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300MW火电机组热力系统仿真技术研究

陈博川  
【摘要】:“仿真技术”作为一个新兴的科学分支近些年来在国内外得到迅速发展,特别在军事、能源、交通等应用领域更得到关注。在民用工业中,仿真与建模技术发展最快和收益最高的是电站、石化和交通仿真技术,其中包括核电和火电的仿真培训系统两大市场。由于电力系统的规模越来越大,发电机组也向大容量、集中控制方向发展,技术日益复杂,对安全、经济运行的要求很高,不允许在实际运行的设备及机组上进行培训操作。因此沿用旧的培训方法已无法满足电力设备和大机组运行人员培训的要求。当今国内外已普遍采用模拟仿真系统来培训运行人员,取得了良好的效果,并已成为法定的培训方式。 自80年代初开始,国外各大公司相继开发了大量仿真支撑软件。70年代中期在我国引进国外四个大容量、高参数、先进的火电厂的同时,于1975年开始了中国第一台大型火电机组仿真培训系统的研制。仿真对象确定为国产第一台200MW燃煤发电机组。1982年我国第一台大型火电仿真系统研制成功,成为世界上少数几个能开发此类仿真机的国家之一。 石门电厂一期2×300 MW火电机组是湖南省电力工业局首台300 MW火电机组,其特点是燃用劣质烟煤和无烟煤,控制系统复杂、操作难度大。为了配合石门电厂的顺利投产,省局决定建设配套的1:1全仿真机。 本仿真机以前能源部电力司“火电厂模拟培训装置规范及技术要求”为依据,湖南省石门电厂1#300 MW火电机组为仿真对象,按照湖南省仿真机建设工作小组所编“技术规范书”的要求及石门电厂1#机组的资料而研制开发。石门电厂1#机组的锅炉、汽机和发电机为哈尔滨三大动力厂产品,锅炉为自然循环汽包炉,汽机为引进型汽轮机,发电机为水氢氢冷却。机组采用炉、机、电单元集中控制方式。锅炉机组模型设计的原则为:以控制室内的环境、人机界面为基本内容,补充适当的就地操作内容;对其涉及到的操作内容、现象做适当的模拟。模型设计以部颁标准为基准,按照用户规范书的要求和实际情况做适当考虑。仿真建模型均以仿真对象的设计资料和数据为依据,将采用机理结合实验复核的综合建模法进行研制,能够正确反映机组启动、停机、正常运行和各种事故工况下的运行特性,能适应于各种运行方式和事故处理等操作训练要求。 项目完成后,专家小组按照《测试大纲》的要求对仿真机整个系统进行了全面的测试。测试结果表明该仿真机从整体设计、设备选型、软件研制到加工工艺等都达到了国内先进水平;稳定工况下关键参数平均精度为99.08%,非关键参数平均精度为97.87%,可用率为99.85%。 该仿真机系统经过几年来的运行,为湖南电力系统培养了大量的火电运行人才,获得了广泛好评。


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