火电机组仿真机对全能值班人员的技术培训探讨

张永清

(华电龙口发电股份有限公司，龙口 265700)

0 引 言

我国火电企业的仿真机培训技术始于上个世纪70年代，1976年我国开始自主研发仿真机技术，1983年第一台火电机组仿真机正式投入使用，进入本世纪以来，随着我国科技水平的快速提升，仿真机技术也得到了极大的发展并被广泛应用于各类火电企业的生产培训中，我国电力行业标准也明确规定相关技术人员必须经过仿真机培训，考核通过后方可持证上岗。

1 火电机组仿真机的基本功能介绍

火电机组仿真机主要针对的是火电企业实际机组的机、炉、电以及其辅机等设备，对其操作界面、控制系统、监控系统、操作站进行数字模拟，再通过自身系统对数字信号进行编程、调试从而将数学模型转换为仿真模型进行运行，从而起到让技术人员通过模拟熟悉实际操作的作用。火电企业的仿真机通常具有以下基本功能：火电机组仿真机能对火电企业生产的运行环境进行实时仿真，其对实际工况能1∶1的模仿，实际机组的启停机、运行操作及正常监视等内容都能在仿真机上得到真实体现。比如实际机组的某个部位产生故障时，机组参数会偏离正常值，一旦达到极限数值，实际机组的操作界面就会报警并自动进行逻辑联锁保护，而这一生产工况在仿真机上就可得到同样的体现。因此，火电企业可充分运用仿真机，一方面为技术人员提供培训，提高他们的理论水平和操作熟练程度；另一方面，当火电企业需要对机组设备或操作方法进行升级或优化时，可运用仿真机对实际机组在不同运行条件下的工况进行模拟，再将结果进行有效分析调整，从而为实际改进方案提供参考。

2 火电机组仿真机对全能值班人员的培训

2.1 火电企业全能值班人员的工作职责

全能值班人员是针对单元制集中控制机组而言,能够同时胜任机、炉、电等专业岗位工作的一部分人员，全能值班人员的日常工作主要是对机组进行有效管理，从而确保设备的稳定运行。火电企业现场主要有生产所需要的各主、辅、仪表、保护设备，如锅炉中的磨煤机、温度表等，汽机中主汽轮机、油箱、阀门、给水泵等，全能值班人员需要做好机组的监盘、操作等工作，还需要对生产过程中机组设备的运行状况进行全程掌控，从而确保各设备在最佳工况下运行，另外机组启停前的检查、设备的日常维护、安全检查、业务培训以及生产事故预案也属于全能值班人员的职责范围。由此可知，火电企业全能值班人员的工作十分繁复，其必须具备较高的专业素养，才能维持企业生产的正常运行。因此，可充分运用仿真机对全能值班人员进行培训，从而提高他们的理论和实际操作水平。

2.2 运用仿真机的信息处理功能提高全能值班人员的理论水平

火电机组仿真机是一种先进的信息处理设备，具备强大的教学功能，因此可以利用仿真机对全能值班人员进行专业理论培训，从而提高其认识水平。首先，利用仿真机自带的系统界面再配合相应的教学课件，可向全能值班人员详细介绍各机组设备的构成和特性，并使其掌握系统的运行方式和操作方法、逻辑和控制回路的实际功能、人机界面的监视显示、机组不同负荷的状态参数、电气部分的主要构成原理等内容。业务学习是贯穿电厂集控运行人员整个职业生涯的事情，是提高值班人员专业技能素质的不二法宝，在实际工作中，无论是对主控制室锅炉、汽机进行操作，还是优化运行方案的设计、安全事故分析，都需要以强大的理论知识为支撑，而仿真机强大的信息处理和教学功能为全能值班人员的理论业务学习带来了极大的便利。

