山东电力仿真中心简介.docx

山东电力仿真中心设备简介1、 1000MW超超临界机组仿真机1000MW超超临界机组仿真机依邹县#7机组仿真对象，主要设备为：锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司、BHK、BHDB制造,汽轮机由东方汽轮机厂、日立制造,发电机由东方电机股份有限公司、日立公司制造。锅炉为高效超超临界参数变压直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣锅炉。制粉系统采用正压直吹式，设有两台50%容量的动叶可调轴流式一次风机提供一次热、冷风输送煤粉。采用两台静叶可调吸风机和两台动叶可调送风机。喷燃器共48只，采用油枪与煤粉燃烧器一体的旋流筒体式结构，分三层前后墙对冲布置。每台锅炉配有6台双进双出、单电机驱动钢球磨。汽轮机为超超临界、一次中间再热、单轴四缸四排汽、冲动凝汽式，设计额定功率为1000MW，最大连续出力1044.1MW。汽机中、低压缸均为双流反向布置。通流级数45级：高压缸为一个双列调节级，8个压力级；中压缸为2×6个压力级；低压缸为2×2×6个压力级。发电机为全封闭、自通风、强制润滑、水/氢/氢冷却、圆筒型转子、同步交流发电机。定子绕组为直接水冷，定、转子铁芯及转子绕组为氢气冷却。密封油系统采用单流环式密封瓦。励磁系统为全静止可控硅机端自并励励磁方式，励磁电源直接取自发电机出口，设有分相式励磁变，启励电源取自本机汽机MCC段。主变采用分相式，其出口通过3/2接线接入500kV 系统。#7、8机共用两台高备变以提供备用动力电源，各有一台柴油发电机组作为备用保安电源。发变组保护采用ABB公司生产的微机式继电保护，每套保护均设双CPU，整个发变组保护为双套配置。DCS控制系统采用艾默生（EMERSON）过程控制有限公司基于WINDOWS XP的OVATION系统，从功能上主要包括DAS、SCS、MCS、CCS、FSSS等系统。MCS主要包括给水量、燃料量、风量、主/再热汽温、炉膛负压等模拟量控制。SCS系统则根据工艺系统的情况，设有机组级、功能组级和子组级顺序控制。各系统即相互独立又相互协作，共同完成机组的控制功能。汽轮机DEH控制系统采用日立公司的HIACS-5000M，该系统除了进行汽轮机的自启动、应力、转速控制以及在线试验等功能外，还实现与ETS的通讯，并可以在DEH系统对ETS逻辑进行修改。给水泵汽轮机电液控制系统（MEH）采用西门子W505系统进行控制，其TSI监视系统采用与主汽轮机相同的本特利3500产品，同时还配置有给水泵汽轮机超速监控装置。2、 600MW超临界机组仿真机600MW超临界仿真机由山东电力仿真中心和华仿科技有限公司设计开发。画面显示类型主要包括流程图、功能图、报警画面、虚拟盘台、趋势画面和各种不同类型的操作面板。仿真精度高、范围广、适合各种不同层次的人员培训。仿真对象主要设备介绍如下：· 锅 炉l 制造厂：哈尔滨锅炉厂l 型号：HG1900/25.4YM4l 形式：超临界参数变压直流炉，一次中间再热、单炉膛、燃烧器前后墙对冲燃烧布置、平衡通风、固态排渣、煤粉锅炉· 汽轮机l 制造厂：上海汽轮机厂l 型号：CLN60024.2/566/566l 形式：超临界、单轴、三缸四排气、高中压合缸、双低压缸四流程、超临界中间再热凝汽式汽轮机l 主汽门前压力：24.2 Mpal 主汽门前温度：566 中联门前蒸汽温度：566 排汽压力：5.88 Kpa给水温度：282 · 发电机l 制造厂：哈尔滨电机厂l 型号：QFSN-600-2YHG型l 形式：水氢氢、自并励静止励磁系统。