Тренажеры

 
Архив о ходе и результатах тренажерной подготовки

Главная  —  Тренажеры  —  Тепловые тренажеры

Тренажер энергоблока ПГУ-450 с двумя газовыми турбинами ГТЭ-160 (V-94), двумя котлами-утилизаторами П-96 и паровой турбиной Т-150-7.7

ЗАО "Тренажеры для электрических станций" специально для ОАО "Калининградская ТЭЦ-2" разработали тренажер энергоблока ПГУ-450Т. Компьютерный тренажер, реализованный на локальной сети персональных компьютеров с процессорами Pentium-4 под управлением ОС LINUX, работает в реальном или ускоренном (в 3 раза) масштабе времени и охватывает основные режимы работы энергоблока. Он состоит из исполняющей системы, модели объекта управления и модели АСУТП.

Исполняющая система тренажера включает в себя оболочки инструктора и оператора. Она позволяет загружать технологические состояния, контролировать процессы в модели объекта управления, реализованные в виде программ, написанных на специализированном языке. Инструктор обладает всей полнотой информации о моделируемых технологических процессах, органах управления, исполнительных механизмов, и имеет широкие возможности влиять на ход работы оператора (вплоть до изменения свойств модели объекта управления в реальном времени). Оболочка оператора по своим функциональным возможностям и по программной реализации является подмножеством оболочки инструктора. Ее реализация в рамках мультиоконной среды графической системы X-Windows дает возможность отражать одновременно на экране компьютера любое количество фрагментов видеограмм, в том числе, перекрывающихся в некотором сложившемся в результате работы системы порядке.

Для различных компонентов полной модели энергоблока моделируются следующие технологические объекты, входящие в состав энергоблока, и процессы, протекающие при работе основного и вспомогательного оборудования в различных эксплуатационных и аварийных режимах:

  • в составе газотурбинной установки:
    • для компрессора с направляющим аппаратом - процессы сжатия и нагрева воздуха (массовый и энергетические балансы);
    • для собственно газовой турбины - процессы расширения и охлаждения газов, смешения газовых потоков (массовый и энергетические балансы);
    • для установки в целом - выработка (в газовой турбине) и затраты (в компрессоре) мощности, энергетический баланс (в том числе в зависимости от оборотов).
  • в составе котлов-утилизаторов:
    • аэродинамика течения газов в газоходе котла-утилизатора с учетом самотяги дымовой трубы;
    • процессы теплообмена и теплового баланса газов в газоходах поверхностей нагрева,
    • процессы теплообмена (теплового баланса) и массообмена в перегревателях высокого и низкого давления, в экономайзере высокого давления и в газовом подогревателе конденсата (с учетом потерь в окружающую среду),
    • гидродинамика и процессы теплообмена и массообмена циркуляционных контуров и барабанов высокого и низкого давления,
    • процессы прогрева (охлаждения) металла верха и низа барабана высокого давления,
    • гидродинамика контуров рециркуляции конденсата ГПК с учетом характеристик насосов рециркуляции конденсата.
  • в составе паровой турбины:
    • процессы течения пара и массообмена в проточных частях паровой турбины, включая регулирующие клапаны высокого и низкого давления, процессы теплового (энергетического) баланса и изменения состояния пара в отсеках паровой турбины,
    • процессы теплообмена и массообмена в конденсаторе паровой турбины (в том числе, массообмена по воздуху), процессы массообмена (в том числе по воздуху) в системе паровых уплотнений турбины,
    • процессы прогрева (расхолаживания) стопорных клапанов высокого давления, шпилек и фланцев, а так же цилиндра ВД (корпуса) турбины, и относительное расширение ротора ЦВД.
  • в составе паропроводов высокого и низкого давления - процессы теплообмена и массообмена с учетом открытых запорных органов (главных паровых задвижек, задвижек и регулирующих клапанов на байпасах ГПЗ, задвижек на линиях отбора пара на ПСБУ, РОУ собственных нужд и на уплотнения турбин).
  • в составе питательного узла - гидродинамика и процессы массообмена в питательных насосах и питательных магистралях высокого и низкого давления.
  • в составе деаэратора - процессы теплообмена и массообмена (с учетом фазовых переходов) в паровой и водяной частях деаэратора.
  • в составе конденсатного тракта:
    • гидродинамика и процессы массообмена в конденсатных насосах и их напорной магистрали,
    • процессы теплообмена и массообмена в паровой части подогревателя низкого давления, процессы теплообмена в его конденсатной части.
  • в составе эжекторной установки:
    • процессы течения и массообмена в эжекторах (в том числе, массообмена по воздуху),
    • гидравлика и процессы массообмена в эжекторных насосах и их напорной магистрали.
    • в составе ПСБУ высокого и низкого давления - процессы течения и массообмена (с учетом впрысков).
  • в составе теплофикационной установки:
    • гидравлика и процессы теплообмена в водоводяном теплообменнике (ВВТО),
    • процессы теплообмена и массообмена в паровых частях сетевых подогревателей (СП) и процессы теплообмена в их водяных частях, а также гидравлика схемы сетевой воды.
    • модели компонентов тепломеханической части ПГУ связаны между собой моделями соединительных элементов: трубопроводов, смесителей, задвижек, клапанов. По электрической части блока смоделированы электромеханические процессы в генераторах (с учетом их соединения в общий узел и взаимовлияния через этот узел), в их системах возбуждения и тиристорных пусковых устройствах (для генераторов ГТ), электромеханические процессы в электродвигателях механизмов собственных нужд (в основном, насосов различного назначения).

