【正文】 影響因素，如燃料量、給水量、鍋爐負(fù)荷、蒸汽流量、主要相關(guān)閥門開度變化等。顯示畫面參數(shù)能正確顯示出其動(dòng)態(tài)變化過程，并滿足下述諸項(xiàng)要求：● 鍋爐汽水系統(tǒng)的各組成部分的熱力過程具有一個(gè)完整、嚴(yán)格、精確的數(shù)學(xué)模型，過程數(shù)學(xué)模型符合能量、質(zhì)量及動(dòng)量守恒定律。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就留下足夠的空間（冗余大于40%)，為用戶在模擬培訓(xùn)系統(tǒng)運(yùn)行之后，實(shí)現(xiàn)變換模塊和擴(kuò)充模塊的需要。(2) 每個(gè)電站子系統(tǒng)有明確的定義，并由一個(gè)或多個(gè)或一組軟件模塊來實(shí)現(xiàn)。(5) 因?yàn)椴捎玫氖翘摂MDCS仿真機(jī)技術(shù)，故采用是真正的DCS軟件，包括DCS服務(wù)器軟件、DCS工程師站軟件、DCS操作員站軟件、DCS虛擬DPU軟件。機(jī)、爐、電各專業(yè)仿真模型可根據(jù)客戶需求，進(jìn)行不斷的軟件升級服務(wù)，時(shí)刻與現(xiàn)場各實(shí)際設(shè)備運(yùn)行特性保持一致。所有DCS/DEH站上的顯示畫面均直接采用現(xiàn)場畫面組態(tài)文件，顯示畫面效果與功能自然與現(xiàn)場完全一致。具體仿真工況如下： 正常工況仿真● 機(jī)組在最大持續(xù)出力下運(yùn)行；● 機(jī)組在額定功率的50％、75％、100％工況下運(yùn)行；● 定壓運(yùn)行方式下減負(fù)荷至最小；● 滑壓運(yùn)行方式下減負(fù)荷至最??；● 復(fù)合滑壓運(yùn)行方式下減負(fù)荷至最?。弧?鍋爐在最小允許出力工況下，汽機(jī)停機(jī)、主蒸汽全部通過旁路系統(tǒng)；● 機(jī)組在正常額定功率下，瞬時(shí)增加10~15％負(fù)荷進(jìn)行變化；● 機(jī)組在正常額定功率下，以1％、3％、5％速率連續(xù)變化負(fù)荷?！?新的仿真系統(tǒng)由于采用了虛擬DCS技術(shù)，可用于電廠熱工人員的DCS的使用、維護(hù)培訓(xùn)及練習(xí)，從而提高熱工人員的DCS使用維護(hù)技能，使熱工人員迅速熟悉DCS的功能與使用方法。(5) 采用全物理范圍、全過程、高精度、高響應(yīng)速度的數(shù)學(xué)模型，嚴(yán)格保證仿真的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精度。它經(jīng)過了多年在國內(nèi)火電仿真機(jī)項(xiàng)目中的應(yīng)用，得到了錘煉和完善，取得完全的成功。北京大風(fēng)軟件公司、杭州和利時(shí)公司虛擬DCS仿真系統(tǒng)技術(shù)方案北京恒和大風(fēng)軟件技術(shù)有限公司 杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司2 / 50目 錄1. 總體 1 仿真總體原則 1 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 1 仿真系統(tǒng)特點(diǎn) 2 仿真機(jī)實(shí)現(xiàn)的總體目標(biāo) 42. 仿真機(jī)的能力 4 工況仿真能力 4 圖形顯示能力 6 修改能力 6 仿真機(jī)操作限制 63. 仿真范圍和程度 7 概況 7 仿真軟件的特性 7 數(shù)學(xué)模型形式 7 數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)組成 8 鍋爐系統(tǒng)仿真范圍與仿真程度 8 汽輪機(jī)系統(tǒng)仿真范圍與仿真程度 12 發(fā)電機(jī)變壓器組及廠用電氣系統(tǒng)仿真范圍及仿真程度 19 熱工控制系統(tǒng)的仿真范圍與仿真程度 23 集控室操作臺及盤臺仿真 32 就地設(shè)備仿真 324. 