仿真机在热电工程专业教学中的应用

◎余延柱

仿真机在热电工程专业教学中的应用

◎余延柱

仿真机在各电力企业发挥着至关重要的作用，它可以用于新员工正式上岗前的培训，使新员工快速熟悉操作画面和操作系统，各种设备的逻辑对应关系。也可以作为员工锻炼的平台，使他们多练习日常的各种操作，尤其是可以练习各种事故的处理，以提高员工的运行操作水平。仿真机也可以用于热电工程专业的教学，使学生们进入电厂前具备热力设备运行的基本操作，进入电厂后能够快速适应电厂相关岗位的要求。

建设电厂仿真实训室的背景

滨州市技术学院是一所由山东省政府批准成立，滨州市政府直属管理的国办副厅级职业技术院校。滨州市铝产业已形成集热电 - 采矿 - 氧化铝 - 原铝 - 铝合金材料 - 工业铝型材 - 铝深加工制品于一体、上下游业务配套平衡的全产业链发展模式，成为全市工业支柱产业。所以近年来滨州市对热电工程专业人才需求急剧上升。随着本地企业的发展扩大，企业对毕业生的培训压力也增大，因此本地企业对毕业生的要求提高。因此我校对热电工程专业的教学进行了理论与实践一体化的改革，建设了多个与理论教学相配套的实训室，电厂仿真实训室也是其中之一。仿真机培训可以在最短的时间内提高学生们的技能水平，为学生们进入电厂快速适应相关岗位作坚实的铺垫。

热电工程专业传统的人才培养方案大多是经过在校的理论学习后，毕业前最后一学期到电厂现场实习。在实际运行中的电厂实习，实习成本高，实习所需时间较长，而且有些故障只能在实际发生时才能得到学习的机会。实际上，处于运行中的电厂接纳学生实习，通常只允许学生观看，不允许学生操作，所以学生们对大部分运行操作知识只有一点肤浅的认识，得不到实际操作的锻炼。在实际运行中的电厂进行实习既不经济又不安全，实习效果也不理想，为解决这些问题，我校引进了仿真机教学培训软件。利用仿真机，模拟实际电厂中设备的工作状况和运行环境，以避免在实际运行中的电厂实习操作时可能带来的危险性和高昂的代价。

电厂仿真机的功能与应用

电厂仿真机软件在计算机上实现对被仿真对象即机、炉、电、控制系统的动态仿真，同时也包括对就地设备操作的仿真。我校引进的仿真机软件属于全仿真型，是参照某真实电厂300MW亚临界燃煤发电机组为对象编写。电厂仿真实训室设置一台服务器和40台客户机，可同时容纳40名学生进行操作培训。学生们在仿真机上可以对300MW亚临界单元机组进行启动、停运、运行维护、事故处理等操作。通过仿真机培训可使学生们从直观上学习和掌握电厂设备和系统特性、物理过程、介质流程及故障的原因、结果及处理方法，为在实际电厂中操作打好基础。

我校电厂仿真机可以实现从冷态、温态、热态和极热态到满负荷的操作以及停机、停炉过程，实现全部操作。仿真机可以从冷态开始，直至带满负荷。从动态过程中让学生们逐步熟悉画面、掌握操作流程、了解逻辑内容、认知操作方式、掌握控制系统的特性，从整体上有一个感官认知直至熟练掌握。实际运行的电厂中，尤其是在启机、启炉等重大操作，一般情况下都是由技术比较熟练的人担当此项操作，其他人只能做一些配合工作，学生们实习更是只能旁观，所以很难全过程的进行学习。另外，学生到实际电厂实习，往往只了解被分配的岗位的工作，没有机会接触其他岗位工作，很难形成电厂全局的运行知识。我校电厂仿真机提供了一个集控操作平台，在仿真机上可以系统学习300MW单元机组完整的操作顺序，什么状态下发电机该作哪些准备，锅炉该作哪些准备，汽机该作哪些准备，什么时候该进行什么操作，如什么时候启动各磨煤机，给水旁路什么时候切换到给水主管路，什么时候汽轮机由单阀控制切换到顺序阀控制、什么时候发电机该合闸并列等等。这些操作都可以在仿真机上有条不紊的去了解、学习，没有现场的紧迫感和一闪即逝的状态，可以通过反复的练习进行系统地了解、掌握直至熟练。

仿真机上的操作无论正确与否，都和在实际系统上进行操作反映出来的现象一致。学生们经过仿真机操作培训后，可以掌握实际电厂的大部分操作，同时也能了解错误操作的危害。仿真机还能模拟电厂运行中的各种异常和故障，并能如实地反映故障现象，学生们可以在仿真机上练习各种故障的处理，这在实际运行中的电厂中是难以学习到的。实际电厂中有些人甚至上班几年都赶不上一次大型的操作或事故处理，这使得他们在实际中没有机会得到锻炼，而仿真机正好可以弥补，所以我校电厂仿真实训室不仅给学生们提供培训学习，寒暑假期间也为一些电厂的员工进行培训学习。

电厂仿真实训室培训要求

我校要求学生们经过电厂仿真培训后，达到以下能力：熟悉电厂全面性热力系统的组成和工作原理；了解电厂仿真系统的构成，DCS系统、DEH系统、电气系统和就地系统的主要构成及作用；了解仿真机组运行规程；学习电厂机组冷态启动全过程的操作；根据负荷变化及时进行机组运行调整，实现正常经济运行；学习正常停机和紧急停机的操作；对简单事故作出判断并及时处理。

电厂仿真实训室培训初步成果

我校热电工程专业经过理论与实践一体化教学改革，建设各实训室后，学生的就业率、就业对口率、就业稳定率逐年提高，本地多个企业对我校热电工程专业的毕业生质量表示认可。虽然该专业毕业生暂时依然达不到熟练工的标准，但企业的培训压力大大降低，对单个员工的培训时间大幅缩短。用某企业人事部门主管的话说，我校热电工程专业毕业生就是“准熟练工”。同时，随着各企业技术升级和产业结构调整等原因，很多企业原有员工与企业新的要求出现差距，很多企业利用我校寒暑假时间，将他们的原来的员工送到我校进行专项学习培训。可见我校电厂仿真培训是成功的，我们还需要继续研究，进一步扩大培训成果。

随着科学技术的不断发展，越来越多的新技术、新工艺被各电厂采用，所以我校每年都从电力企业邀请专家给我们教师进行培训，以开阔教师们的视野，提高教师们的专业水平。我校将继续努力，把电厂仿真培训效果发挥到最大，为滨州市铝电产业、城市热能运用产业培养更多的高标准人才。

（作者单位：滨州市技术学院）