l 额定容量： 667 MVAl 额定有功： 600 MW额定电压：20KVl 功率因数： 0.9· 制粉系统l正压直吹式制粉系统，每台锅炉配有6台HP碗式中速煤机l容克式三分仓空气预热器· 监控系统利用北京日立公司的DCS系统实现FSSS、DEH、TBS、AVR等子系统的控制和监视。3、 600MW超临界机组仿真机600MW超临界仿真机以山西鲁晋王曲电厂600MW超临界发电机组为模拟对象, 根据厂家提供的各种资料、数据， 对锅炉涉及到的人机界面、操作内容、现象做出正确的模拟。建模的工具采用图形化自动建模方法, 数学模型严格建立在热力学、传热学和流体力学基础上，完全符合能量、质量、动量守恒定律，仿真的结果能正确地反映机组全工况及各种事故工况情况。锅炉的就地操作在就地操作站上进行, 故障在教练员台上设置。本仿真机锅炉模型模拟的是山西鲁晋王曲电厂1#1944T/H锅炉机组。该锅炉是三井巴布科克能源公司（CE）生产的超临界压力锅炉，中间一次再热， 单炉膛型露天布置，平衡通风，负压燃烧、固态排渣炉。BMCR工况下过热蒸汽主要参数为：流量1944T/H、温度571、压力24.10 Mpa 。燃烧器呈前后前对冲布置，共三组，每组采用一、二次风共用燃烧器布置，顶部设有一层燃烬风，整组固定，不摆动。锅炉采用二级点火方式，布置两层共30只油枪。采用钢球磨煤机，直吹式制粉系统，配置6台磨煤机，2台动叶可调式送风机，2台动叶可调式引风机，2台动叶可调式一次风机，和2台燃尽风机。过热器由顶棚过热器，低温过热器，屏式过热器，末级过热器组成，二级喷水减温。再热器由低温再热器、高温再热器二级组成。本锅炉配置两台回转式空气预热器。汽轮机为山西鲁晋王曲电厂：日立/东方电气集团联合生产制造的超临界压力，冲动式、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、中压缸启动纯凝汽式汽轮机。型号为：TC4F-40，额定出力600MW，最大连续出力为646.2MW，阀门全开工况出力671.6MW。机组采用复合变压运行方式，汽轮机具有八机非调整回热抽汽，汽轮机的额定转速为3000转/分。发电机为山西鲁晋王曲电厂：日本日立公司生产的TFLQQ-KD型三相同步汽轮发电机。发电机额定容量670MVA，额定功率因数0.9，最大连续输出功率600MW。发电机采用水氢氢冷却方式：定子线圈直接水冷，转子线圈直接氢冷，转子本体及定子铁芯氢冷，定子出线氢内冷。密封油系统采用单流环式密封。发电机采用机端自并励微机数字可控硅整流励磁系统，全套进口瑞士ABB公司UNITROL 5000型产品。由励磁变压器、功率放大单元、励磁调节器、起励单元和灭磁单元五部分组成。本仿真机的控制系统为山西鲁晋王曲电厂HONEYWELL系统，采用虚拟DPU技术，已经完成了HONEYWELL控制系统的翻译型仿真，该技术的优点在于可以真实再现DCS的控制逻辑组态与操作员画面的组态。可以满足热工人员的DCS培训与研究的需要，可以为DCS的改造升级提供一个试验平台，可以提供运行分析的功能。同时，克服了激励型仿真机的弱点，如工况的保存、加速、减速困难的问题。该方案具有仿真逼真度高，仿真建模周期短，控制系统能跟踪现场变化等特点。 