張永清

(華電龍口發(fā)電股份有限公司，龍口 265700)

0 引 言

我國(guó)火電企業(yè)的仿真機(jī)培訓(xùn)技術(shù)始于上個(gè)世紀(jì)70年代，1976年我國(guó)開始自主研發(fā)仿真機(jī)技術(shù)，1983年第一臺(tái)火電機(jī)組仿真機(jī)正式投入使用，進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)科技水平的快速提升，仿真機(jī)技術(shù)也得到了極大的發(fā)展并被廣泛應(yīng)用于各類火電企業(yè)的生產(chǎn)培訓(xùn)中，我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也明確規(guī)定相關(guān)技術(shù)人員必須經(jīng)過(guò)仿真機(jī)培訓(xùn)，考核通過(guò)后方可持證上崗。

1 火電機(jī)組仿真機(jī)的基本功能介紹

火電機(jī)組仿真機(jī)主要針對(duì)的是火電企業(yè)實(shí)際機(jī)組的機(jī)、爐、電以及其輔機(jī)等設(shè)備，對(duì)其操作界面、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、操作站進(jìn)行數(shù)字模擬，再通過(guò)自身系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編程、調(diào)試從而將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為仿真模型進(jìn)行運(yùn)行，從而起到讓技術(shù)人員通過(guò)模擬熟悉實(shí)際操作的作用?；痣娖髽I(yè)的仿真機(jī)通常具有以下基本功能：火電機(jī)組仿真機(jī)能對(duì)火電企業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，其對(duì)實(shí)際工況能1∶1的模仿，實(shí)際機(jī)組的啟停機(jī)、運(yùn)行操作及正常監(jiān)視等內(nèi)容都能在仿真機(jī)上得到真實(shí)體現(xiàn)。比如實(shí)際機(jī)組的某個(gè)部位產(chǎn)生故障時(shí)，機(jī)組參數(shù)會(huì)偏離正常值，一旦達(dá)到極限數(shù)值，實(shí)際機(jī)組的操作界面就會(huì)報(bào)警并自動(dòng)進(jìn)行邏輯聯(lián)鎖保護(hù)，而這一生產(chǎn)工況在仿真機(jī)上就可得到同樣的體現(xiàn)。因此，火電企業(yè)可充分運(yùn)用仿真機(jī)，一方面為技術(shù)人員提供培訓(xùn)，提高他們的理論水平和操作熟練程度；另一方面，當(dāng)火電企業(yè)需要對(duì)機(jī)組設(shè)備或操作方法進(jìn)行升級(jí)或優(yōu)化時(shí)，可運(yùn)用仿真機(jī)對(duì)實(shí)際機(jī)組在不同運(yùn)行條件下的工況進(jìn)行模擬，再將結(jié)果進(jìn)行有效分析調(diào)整，從而為實(shí)際改進(jìn)方案提供參考。

2 火電機(jī)組仿真機(jī)對(duì)全能值班人員的培訓(xùn)

2.1 火電企業(yè)全能值班人員的工作職責(zé)

全能值班人員是針對(duì)單元制集中控制機(jī)組而言,能夠同時(shí)勝任機(jī)、爐、電等專業(yè)崗位工作的一部分人員，全能值班人員的日常工作主要是對(duì)機(jī)組進(jìn)行有效管理，從而確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行?；痣娖髽I(yè)現(xiàn)場(chǎng)主要有生產(chǎn)所需要的各主、輔、儀表、保護(hù)設(shè)備，如鍋爐中的磨煤機(jī)、溫度表等，汽機(jī)中主汽輪機(jī)、油箱、閥門、給水泵等，全能值班人員需要做好機(jī)組的監(jiān)盤、操作等工作，還需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行全程掌控，從而確保各設(shè)備在最佳工況下運(yùn)行，另外機(jī)組啟停前的檢查、設(shè)備的日常維護(hù)、安全檢查、業(yè)務(wù)培訓(xùn)以及生產(chǎn)事故預(yù)案也屬于全能值班人員的職責(zé)范圍。由此可知，火電企業(yè)全能值班人員的工作十分繁復(fù)，其必須具備較高的專業(yè)素養(yǎng)，才能維持企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。因此，可充分運(yùn)用仿真機(jī)對(duì)全能值班人員進(jìn)行培訓(xùn)，從而提高他們的理論和實(shí)際操作水平。