2.3 运用仿真机的模拟特性提升全能值班人员的操作技能

近年来，我国的信息技术、微电子技术得到了快速发展，这也促进了仿真机技术和应用功能的不断提高。现阶段，火电机组仿真机的模拟范畴已扩大到系统控制、运行性能优化、排放控制等，其在控制室表盘布置、设备选型等内容上能达到与实际机组基本一致的程度。比如在培训时，可运用仿真机对某台机组的实际工作情况进行1∶1的实时模拟，让全能值班人员进行模拟操作，通过高逼真的模拟特性大幅度提高其实际操作水平。

以仿真机模拟锅炉单侧风机故障为例，该培训以提升全能值班人员对实际工况的熟悉程度和事故反应能力为目的。在火电企业的实际生产中，经常会出现锅炉风机发生故障的现象，此时需要保持机组在低谷负荷进行单侧运行，以利于对故障风机进行隔离检修。在处理该故障时，首先要求全能值班人员对锅炉各参数有较强的认识：机组在低负荷(不高于总负荷的50%)运行时，正常情况下，一次风压通常应高于7 500 Pa，并且排烟入口处SCR反应器的温度应高于315 ℃，当锅炉双侧的风烟系统均处于正常运行状态时，风烟系统的各参数不会与上述数据产生较大的偏差。但一旦锅炉风机发生故障，只有单侧风机正常运行时，风烟系统的风压、风量、氧量、温度等参数会明显偏离正常值。全能值班人员可通过火电机组仿真机，对该故障情况进行真实模拟，从而强化了其对锅炉风烟系统的熟悉程度以及故障出现时的反应能力，经过了仿真机的一系列的事故演习式的模拟培训，在实际生产中，一旦风烟系统的参数发生明显变化时，值班人员能够及时反应、处理并做好隔离和检修措施，从而避免了因监控操作不当导致的故障扩大、锅炉灭火甚至其他安全事故的发生。

3 当前培训中存在的问题及对策

当前绝大多数火电企业都用仿真机对全能值班人员进行技术培训，也取得了较大的成效，但还存在一些问题。首先，就技术层面而言，就地操作员站的开发还存在较多不足，这就导致仿真机的模拟不够逼真、模拟画面有欠缺、手动设备和负载不全、I/O存在大量假点等问题的出现，使得模拟与现场的真实情况有较大差距，从而使得培训效果大打折扣；其次，从专业素养来看，现阶段火电企业的工作人员往往都是电气、热动等专业毕业，对本专业的知识较为通晓，但很难能对机、炉、电三个专业都很精通。高参数大容量机组已成为当代火电厂的标配，其对集控运行技术的要求也越来越高，对火电企业的集控运行人才需求也越来越大，无疑这给仿真机技术和培训的发展带来的新的契机，也提出了更高的要求，需要仿真机技术不断地完善，以适应火电运行技术的发展，为新时代的火电企业的技术培训提供新的亮点。

针对以上问题，首先应提升就地操作员站的开发水平，比如可用三维虚拟技术对实际场景进行模拟，该技术能将机组就地的实际设备位置、仪表显示等内容进行真实反应，使得就地操作员站更直观化、更现场化，对全能值班人员的技术提升也会有极大的帮助；其次，应加强对全能值班人员的专业技术培训，使其不仅具备本专业的机、炉、电等设备的操作技能，还能不断掌握新的集控运行技术，运用仿真机技术对人员培训的优势，不断探索，与时俱进，培养出越来越多的具有专业素养、能够适应现代电厂集控运行需求的人才。

4 结束语

火电机组仿真机能真实演示企业生产中电力设备在运行时出现的各种工况，如设备的起停、运行和各类事故工况等，运用仿真机对全能值班人员进行培训，能有效提高他们的技术水平。近年来，我国的科技水平大幅度提高，这也促进了仿真技术的发展，火电企业应加大对仿真机培训的投入，以进一步提高全能值班人员的理论和操作水平，为企业的稳定和安全生产提供技术支撑。