系统中配置了6台操作员站计算机，用于运行DCS操作员站软件；一台模型工程师站计算机，用于仿真模型的生成、修改、编译等操作；一台DCS工程师站计算机，用于仿真DCS的生成、修改、编译等工作；两台就地操作站计算机，用于运行仿真机就地操作站、虚拟盘台等；一台教练员站，用于运行教练员站软件，可监视和控制所有的仿真模型的运行；除服务器的仿真数据库功能外，所有其它计算机，如教练员站、工程师站、DCS操作员站等，均可运行本仿真机的各种软件，其功能是可以互换的，包括操作站软件、工程师站软件、教练员站软件、就地操作战等，甚至可作为仿真机计算引擎服务器使用，该方式提供了仿真机的分组培训功能，即一套仿真模型，可以按任意组合方式在各操作站上使用，任意几台操作员站可以组合为一个单元机组进行培训而不干扰其它运行的机组的培训。对同样一套模型，如600MW机组，实际培训时，可作为几个虚拟的600MW机组运行。设置大屏幕投影可以显示任意的机组运行画面，包括DCS操作员站画面、就地画面、虚拟盘台画面等，火焰多媒体画面可以在大屏幕的虚拟盘台上显示，不设单独的显示装置。仿真机的计算机网络采用星型以太网连接，所有计算机连接到一台24口交换机。提供的仿真机过程模型，采用高逼真度的机理型建模方法。所建立的全工况模型既可以满足机组运行的动态特性，也可以满足仿真过程的实时性。评分系统，评分规则可以由教练员十分方便地配置，使用简单便捷。本评分系统提供了报警评分、过程量触发评分以及曲线评分三种方式，可用于操作员的正常操作过程评分，也可用于故障处理的操作评分。在评分过程中，可以实时显示扣分情况、实时曲线等考试记录。还可以自动生成考试提纲和评分报告，对操作员的操作进行了客观公正的评价。4、 600MW亚临界机组仿真机600MW仿真机是我国首台生产过程、控制系统与实际机组相同的全范围仿真机，由山东电力集团公司和美国西屋公司联合设计开发，具有当今世界领先水平。该仿真机以邹县电厂5号机为原型，集仿真技术、控制技术、计算机技术、通信技术于一身，不仅适用于运行人员培训，还可用于电厂控制技术人员培训，并具有运行分析功能和控制系统的研究开发功能。600MW仿真机5、 300MW火电机组仿真机（XDPS）本仿真对象为亚临界自然循环汽包炉，采用四角切园燃烧，过热汽温采用三级喷水减温调节，再热汽温的调节以微量喷水减温为主，同时配以事故喷水。制粉系统为中间储仓式热风送粉，排渣方式采用固态排渣，形冷灰斗的下面设有两台辊式碎渣机。汽轮机模拟对象为亚临界330MW高中压合缸，中间再热双缸双排汽凝汽式汽轮机， 发电机型号为QFSN-330-2-20，制造厂家为东方电机厂，冷却方式为水氢氢。控制系统为新华XDPS4006、 300MW火电机组仿真机（INFO）INFI90型300MW仿真机由山东电力仿真中心和华仿科技有限公司设计开发，采用一机双模方式实现对不同型式制粉系统的仿真模拟。画面显示类型主要包括流程图、功能图、报警画面、虚拟盘台、趋势画面和各种不同类型的操作面板。仿真精度高、范围广、适合各种不同层次的人员培训。中国华电集团操作技能大赛采用此机型，与现场逼真，获得好评。 INFI90型300MW仿真机7、 300MW火电机组仿真机（WDPF）300MW仿真机是我国首台一机四模拟全范围仿真机，由山东电力研究院与亚洲仿真控制工程有限公司共同设计、开发，具有系统大、变量多，实时性好，数字模拟精度高，适应性强，可扩充性、可移植性好等特点，不仅适用于多种类型300MW机组的运行培训，还可对机组运行安全经济性、控制系统的优劣等方面进行研究、分析。300MW仿真机8、 300MW火电机组仿真机（OVATION）该仿真对象为石橫发电厂300MW #4机组为燃煤发电机组。