仿真系統(tǒng)硬件 33 主計(jì)算機(jī)/教練員臺 33 DCS/DEH操作員站； 33 就地站 33 工程師站 34 投影系統(tǒng) 34 交換機(jī) 345. 仿真系統(tǒng)軟件 34 系統(tǒng)軟件 34 仿真支撐平臺軟件 34 數(shù)學(xué)模型軟件 35 教練員站功能 35 DCS服務(wù)器軟件 36 DCS工程師站 37 虛擬DPU軟件 37 DCS/DEH操作員站功能 37 就地操作站功能 37 模型開發(fā)軟件（可選，不在本供貨范圍內(nèi)） 396. 性能指標(biāo) 39 仿真精度 39 系統(tǒng)擴(kuò)展 417. 實(shí)施方案 41 工期進(jìn)度 41 質(zhì)量保證 411. 總體 仿真總體原則本建議書所描述的仿真范圍是從鍋爐燃料設(shè)備起至發(fā)電機(jī)主變出線為止（除化學(xué)水處理外）的整個(gè)生產(chǎn)過程。它可以支撐仿真機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行、在線修改、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、控制方案設(shè)計(jì)、控制策略驗(yàn)證等多種當(dāng)今世界仿真領(lǐng)域最先進(jìn)的強(qiáng)大功能。(6) 控制系統(tǒng)的仿真采用虛擬DCS技術(shù)，以真正的DCS軟件及虛擬DPU軟件為基礎(chǔ)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制圖形組態(tài)、邏輯組態(tài)完全與現(xiàn)場一致，組態(tài)文件可被直接導(dǎo)入到仿真機(jī)?！?新的仿真系統(tǒng)可用于電廠運(yùn)行中控制方案的研究與優(yōu)化，通過仿真系統(tǒng)上的虛擬實(shí)驗(yàn)，研究機(jī)組不同運(yùn)行狀況下的控制規(guī)律，摸索最佳的控制方法，達(dá)到最佳的運(yùn)行效果。在以上正常工況下，發(fā)生以下狀態(tài)變化或操作時(shí)，其反應(yīng)均與現(xiàn)場一致：● 煤成分的變化；● 燃料熱值的變化；● 磨煤機(jī)、給煤機(jī)及燃燒器投停的任意組合；● 送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的任意投切組合；● 吹灰的影響；● 汽機(jī)閥門試驗(yàn)；● 凝汽器單邊清洗；● 高加、低加的任意投停?！?就地站界面也采用DCS的圖形組態(tài)工具軟件繪制，圖形樣式、顏色和動(dòng)態(tài)均參考現(xiàn)場習(xí)慣完成。 仿真機(jī)操作限制當(dāng)仿真系統(tǒng)的某些參數(shù)接近或接近超出現(xiàn)用模型的限制和機(jī)組設(shè)備條件限制時(shí)，仿真系統(tǒng)可以在教練員臺上發(fā)出報(bào)警信號，提醒教練員已經(jīng)超出仿真模型的使用范圍，仿真結(jié)果可能不可信，以免對培訓(xùn)造成不利的影響。其功能與真實(shí)DCS完全一樣，即1：1仿真。每個(gè)模塊能獨(dú)立地加入和取出，也能借助于仿真軟件支撐系統(tǒng)方便地進(jìn)行修改。在本仿真機(jī)交貨時(shí)，和利時(shí)公司向用戶提供計(jì)算機(jī)的備用時(shí)間和空間的說明?！?能正確反映受熱面能量、質(zhì)量貯存能力大小對過程模型的影響，特別是在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)及故障過渡狀態(tài)中所反映的現(xiàn)象與實(shí)際相吻合。能正確反映各種運(yùn)行工況下給水焓、汽包產(chǎn)汽量、汽包壓力、水位等參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化?！?能正確反映水冷壁管、過熱器管及省煤器管、再熱器管不同程度的泄漏對汽水系統(tǒng)的影響.