    Кроме того, в полную модель энергоблока включена модель, имитирующая работу АСУТП фирмы Siemens ТПТС-52, установленной на Калининградской ТЭЦ-2. В модели АСУТП реализована логика управления задвижками, насосами и регулирующими клапанами оператором энергоблока, реализована логика систем регулирования, технологических защит и блокировок, а так же сигнализации технологических параметров. Особое внимание уделено логике управления ИМ, сходству интерфейса компьютерного тренажера и реального АСУ (рис.1).

    Рис.1 Интерфейс компьютерного тренажера блока ПГУ-450Т

    В модель АСУТП включены модели ряда автоматических устройств. Сюда относятся:

    • регулятор мощности полублоков и энергоблока в целом;
    • регулятор температуры на выхлопах газовых турбин;
    • регуляторы уровня (питания) в барабанах высокого и низкого давления котлов-утилизаторов (реализованы 2-х и 3-х импульсные схемы регулирования и логика автоматического переключения между ними);
    • регулятор перепада давления на РПК;
    • регулятор уровня в РНП;
    • регулятор давления пара ВД "до себя" на ПТ;
    • регуляторы уровня воды в конденсаторе и в деаэраторе (пусковая и основная схемы);
    • регулятор давления пара на уплотнения паровой турбины;
    • регулятор давления пара перед БРОУ и регулятор температуры за впрыском;
    • пошаговая программа пуска-останова ГТ;
    • АВР КЭН, ПЭН, НРГП, НПЭ и СН ПСГ;
    • предохранительные клапаны ВД котлов-утилизаторов и их ИПУ (импульсно-предохранительных устройств);
    • блокировки и технологические защиты (в объеме моделируемого оборудования).

    На данный момент в компьютерном тренажере на видеограммы выведено: более 600 датчиков технологических измерений, 210 задвижек и вентилей, 56 регулирующих клапанов и 24 насосов.

    Разработанный компьютерный тренажер энергоблока ПГУ-450Т был поставлен в ОАО "Калининградская ТЭЦ-2". При использовании тренажера, оперативный персонал электростанции подтвердил близость полученных на тренажере процессов с технологическими процессами, имеющими место на реальном оборудовании.