600MW超临界机组仿真机在电厂的开发及应用摘要：分析了兰溪电厂600MW超临界机组仿真机的仿真范围、仿真程度、仿真机硬件和软件组成等，阐述了仿真机的基础构成及主要功能，介 绍了仿真机在发电企业实际生产和培训工作中所起到的作用，并对仿真机
的发展方向做出描绘，为使用、开发超临界机组仿真机提供参考意见。
关键词：超临界；仿真机；开发；应用
仿真技术是当今世界各国非常重视的一门高新技术，它广泛应用于国
防和国民经济建设的各个领域。在火力发电领域，仿真机的应用和发展非
扎带
常迅速。20世纪70年代初，世界上研制出首台实用型火电机组仿真机。
在我国，70年代中期开始研制火电机组仿真机。80年代，在引进仿真机
技术的基础上，我国仿真事业迅速发展。如今，国内仿真机制造公司已达
十多家，全国已投运和正在开发的各种类型火电机组仿真机约有400多台。
随着电厂规模的不断扩大，单元机组正朝着大容量、高参数和高自动
化方向发展。而电力企业人员配置在不断地优化，对电厂运行人员的专业 知识、操作技能水平和事故处理能力的要求不断提高。利用仿真系统对电 厂运行人员及管理人员进行培训，有益于拓宽人员知识结构，培养综合技 能人才。仿真机在电厂建设的各个阶段均发挥着非常重要的功用，在机组
投产前可帮助人员熟悉操作画面和操作系统，机组投产后可提高人员参数
调节能力和事故处理能力，从而更好地为电厂安全生产、经济生产服务。
本文以兰溪电厂600MW超临界机组仿真机为例，分析了仿真系统的基本构成、主要功能、技术特点，介绍了仿真机在发电企业实际生产和培训工作
中所起到的作用。
一、兰溪电厂仿真机的功能及特点
1.兰溪电厂600MW仿真机介绍
兰溪发电厂600MW超临界机组仿真机由华仿科技有限公司以兰溪电厂
1号机组为仿真对象，采用华北电力大学大型火电机组仿真机技术，在STAR-90支撑系统支持下研制开发。
兰溪电厂#1锅炉由北京巴布科克·威尔科克斯有限公司制造，超临
界参数变压直流炉。#1汽轮机是由东方汽轮机厂制造的超临界、中间再热、冲动式、单轴、双背压、三缸四排汽凝汽式汽轮机。#1发电机为东
智能鞋柜
方电机有限责任公司制造。该单元机组主要热工控制系统设备为ABB公司
的SYMPHONY系统，日立公司生产的HIACS5000MDEH电液调节控制系统。
2.仿真机的基本构成
仿真机是将电子技术、模型技术、计算机技术、仿真技术等结合在一起，采用数学模型对机组各系统进行全范围、全过程的仿真，系统主要由
硬件部分和软件部分两大部分组成。硬件系统由主服务器、I/O接口系统、操作员台、就地操作站、教练员站、工程师站等组成。软件系统主要包括
计算机操作系统软件、仿真机的支撑系统软件、过程数学模型软件、工程
师＼教练员台功能软件、网络系统的驱动软件、接口驱动软件等。
主板清洗液3.仿真机的主要功能
仿真系统的配置与现场机组的控制系统配置完全一致，仿真环境逼真
度高。仿真系统能连续、实时计算特定操作条件下的运行参数，并在操作
画面上实时显示变化趋势，发出相应报警信息和保护动作等功能。仿真系
统的主要功能包括三方面。
（1）不同运行工况的仿真功能。机组从冷态、温态、热态到满负荷
的启动操作；机组从满负荷正常停机到热备用或冷态状态的停机操作；其
他指定的工况启停，升、降负荷的操作；对设备或系统进行可靠性试验及
半自动糊箱机联锁保护试验；任意工况的稳定运行；各种异常现象和故障情况。
（2）教练员台可以实现的功能。初始条件的装入、存储；对模型进
行冻结和激活控制、局部及全局加速；运行时刻的记录、回退、重演；单
组故障、成组故障的加入和撤消；学员成绩自动评定。
4.仿真机的主要技术特点
仿真机的建模支撑系统采用STAR-90系统，系统的建模过程采取工程
模块搭接建模方法，以其独特的通用性、开放性、全过程图形化建模、在跑偏传感器
线调试修改等技术特点，从而成为用户可熟练掌握和方便使用的系统，它