● 能正確考慮工質(zhì)和煙氣的流量、溫度、速度、比熱、熱交換面污染程度、換熱面布置等對熱傳導(dǎo)系數(shù)的影響。● 制粉系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型能反映出由給煤到制成煤粉進(jìn)入粉倉或爐膛的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程。● 點(diǎn)火系統(tǒng)模型能正確反映點(diǎn)火系統(tǒng)及燃燒系統(tǒng)的邏輯控制，能反映燃油的流量、壓力參數(shù)的變化，閥門開關(guān)的位置。反映出運(yùn)行中的轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、風(fēng)壓、擋板開度、軸承溫度、軸承振動(dòng)的變化情況，以及冷卻水投切及環(huán)境溫度變化對軸承溫度的影響?！?能反映爐底關(guān)斷門開關(guān)及水封破壞對鍋爐漏風(fēng)、爐膛負(fù)壓、燃燒、汽溫、汽壓的影響。 汽輪機(jī)本體 仿真范圍 汽輪機(jī)高中壓缸、汽輪機(jī)低壓缸、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子及各支撐軸承、推力軸承、汽輪機(jī)盤車裝置、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、夾層加熱裝置、高壓缸預(yù)暖系統(tǒng)。能反映汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子應(yīng)力變化情況并要求有數(shù)值顯示，由此給出建議升速率或暖機(jī)要求，仿真亦考慮機(jī)本體熱容量。能反映啟、停及各種運(yùn)行工況下，管內(nèi)流量、壓力、溫度變化的動(dòng)態(tài)過程，以及蒸汽管道儲能對機(jī)組運(yùn)行的影響，反映管道散熱損失。電動(dòng)給水泵組及其輔助系統(tǒng)模型：反映給水泵轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程和流量之間的函數(shù)關(guān)系，給水前置泵的揚(yáng)程流量特性，再循環(huán)門開、關(guān)對給水流量、壓力的影響，反映包括泵的汽蝕、振動(dòng)、保護(hù)和聯(lián)鎖，液力偶合器的調(diào)節(jié)、潤滑油系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真。解列加熱器對汽機(jī)汽耗、效率、負(fù)荷和汽機(jī)軸向推力等的影響。準(zhǔn)確反映加熱器啟動(dòng)、停止的操作過程及啟動(dòng)過程中，加熱器抽空氣的動(dòng)態(tài)過程，能反映高壓加熱器水側(cè)注水排空氣時(shí)水側(cè)壓力的變化情況，高壓加熱器汽側(cè)投運(yùn)時(shí)，手動(dòng)控制抽汽電動(dòng)門開度對抽汽管壁溫度、高加水位、給水溫度的影響。凝結(jié)水補(bǔ)充水箱的水位控制及水箱無水時(shí)對真空的影響。機(jī)組啟、停及帶負(fù)荷運(yùn)行過程中，軸封壓力變化和供汽汽源的切換過程與實(shí)際一致。能正確仿真循環(huán)水泵的各種運(yùn)行方式對循環(huán)水母管壓力、流量的影響。能正確反映循環(huán)水泵泵閥聯(lián)鎖、及各循環(huán)水泵之間的聯(lián)鎖。 汽輪機(jī)油系統(tǒng) 仿真范圍主要包括：主油泵、射油器、潤滑油泵、事故油泵、頂軸油泵、排煙風(fēng)機(jī)、油箱、冷油器及油系統(tǒng)連接管及閥門等；大、小機(jī)油凈化裝置、抗燃油箱、抗燃油泵、抗燃油循環(huán)泵、再生泵、抗燃油電加熱器、抗燃油冷卻器及相關(guān)系統(tǒng)。能正確仿真頂軸油泵的運(yùn)行對汽輪機(jī)工作的影響。密封油箱補(bǔ)、排油電磁閥開、關(guān)對密封油箱油位的影響。