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火电机组仿真培训体系创建与应用

加入收藏〗 发布时间:2017-07-20
  摘 要: 通过超超临界火电机组仿真系统应用的具体操作实例阐述,从仿真培训体系创建和实施方面进行深入的探讨,指出求得仿真培训最佳效果的方法。
 
  关键词: 超超临界机组;仿真;应用

  0 引言
 
  仿真培训具有安全高效、可重复实现、经济性好等优点,已成为电力企业的高技术技能人才培养不可或缺的手段和途径。在新的电力技术发展应用形势下,电力企业对生产技术技能型人才的岗位要求更为复合、更为全面、更为严格,仿真培训的重要性也越来越凸显出来。文章对广西电力职业技术学院电力行业仿真培训基地超超临界火电机组仿真系统的应用进行探讨。
 
  1 超超临界火电机组仿真系统介绍
 
  广西电力职业技术学院电力仿真培训中心具有中国电力企业联合会认证的“电力行业仿真培训基地(火电)”资质,现有各型火电机组仿真系统共 6套。超超临界火电机组仿真系统模型对象是某厂1000 MW 火电机组,锅炉为采用 ALSTOM 技术的超超临界变压直流煤粉炉,汽轮机为采用 SIEMENS 技术的超超临界、一次中间再热、四缸四排汽凝汽式汽轮机,发电机为水氢氢冷却方式同步发电机,主要控制系统分别为 EMERSON 公司的 OVATION 系统、HIMA 公司的 FSSS 系统、SIEMENS 公司的 T-3000DEH 系统。
 
  仿真系统采用 DCOSE 一体化仿真支撑环境软件。DCOSE 系统是一个软件模块集合,采用 Mi-crosoft .Net 架构设计,通过 Microsoft Visio 等工具,实现与 DCS 及其他电厂控制系统的链接和对仿真对象的图形化建模。DCOSE 系统由实时数据库服务(DCOSE SDBSRV)、实时计算引擎 (DCOSE RTEng-ing)、计算机辅助建模系统、操作端组态和运行软件等部分组成,提供支持虚拟 DPU 软件包。虚拟 DPU采用与实际 DCS 相同的逻辑组态和画面组态程序,实现现场运行设备及 DCS 逻辑组态的高逼真度模拟。
 
  仿真系统对 1000MW 火电机组工艺流程进行全范围、全过程仿真。主要仿真范围包括锅炉部分各系统、汽轮机部分各系统、电气部分各系统、机组控制和保护系统等。仿真系统能实现 1000MW 火电机组各种工况的启动、停机、正常运行操作、故障处理、反事故演习、控制系统试验与分析、学员操作指导和成绩评定等功能。仿真系统具有任意分组、分类培训和远程培训等优点,可充分满足电厂运行仿真培训、控制系统与运行方式研究等需求。
 
  2 火电机组仿真培训体系创建
 
  仿真培训是一项涵盖了培训管理、学员管理、设备管理等诸多方面的系统工程,因而设计一套科学合理的仿真培训体系是发挥仿真系统培训功效,实现培训目标的关键。仿真培训体系主要包括培训需求分析、培训教学体系、培训过程管理、培训效果评估等内容。
 
  2.1 培训需求分析培训需求分析
 
  是仿真培训工作的首要环节。培训需求分析是对受培人员的现有知识和技能水平、预期培训目标等进行系统分析,从而确定培训方案。
 
  培训需求分析的主要内容包括分析送培单位对仿真培训的目标,分析学员工作岗位对技术能力要求和学员当前实际能力状况的对比落差,形成一个可实施的仿真培训方案,包括了培训时间、培训内容、考核方式及预期效果等。
 
  2.2 培训教学体系
 
  培训教学体系是仿真培训工作的主干。在对培训需求分析的基础上,合理调度和分配各种资源,对培训课程计划、指导教师、培训设备、培训内容等进行具体落实。培训教学体系应该包括这些方面:
 
  1)培训课程计划。培训课程计划以培训需求分析为依据,明确每项教学单元的知识点、技能点及培训要求。2)指导教师。鉴于电力仿真培训的特殊性,指导教师应具备中国电力企业联合会考试认证的电力行业仿真培训指导教师资质,既要有坚实的理论功底,又要有丰富的实践经验。3)培训教材及参考资料。培训教材及参考资料根据培训内容选定或编写。培训教材及参考资料要与培训目标和内容密切相关,针对性强,且符合学员学习认知水平。4)培训教案。培训教案是培训教学的具体实施载体。培训教案要契合培训课程计划,结合学员的知识水平现状,充分做好教学过程设计,内容详细具体,制作培训 PPT素材丰富。5)培训场地和设备。针对培训需求和目标,确定对应机型的仿真系统和培训场地,对仿真系统及设备的维护、更新、调试等。
 
  2.3 培训过程管理
 
  培训过程管理是仿真培训的工作落实。主要内容如下:
 