在以下方面形成其突出的技术特点：
（1）过程数学模型技术。依据能量、质量、动量平衡原理建立的全
物理过程工程模块化模型，采用了流体网络模型软件，提高了压力计算速
度和流量计算的精度，从而精确模拟电厂的全工况动静态行为。由模块搭
接而成的网状模型结构方式复现了机组生产流程网络，有利于工程技术人
员对模型构成的理解和掌握。
（2）模块图形建模技术。该系统为用户提供了可视化的图形建模方法，在建模过程中不需使用任何程序语言，而只需建模人员熟悉仿真对象
的物理特性，通过选择适当的设备图元，按照仿真对象的工艺流程进行图
元的连接，系统按照设备图元的连接关系自动建立设备模块的连接从而生
成仿真模型。
（3）支撑软件技术。该支撑系统完全面向用户，支持在线的工程模
块化建模、调试、扩充和模型运行，从而使建模工作彻底脱离了程序编写，
为用户进行完全在线的仿真系统开发、扩充、修改及各种系统分析、研究
提供了良好的人机交互环境。
（4）在线的模型修改方法。因系统仿真模型采用模块方式搭接而成，允许用户以在线、交互方式进行各种修改，包括模型参数、变量值，以及
模块增减和重新组态等，所有对模型的操作和修改均可以在系统运行中进行，不需重新编译和连接，建成的模型可直接运行。
（5）教练员台功能丰富、灵活。以窗口技术为友好界面，教练员台
功能丰富，且功能可由用户进行扩充、修改，如在仿真过程中全局或局部
加速功能的增加、故障类型的增加和生成、成绩评定试卷的添加和生成等等。教练员充分使用功能，有效地提高培训效率和仿真机的使用效果。
（6）采用智能化接口和多媒体仿真技术。以微处理机技术为基础，
采用分布式概念而构成的分散、智能化接口系统，使仿真机系统结构简单，性能稳定可靠。利用多媒体技术进行环境仿真，实现声、像功能，包括现
场的报警声音、火焰画面、虚拟盘台均能仿真模拟，提高环境逼真程度。
5.仿真机的典型工况
（1）锅炉点火前状态介绍。机组凝结水系统、给水系统已投运，锅
炉上水结束，锅炉冷态冲洗完成，水冷壁流量（571t/h左右）已建立。
（2）汽轮机冲转前状态介绍。汽轮机冲转前，两层油运行，电泵
运行，送、引风机运行，主、再热蒸汽升温升压至冲转参数。对于冷态启动，本厂机组的冲转参考参数为：主汽压4～6MPa，主汽温380℃，再热
汽压1.1MPa，再热汽温330℃。
（3）600MW负荷状态介绍。机组带600MW负荷运行，主蒸汽流量1717t/h，主蒸汽参数为24.9MPa＼569℃，再热蒸汽温度为561℃，5台磨煤机运行，六大风机运行。
二、兰溪电厂仿真机的实际应用活动桌面
兰溪电厂仿真机自2005年11月正式投入运行，在人员培训、反事故演习、技术比武等方面起到了非常重要的作用。
1.机组投产前的运行人员上岗培训
兰溪电厂#1机于2006年4月正式投产，当时配备的操作员均来自老厂300MW及125MW机组的人员，
缺乏超临界机组的运行经验。利用仿真机对上岗员工进行上机培训，从而加强员工对整个系统的认识和相关规程的理解。通过对启停操作及事故处理进行反复练习，增加了学员对机组协调关系的认识，提高了事故处理能力，操作员之间的配合意识也更加默契，从而为机组的顺利调试和投产打下扎实的基础。
2.操作员当班前的培训
所有的操作员在取得操作员见习资格后，在所在班组单元长的指导下进行仿真机培训，经过一定学时的上机训练，通过仿真机上机考试后才能参加操作员当班面试，确保操作员的实际操作技术水平。
3.运行人员的定期轮训
在电厂正常运行中，运行人员的日常操作主要局限于设备定期试验和定期切换工作，对于机组启停和事故处理等重大操作难免会生疏。而利用仿真系统可以对运行人员进行定期轮训，经常性复习特定的操作项目和操作步骤，熟练掌握操作过程，加强综合素质的训练，提高突发事件的应急能力。
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