锅炉型式为亚临界一次再热强制循环汽包炉，采用平衡通风、正压直吹四角切圆燃烧，由上海锅炉厂制造。汽轮机为亚临界，中间再热，高中压合缸，双缸双排汽，单轴凝汽式汽轮机，额定功率300MW，额定压力16.7MPa。发电机为水氢氢冷却方式的300MW发电机；220kV升压变电站为3/2接线方式。控制方式采用机、炉、电集中控制方式，DCS采用的是由美国西屋公司提供的OVATION控制系统。9、 135MW虚拟DCS型仿真机135MWCFB虚拟DCS型仿真系统以LN2000仿真支撑系统为平台，由山东电力研究院利用LN2000虚拟DPU原理设计、开发，2005年9月通过上海大屯能源股份有限公司的验收，并投入使用。该仿真系统既可以培训运行值班员，又可以培训热控技术人员，同时具备控制系统的研究开发功能。2005、2008年，华电国际、鲁能发展热工技术比武参数整定考试在该仿真机上进行，取得了理想的效果。 135MWCFB虚拟DCS型仿真系统10、 135MW煤粉炉仿真机135MW仿真机由山东电力仿真中心设计开发。该仿真机以物理原理为基础，模拟发电厂中机、电、炉、控等各系统及设备在各种工况下的运行、调节特性，模拟范围广泛，精度高，故障逼真全面。该仿真机不仅具有常规的培训功能，还设有技能鉴定系统，可以客观、全面地对机、炉、电及电厂集控值班员进行技能鉴定工作。其模拟对象三大主设备及控制系统如下: 煤粉锅炉为上海锅炉有限公司制造的SG-435/13.7-M753型超高压中间再热自然循环煤粉锅炉，单锅筒自然循环。配有两台球磨机，中间储仓式乏气送粉。燃烧器为水平浓淡式燃烧器，一二次风间隔布置，四角切圆燃烧，平衡通风。 汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的N135-13.24/535/535型超高压、中间一次再热、反动凝汽式汽轮机。额定出力135MW，最大功率141.5MW，主汽门前蒸汽额定压力13.42MPa，额定温度535，再热汽温535，额定排汽压力4.9KPa，6级非调节回热抽汽。发电机为上海汽轮发电机有限公司制造的QFS-135-2型双水内冷汽轮发电机，额定容量159MVA，额定有功135MW，额定电压15.75KV，额定电流5822A，功率因数0.85（滞后），额定转速3000r/min，绝缘等级F，采用静止硅整流方式的它励交流励磁机系统。发电机定转子双水内冷，表面空冷，主励磁机及永磁副励磁机为空气冷却。 控制系统主要进行了操作员界面和控制逻辑的模拟。操作员界面与现场1:1完全仿真，控制逻辑依据规程组态。DCS模拟上海新华电站控制工程公司的XDPS400分散控制系统，DEH模拟上海新华电站控制工程公司的DEHIIIA分散控制系统。11、 135MWCBF仿真机135MWCFB仿真机以山东运河发电有限公司#3机为原形。该仿真机已于2002年底投入使用。锅炉原形是由上海锅厂提供的440t/h超高压、中间再热、单汽包自然循环、循环流化床锅炉，型号为SG440/13.7M562。锅炉设有4个给煤口和18个二次风口（前10，后8），炉膛错列布置了365个T型流化风帽，采用床上点火方式，每台锅炉设4支启动燃烧器,单支出力为3000kg/h。锅炉仿真范围包括：风烟系统（即一（PA）、二（SA）次风和烟系统、高压流化风系统、冷渣器流化风系统）、锅炉给水系统、过热和再热蒸汽及减温水系统、燃油系统、给煤石灰石系统、旋风分离器系统、冷渣器系统、FSSS系统、仪用压缩空气系统、锅炉排污疏水系统、暖风器系统等；可实现锅炉冷、热态启动和正常与事故停炉操作等过程以及设备保护及联锁。