2.2 運(yùn)用仿真機(jī)的信息處理功能提高全能值班人員的理論水平

火電機(jī)組仿真機(jī)是一種先進(jìn)的信息處理設(shè)備，具備強(qiáng)大的教學(xué)功能，因此可以利用仿真機(jī)對(duì)全能值班人員進(jìn)行專業(yè)理論培訓(xùn)，從而提高其認(rèn)識(shí)水平。首先，利用仿真機(jī)自帶的系統(tǒng)界面再配合相應(yīng)的教學(xué)課件，可向全能值班人員詳細(xì)介紹各機(jī)組設(shè)備的構(gòu)成和特性，并使其掌握系統(tǒng)的運(yùn)行方式和操作方法、邏輯和控制回路的實(shí)際功能、人機(jī)界面的監(jiān)視顯示、機(jī)組不同負(fù)荷的狀態(tài)參數(shù)、電氣部分的主要構(gòu)成原理等內(nèi)容。業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)是貫穿電廠集控運(yùn)行人員整個(gè)職業(yè)生涯的事情，是提高值班人員專業(yè)技能素質(zhì)的不二法寶，在實(shí)際工作中，無(wú)論是對(duì)主控制室鍋爐、汽機(jī)進(jìn)行操作，還是優(yōu)化運(yùn)行方案的設(shè)計(jì)、安全事故分析，都需要以強(qiáng)大的理論知識(shí)為支撐，而仿真機(jī)強(qiáng)大的信息處理和教學(xué)功能為全能值班人員的理論業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)帶來(lái)了極大的便利。

2.3 運(yùn)用仿真機(jī)的模擬特性提升全能值班人員的操作技能

近年來(lái)，我國(guó)的信息技術(shù)、微電子技術(shù)得到了快速發(fā)展，這也促進(jìn)了仿真機(jī)技術(shù)和應(yīng)用功能的不斷提高?，F(xiàn)階段，火電機(jī)組仿真機(jī)的模擬范疇已擴(kuò)大到系統(tǒng)控制、運(yùn)行性能優(yōu)化、排放控制等，其在控制室表盤布置、設(shè)備選型等內(nèi)容上能達(dá)到與實(shí)際機(jī)組基本一致的程度。比如在培訓(xùn)時(shí)，可運(yùn)用仿真機(jī)對(duì)某臺(tái)機(jī)組的實(shí)際工作情況進(jìn)行1∶1的實(shí)時(shí)模擬，讓全能值班人員進(jìn)行模擬操作，通過(guò)高逼真的模擬特性大幅度提高其實(shí)際操作水平。

以仿真機(jī)模擬鍋爐單側(cè)風(fēng)機(jī)故障為例，該培訓(xùn)以提升全能值班人員對(duì)實(shí)際工況的熟悉程度和事故反應(yīng)能力為目的。在火電企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鍋爐風(fēng)機(jī)發(fā)生故障的現(xiàn)象，此時(shí)需要保持機(jī)組在低谷負(fù)荷進(jìn)行單側(cè)運(yùn)行，以利于對(duì)故障風(fēng)機(jī)進(jìn)行隔離檢修。在處理該故障時(shí)，首先要求全能值班人員對(duì)鍋爐各參數(shù)有較強(qiáng)的認(rèn)識(shí)：機(jī)組在低負(fù)荷(不高于總負(fù)荷的50%)運(yùn)行時(shí)，正常情況下，一次風(fēng)壓通常應(yīng)高于7 500 Pa，并且排煙入口處SCR反應(yīng)器的溫度應(yīng)高于315 ℃，當(dāng)鍋爐雙側(cè)的風(fēng)煙系統(tǒng)均處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，風(fēng)煙系統(tǒng)的各參數(shù)不會(huì)與上述數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的偏差。但一旦鍋爐風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，只有單側(cè)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)煙系統(tǒng)的風(fēng)壓、風(fēng)量、氧量、溫度等參數(shù)會(huì)明顯偏離正常值。全能值班人員可通過(guò)火電機(jī)組仿真機(jī)，對(duì)該故障情況進(jìn)行真實(shí)模擬，從而強(qiáng)化了其對(duì)鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的熟悉程度以及故障出現(xiàn)時(shí)的反應(yīng)能力，經(jīng)過(guò)了仿真機(jī)的一系列的事故演習(xí)式的模擬培訓(xùn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，一旦風(fēng)煙系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生明顯變化時(shí)，值班人員能夠及時(shí)反應(yīng)、處理并做好隔離和檢修措施，從而避免了因監(jiān)控操作不當(dāng)導(dǎo)致的故障擴(kuò)大、鍋爐滅火甚至其他安全事故的發(fā)生。