  1)培训准备。进行仿真机房环境准备,仿真系统调试。学员食宿安排,学习用品及教材准备等。2)培训开班。学员报到,编班分组,发放资料。明确培训目标、考核方式、培训有关管理规定。3)过程管理。按照培训课程计划和方案,检查监督培训课程计划的教学落实情况。通过过程听课、教学检查、学员座谈等方式,及时发现问题并解决。4)学员管理。包括学员行为规范管理和学员培训档案管理。按照培训有关管理规定对学员进行行为规范管理,保证仿真培训顺利开展。学员培训档案管理则是记录学员的培训过程内容及培训效果,作为学员培训鉴定的依据。
 
  2.4 培训效果评估
 
  培训效果评估是仿真培训工作的必要反馈。通过培训效果问卷调查、培训教师教学测评、学员培训评价、学员座谈等方式,查找存在问题和不足,整理制定整改措施,实现整个培训闭环运行。培训效果评估完成后,及时将整个培训过程中形成的全部资料整理归档。
 
  3 超超临界火电机组仿真培训
 
  因具有发电效率高、易实现超低排放等优势,超超临界火电机组逐渐成为现今火力发电主力机组。此类机组的特点是蒸汽参数高,动态过程变化快,监控参数及控制设备多,对运行人员的综合技术能力要求很高,因而超超临界火电机组运行人员仿真培训已经成为电力仿真培训的重中之重。针对超超临界火电机组的运行技术特点,采用科学设计培训内容、制作微课助学、打造高水平培训指导教师团队等举措开展实施仿真培训。
 
  3.1 科学设计培训内容
 
  火电仿真培训分为岗前培训和在岗培训,培训对象、培训目标和培训内容存在较大差异。针对不同的培训需求,按照培训目标,从培训学员实际出发,并兼顾学员可持续发展能力培养,理论与实操并重,科学合理地设计培训内容。
 
  岗前培训的培训对象是新上岗或转岗从事火力发电生产运行的人员。其培训目标是使学员熟悉电力生产安全规程,全面了解超超临界火电机组系统的组成和运行特性知识,能完成机组正常启停和变工况运行的各种操作,能正确判断机组异常情况,使机组安全、经济运行。因此,培训的重点:电力安全工作规程和机组运行规程;锅炉设备及系统的组成及运行特性,特别是炉水循环启动系统及设备;机组控制系统;汽轮机设备及系统的组成及运行特性;电气设备及系统的组成及运行特性;机组启动、停运及正常运行监视与调整方法;事故处理原则、典型事故及处理等。
 
  在岗培训的培训对象是火电厂在岗运行人员。
 
  其培训目标是使学员进一步提高生产运行技能,提高学员在机组发生异常和事故情况下的应变和处理能力,能对超超临界机组的安全性、经济性和稳定性进行分析并提出相应对策。因此,培训的重点:《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》;超超临界机组在各种状态下启、停机过程中危险点的控制;运行参数调整定量化和定性化的关系;超超临界机组各类综合性事故的判断、分析和处理方面的理论和技能,反事故演习等。
 
  3.2 制作微课助学
 
  微课是围绕某一知识点或技能点,用短小精悍、直观易懂的视频作为呈现形式,以自主学习为目的而制作的教学资源。微课是信息技术发展的最新产物,它能极其方便地在网络环境进行碎片化学习和自主学习。微课整合了丰富的图片、动画、现场设备视频、操作示范等多媒体信息作为展现载体,帮助学员能更好地理解超超临界机组设备的组成、工作原理和特性、事故及分析,并指导操作技能训练。
 
  超超临界火电机组设备众多,系统复杂,技术先进,学习难度高。把锅炉设备及系统、汽轮机设备及系统、电气设备及系统、机组控制和保护系统、设备巡检项目路线和标准、正常启停机操作、典型事故处理操作等多类别的学习单元制作成微课。每个微课学习单元整合理论知识提要、设备规范、现场技术规程、操作过程要点和操作标准等多方面内容。在培训中,学员可以根据学习需要,方便地利用微课自主学习或进行辅导操作,极大地提高其学习兴趣和学习效率。
 
  3.3 打造高水平培训师资团队
 
  高水平的仿真培训指导教师具备扎实的专业理论、运行经验和较高的教学能力,能实现现场机组运行技术和课堂教学两个“高水平”的有机融合,是完成仿真培训的可靠保证。利用中国电力企业联合会的行业师资培训平台培养持证仿真培训指导教师。
 
  指导教师纳入行业管理,定期到生产现场开展学习交流、技术培训与技能考核,实现培训师资的行业认证及管理标准化。电力仿真培训基地还聘请了中国国电集团公司“168 技能人才”、发电企业值长等具有丰富超超临界机组运行技术经验的生产技术骨干作为兼职指导教师,进一步充实培训师资团队。
 
  4 结语
 
  把超超临界机组仿真系统应用于培训中,完善仿真培训体系是关键,精心设计实施是基础,高水平培训师资团队是保证,充分协调好各要素,才能取得仿真培训的最优效果。
 
  参考文献:
 
  [1] 中国电力企业联合会教育培训中心.电力行业仿真培训与考核大纲(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2015.
  [2] 马永光,白天池.电力行业仿真培训管理工作实务[M].北京:中国电力出版社,2012.

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