汽轮机原形为上海汽轮机有限公司采用美国西屋公司的先进技术和积木块的设计方法设计制造的135MW超高压、双缸、串联、双排汽、中间再热、单轴、凝汽式汽轮机，机组型号为N135-13.24/535/535。高中压部分采用合缸反流结构，低压缸采用三层缸结构。机组共设有六级抽汽，即高压缸设有一级抽汽、中压缸设有三级抽汽、低压缸设有两级抽汽，相应地回热系统设六级回热加热器，即二高、三低、一除氧。汽机仿真范围包括：主再热蒸汽和旁路系统、本体疏水系统、给水除氧系统、凝结水系统、轴封及门杆漏汽系统、加热器疏水系统、射水抽气系统、冷却水系统、润滑油系统、EH油系统、给水泵油系统及密封水系统等；可实现汽轮机冷态、热态、滑参数启停机等过程以及OPC试验、电超速试验、机械超速试验、高压主汽门及高、中压调门活动试验、抽汽逆止门联锁保护、汽轮机低油压联锁保护、旁路系统联锁保护、发电机断水保护、高压加热器联锁保护、低压加热器联锁保护、给水泵联锁与保护、除氧器联锁保护、凝结水泵联锁保护、射水泵联锁保护、低加疏水泵联锁保护、循环水泵及出口蝶阀联锁保护等。发电机原形为哈尔滨电机有限公司生产的QF-135-2型发电机，冷却方式采用空冷方式；励磁系统为上海汽轮发电机有限公司制造的静止励磁（SES）AFT-0/U211-D2000，型号为SCB9-1250/13.8/0.44/0.38；主变压器为山东电力设备厂生产的型号为SFP10-170000/220变压器，容量为170000/170000KVA；高厂变由山东鲁能泰山电力设备有限公司生产，型号为SF9-20000/13.8。控制系统主要进行了操作员界面、就地控制设备控制逻辑的模拟。操作员界面与现场1:1完全仿真，控制逻辑依据规程组态。DCS模拟鲁能控制工程公司的LN2000分散控制系统。DEH均模拟上海新华电站控制工程公司的DEHIIIA分散控制系统。135MWCFB仿真系统获2006年山东省科技进步三等奖。135MWCFB仿真机锅炉风烟系统图12、 500kv/220kv变电站仿真系统、500kv/220kv变电站仿真系统500kv/220kv变电站仿真系统由模拟屏、信号输入、输出系统和计算机网络构成。它采用拓扑分析、实时潮流计算、故障分析和多媒体技术等，全范围的仿真了500kv/220kv变电站的一次系统、二次系统、站用电系统和直流系统，实现了500kv/220kv变电站典型接线方式下所有正常操作仿真和常见类型故障的仿真。13、 220KV/110山东电网-变电站综合仿真系统220KV/110山东电网-变电站综合仿真系统，对电网内的一座220KV变电站进行全范围详细仿真。该系统将电网仿真、变电站仿真、变电站综合自动化系统仿真、集控站监控系统仿真和教员与学员系统有机结合为一体化，不但实现了地区电网生产运行过程的全仿真，而且可以正确反映变电站、变电站综合自动化系统、集控站监控系统和电网的相互作用、相互影响，大大提高了整个系统的的一致性、真实性和实用性，培训功能更加完善，可以对运行人员进行全方位的仿真培训。操作系统、商用数据库音视频服务器WEB服务（IIS）数据库服务变电站仿真一次设备继电保护自动装置直流系统交流系统五防模拟屏操作票培训设备巡视系统变电站仿真/变电站综合自动化仿真（数据库接口、通讯、人机界面、培训管理）变电站综合自动化仿真遥控系统遥测系统遥信系统遥调系统报警系统曲线报表拓扑分析电网计算220KV/110山东电网-变电站综合仿真系统9