на номинальные параметры ПТ №1.
    16. Пуск ГТУ-2.
    17. Синхронизация генератора газовой турбины №2.
    18. Прогрев паропроводов, стопорных клапанов паровой турбины №2, набор вакуума в конденсаторе паровой турбины блока №2.
    19. Подача пара в турбину №2, прогрев турбины, повышение частоты вращения до холостого хода.
    20. Синхронизация, включение генератора паровой турбины №2 в сеть, прогрев паровой турбины, набор начальной нагрузки.
    21. Нагружение паровой турбины №2.
    22. Подключение контура низкого давления №2.
    23. Выход на номинальные параметры ПТ №2.
    24. Пуск блока из неостывшего состояния.
    25. Пуск блока из горячего состояния.
    26. Останов блока.
    27. Включение в работу теплофикационной установки блока №1.
    28. Включение в работу теплофикационной установки блока №2.
    29. Отключение теплофикационной установки блока №1.
    30. Отключение теплофикационной установки блока №2.
    31. Объединение энергоблока №1 и энергоблока №2 через поперечные связи.
    32. Отключение ГТУ-1 в режиме работы энергоблока №1 и энергоблока №2 с поперечными связями.
    33. Подключение ГТУ-1 в режиме работы энергоблока №1 и энергоблока №2 с поперечными связями.
    34. Отключение ГТУ-2 в режиме работы энергоблока №1 и энергоблока №2 с поперечными связями.
    35. Подключение ГТУ-2 в режиме работы энергоблока №1 и энергоблока №2 с поперечными связями.
    36. Гидравлические испытания (пробным давлением) контуров высокого и низкого давлений КУ-1 (совместно с паропроводами ВД и НД).
    37. Гидравлические испытания (пробным давлением) контуров высокого и низкого давлений КУ-2 (совместно с паропроводами ВД и НД).
    38. Испытания бойков регулятора безопасности ПТУ-1 повышением частоты вращения ротора.
    39. Испытания бойков регулятора безопасности ПТУ-2 повышением частоты вращения ротора.
    40. Проверка плотности стопорного клапана и регулирующих клапанов ВД ПТУ-1.
    41. Проверка плотности стопорного клапана и регулирующих клапанов ВД ПТУ-2.
    42. Пуск блока №1 из холодного состояния.
    43. Пуск блока №2 из холодного 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;
    1.2. Отказы в работе механизмов;
    1.3. Регулирующие клапаны;
    1.4. Отказ в работе любой защиты.
    2.Нештатные ситуации в работе тепломеханического оборудования:
    2.1. Разрыв труб поверхностей нагрева КУ и трубопроводов в пределах котла.
    2.2. Разрывы трубных систем общестанционного назначения;
    2.3. Механические повреждения турбогенератора;
    2.4. Разрывы основных трубопроводов турбогенератора:
    — Разрыв газопровода;
    — Разрыв маслопровода смазки.
    2.5. Подшипники турбины и генератора;
    2.6. Нарушение работы электрических собственных нужд;
    — Короткое замыкание на шинах 110 кВ;
    — Короткое замыкание на шинах 10 кВ;
    — Короткое замыкание на шинах 0,4 кВ;
    — Короткое замыкание в трансформаторах;
    — Короткое замыкание в генераторах.
    2.7. Ухудшение качества питательной воды.
    2.8. Система обнаружения пожара и загазованности;
    2.9. Засорение фильтров;
    2.10. Самопроизвольное срабатывание;
    2.11. Неисправности в механической части системы регулирования ПТ;
    2.12. Неисправности в механической части системы регулирования КУ;
    2.13. Изменение частоты в системе;
    2.14. Пропуск среды в обратном направлении (блоки1,2).

    Заказать бесплатную демонстрацию тренажера >>>

    Поделиться:

    Смотрите еще: