火電機組仿真機對全能值班人員的技術培訓探討

張永清

(華電龍口發(fā)電股份有限公司，龍口 265700)

0 引 言

我國火電企業(yè)的仿真機培訓技術始于上個世紀70年代，1976年我國開始自主研發(fā)仿真機技術，1983年第一臺火電機組仿真機正式投入使用，進入本世紀以來，隨著我國科技水平的快速提升，仿真機技術也得到了極大的發(fā)展并被廣泛應用于各類火電企業(yè)的生產(chǎn)培訓中，我國電力行業(yè)標準也明確規(guī)定相關技術人員必須經(jīng)過仿真機培訓，考核通過后方可持證上崗。

1 火電機組仿真機的基本功能介紹

火電機組仿真機主要針對的是火電企業(yè)實際機組的機、爐、電以及其輔機等設備，對其操作界面、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、操作站進行數(shù)字模擬，再通過自身系統(tǒng)對數(shù)字信號進行編程、調(diào)試從而將數(shù)學模型轉(zhuǎn)換為仿真模型進行運行，從而起到讓技術人員通過模擬熟悉實際操作的作用。火電企業(yè)的仿真機通常具有以下基本功能：火電機組仿真機能對火電企業(yè)生產(chǎn)的運行環(huán)境進行實時仿真，其對實際工況能1∶1的模仿，實際機組的啟停機、運行操作及正常監(jiān)視等內(nèi)容都能在仿真機上得到真實體現(xiàn)。比如實際機組的某個部位產(chǎn)生故障時，機組參數(shù)會偏離正常值，一旦達到極限數(shù)值，實際機組的操作界面就會報警并自動進行邏輯聯(lián)鎖保護，而這一生產(chǎn)工況在仿真機上就可得到同樣的體現(xiàn)。因此，火電企業(yè)可充分運用仿真機，一方面為技術人員提供培訓，提高他們的理論水平和操作熟練程度；另一方面，當火電企業(yè)需要對機組設備或操作方法進行升級或優(yōu)化時，可運用仿真機對實際機組在不同運行條件下的工況進行模擬，再將結果進行有效分析調(diào)整，從而為實際改進方案提供參考。

2 火電機組仿真機對全能值班人員的培訓

2.1 火電企業(yè)全能值班人員的工作職責

全能值班人員是針對單元制集中控制機組而言,能夠同時勝任機、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機組進行有效管理，從而確保設備的穩(wěn)定運行。火電企業(yè)現(xiàn)場主要有生產(chǎn)所需要的各主、輔、儀表、保護設備，如鍋爐中的磨煤機、溫度表等，汽機中主汽輪機、油箱、閥門、給水泵等，全能值班人員需要做好機組的監(jiān)盤、操作等工作，還需要對生產(chǎn)過程中機組設備的運行狀況進行全程掌控，從而確保各設備在最佳工況下運行，另外機組啟停前的檢查、設備的日常維護、安全檢查、業(yè)務培訓以及生產(chǎn)事故預案也屬于全能值班人員的職責范圍。由此可知，火電企業(yè)全能值班人員的工作十分繁復，其必須具備較高的專業(yè)素養(yǎng)，才能維持企業(yè)生產(chǎn)的正常運行。因此，可充分運用仿真機對全能值班人員進行培訓，從而提高他們的理論和實際操作水平。

2.2 運用仿真機的信息處理功能提高全能值班人員的理論水平

火電機組仿真機是一種先進的信息處理設備，具備強大的教學功能，因此可以利用仿真機對全能值班人員進行專業(yè)理論培訓，從而提高其認識水平。首先，利用仿真機自帶的系統(tǒng)界面再配合相應的教學課件，可向全能值班人員詳細介紹各機組設備的構成和特性，并使其掌握系統(tǒng)的運行方式和操作方法、邏輯和控制回路的實際功能、人機界面的監(jiān)視顯示、機組不同負荷的狀態(tài)參數(shù)、電氣部分的主要構成原理等內(nèi)容。業(yè)務學習是貫穿電廠集控運行人員整個職業(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，在實際工作中，無論是對主控制室鍋爐、汽機進行操作，還是優(yōu)化運行方案的設計、安全事故分析，都需要以強大的理論知識為支撐，而仿真機強大的信息處理和教學功能為全能值班人員的理論業(yè)務學習帶來了極大的便利。