3 當(dāng)前培訓(xùn)中存在的問(wèn)題及對(duì)策

當(dāng)前絕大多數(shù)火電企業(yè)都用仿真機(jī)對(duì)全能值班人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，也取得了較大的成效，但還存在一些問(wèn)題。首先，就技術(shù)層面而言，就地操作員站的開發(fā)還存在較多不足，這就導(dǎo)致仿真機(jī)的模擬不夠逼真、模擬畫面有欠缺、手動(dòng)設(shè)備和負(fù)載不全、I/O存在大量假點(diǎn)等問(wèn)題的出現(xiàn)，使得模擬與現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況有較大差距，從而使得培訓(xùn)效果大打折扣；其次，從專業(yè)素養(yǎng)來(lái)看，現(xiàn)階段火電企業(yè)的工作人員往往都是電氣、熱動(dòng)等專業(yè)畢業(yè)，對(duì)本專業(yè)的知識(shí)較為通曉，但很難能對(duì)機(jī)、爐、電三個(gè)專業(yè)都很精通。高參數(shù)大容量機(jī)組已成為當(dāng)代火電廠的標(biāo)配，其對(duì)集控運(yùn)行技術(shù)的要求也越來(lái)越高，對(duì)火電企業(yè)的集控運(yùn)行人才需求也越來(lái)越大，無(wú)疑這給仿真機(jī)技術(shù)和培訓(xùn)的發(fā)展帶來(lái)的新的契機(jī)，也提出了更高的要求，需要仿真機(jī)技術(shù)不斷地完善，以適應(yīng)火電運(yùn)行技術(shù)的發(fā)展，為新時(shí)代的火電企業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)提供新的亮點(diǎn)。

針對(duì)以上問(wèn)題，首先應(yīng)提升就地操作員站的開發(fā)水平，比如可用三維虛擬技術(shù)對(duì)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行模擬，該技術(shù)能將機(jī)組就地的實(shí)際設(shè)備位置、儀表顯示等內(nèi)容進(jìn)行真實(shí)反應(yīng)，使得就地操作員站更直觀化、更現(xiàn)場(chǎng)化，對(duì)全能值班人員的技術(shù)提升也會(huì)有極大的幫助；其次，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)全能值班人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，使其不僅具備本專業(yè)的機(jī)、爐、電等設(shè)備的操作技能，還能不斷掌握新的集控運(yùn)行技術(shù)，運(yùn)用仿真機(jī)技術(shù)對(duì)人員培訓(xùn)的優(yōu)勢(shì)，不斷探索，與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)出越來(lái)越多的具有專業(yè)素養(yǎng)、能夠適應(yīng)現(xiàn)代電廠集控運(yùn)行需求的人才。

4 結(jié)束語(yǔ)

火電機(jī)組仿真機(jī)能真實(shí)演示企業(yè)生產(chǎn)中電力設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的各種工況，如設(shè)備的起停、運(yùn)行和各類事故工況等，運(yùn)用仿真機(jī)對(duì)全能值班人員進(jìn)行培訓(xùn)，能有效提高他們的技術(shù)水平。近年來(lái)，我國(guó)的科技水平大幅度提高，這也促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展，火電企業(yè)應(yīng)加大對(duì)仿真機(jī)培訓(xùn)的投入，以進(jìn)一步提高全能值班人員的理論和操作水平，為企業(yè)的穩(wěn)定和安全生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。