2.3 運用仿真機的模擬特性提升全能值班人員的操作技能

近年來，我國的信息技術、微電子技術得到了快速發(fā)展，這也促進了仿真機技術和應用功能的不斷提高。現(xiàn)階段，火電機組仿真機的模擬范疇已擴大到系統(tǒng)控制、運行性能優(yōu)化、排放控制等，其在控制室表盤布置、設備選型等內(nèi)容上能達到與實際機組基本一致的程度。比如在培訓時，可運用仿真機對某臺機組的實際工作情況進行1∶1的實時模擬，讓全能值班人員進行模擬操作，通過高逼真的模擬特性大幅度提高其實際操作水平。

以仿真機模擬鍋爐單側風機故障為例，該培訓以提升全能值班人員對實際工況的熟悉程度和事故反應能力為目的。在火電企業(yè)的實際生產(chǎn)中，經(jīng)常會出現(xiàn)鍋爐風機發(fā)生故障的現(xiàn)象，此時需要保持機組在低谷負荷進行單側運行，以利于對故障風機進行隔離檢修。在處理該故障時，首先要求全能值班人員對鍋爐各參數(shù)有較強的認識：機組在低負荷(不高于總負荷的50%)運行時，正常情況下，一次風壓通常應高于7 500 Pa，并且排煙入口處SCR反應器的溫度應高于315 ℃，當鍋爐雙側的風煙系統(tǒng)均處于正常運行狀態(tài)時，風煙系統(tǒng)的各參數(shù)不會與上述數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的偏差。但一旦鍋爐風機發(fā)生故障，只有單側風機正常運行時，風煙系統(tǒng)的風壓、風量、氧量、溫度等參數(shù)會明顯偏離正常值。全能值班人員可通過火電機組仿真機，對該故障情況進行真實模擬，從而強化了其對鍋爐風煙系統(tǒng)的熟悉程度以及故障出現(xiàn)時的反應能力，經(jīng)過了仿真機的一系列的事故演習式的模擬培訓，在實際生產(chǎn)中，一旦風煙系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生明顯變化時，值班人員能夠及時反應、處理并做好隔離和檢修措施，從而避免了因監(jiān)控操作不當導致的故障擴大、鍋爐滅火甚至其他安全事故的發(fā)生。

3 當前培訓中存在的問題及對策

當前絕大多數(shù)火電企業(yè)都用仿真機對全能值班人員進行技術培訓，也取得了較大的成效，但還存在一些問題。首先，就技術層面而言，就地操作員站的開發(fā)還存在較多不足，這就導致仿真機的模擬不夠逼真、模擬畫面有欠缺、手動設備和負載不全、I/O存在大量假點等問題的出現(xiàn)，使得模擬與現(xiàn)場的真實情況有較大差距，從而使得培訓效果大打折扣；其次，從專業(yè)素養(yǎng)來看，現(xiàn)階段火電企業(yè)的工作人員往往都是電氣、熱動等專業(yè)畢業(yè)，對本專業(yè)的知識較為通曉，但很難能對機、爐、電三個專業(yè)都很精通。高參數(shù)大容量機組已成為當代火電廠的標配，其對集控運行技術的要求也越來越高，對火電企業(yè)的集控運行人才需求也越來越大，無疑這給仿真機技術和培訓的發(fā)展帶來的新的契機，也提出了更高的要求，需要仿真機技術不斷地完善，以適應火電運行技術的發(fā)展，為新時代的火電企業(yè)的技術培訓提供新的亮點。

針對以上問題，首先應提升就地操作員站的開發(fā)水平，比如可用三維虛擬技術對實際場景進行模擬，該技術能將機組就地的實際設備位置、儀表顯示等內(nèi)容進行真實反應，使得就地操作員站更直觀化、更現(xiàn)場化，對全能值班人員的技術提升也會有極大的幫助；其次，應加強對全能值班人員的專業(yè)技術培訓，使其不僅具備本專業(yè)的機、爐、電等設備的操作技能，還能不斷掌握新的集控運行技術，運用仿真機技術對人員培訓的優(yōu)勢，不斷探索，與時俱進，培養(yǎng)出越來越多的具有專業(yè)素養(yǎng)、能夠適應現(xiàn)代電廠集控運行需求的人才。

4 結束語

火電機組仿真機能真實演示企業(yè)生產(chǎn)中電力設備在運行時出現(xiàn)的各種工況，如設備的起停、運行和各類事故工況等，運用仿真機對全能值班人員進行培訓，能有效提高他們的技術水平。近年來，我國的科技水平大幅度提高，這也促進了仿真技術的發(fā)展，火電企業(yè)應加大對仿真機培訓的投入，以進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)提供技術支撐。