內(nèi)冷水電加熱器投入對內(nèi)冷水溫度的影響，內(nèi)冷水溫度隨負(fù)荷變化的動(dòng)態(tài)過程，內(nèi)冷水再循環(huán)門開度對內(nèi)冷水流量、壓力的影響。油系統(tǒng)包括：油箱、工作主油泵、備用主油泵、潤滑油濾網(wǎng)、調(diào)速油濾網(wǎng)、事故油泵、冷油器等。能仿真冷油器出口油溫隨冷卻水量的動(dòng)態(tài)變化過程。能正確反映閉式水箱水位對閉式水泵的影響。除鹽水中斷對除鹽水用戶的影響。準(zhǔn)確模擬發(fā)變組的所有保護(hù)，在機(jī)組故障或異常情況下，保護(hù)的動(dòng)作狀況、光字牌報(bào)警等現(xiàn)象與實(shí)際一致。當(dāng)故障加入后，有關(guān)參數(shù)、保護(hù)動(dòng)作及報(bào)警情況反映與實(shí)際一致。正確仿真勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)、限制功能，保護(hù)的動(dòng)作過程、動(dòng)作結(jié)果、產(chǎn)生的現(xiàn)象，邏輯關(guān)系等與實(shí)際一致。組合式同步表的指示正確。6KV各分支開關(guān)的操作與信號予以正確模擬，包括開關(guān)的手動(dòng)分、合，自動(dòng)(保護(hù)、聯(lián)鎖)分、合，及分合的條件邏輯關(guān)系，信號指示等均與實(shí)際一致。能正確仿真廠用電系統(tǒng)各種可能的運(yùn)行方式。模型反映出的變壓器并列運(yùn)行時(shí)的環(huán)流動(dòng)態(tài)過程與實(shí)際一致。能正確仿真低壓廠用電系統(tǒng)各種可能的運(yùn)行方式。柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)/停止邏輯、柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān)動(dòng)作邏輯、柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)特性與實(shí)際機(jī)組完全一致。和利時(shí)公司提供的虛擬DCS仿真機(jī)方案主要為和利時(shí)的DCS用戶服務(wù)，針對使用和利時(shí)DCS產(chǎn)品的電廠進(jìn)行仿真。 DEH控制系統(tǒng) 仿真范圍DEH控制系統(tǒng)的全部邏輯功能均不需要仿真，直接使用與現(xiàn)場一致的控制邏輯。● 汽輪機(jī)超速保護(hù)(OSP)。如ATR、操作員自動(dòng)、手動(dòng)、緊急手動(dòng)、CCS方式，中缸啟動(dòng)；● DEH的控制邏輯功能全部實(shí)現(xiàn)；● 單閥/順序閥的轉(zhuǎn)換；● RB及負(fù)荷不平衡功能；● 與CCS接口時(shí)對單元機(jī)組進(jìn)行協(xié)調(diào)控制；● 故障顯示；● 電磁閥試驗(yàn)、噴油試驗(yàn)、超速試驗(yàn)功能； 模擬量控制系統(tǒng)（MCS） 仿真范圍模擬量控制系統(tǒng)的全部邏輯功能均不需要仿真，直接使用與現(xiàn)場一致的控制邏輯。各調(diào)節(jié)系統(tǒng)的手/自動(dòng)切換邏輯及方式與實(shí)際系統(tǒng)一致。磨煤機(jī)油站各項(xiàng)手/自動(dòng)控制功能及信息顯示方式與實(shí)際機(jī)組完全一致磨煤機(jī)油站的聯(lián)鎖保護(hù)邏輯及操作方式與實(shí)際機(jī)組完全一致磨煤機(jī)噴油裝置操作方式、信息顯示、各項(xiàng)手/自動(dòng)控制功能及聯(lián)鎖保護(hù)邏輯與實(shí)際機(jī)組完全一致 數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)（DAS仿真系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場情況供客戶選擇） 仿真范圍系統(tǒng)工況顯示：包括所有模擬量、開關(guān)量及二次參數(shù)的單點(diǎn)、成組、棒圖、報(bào)警、工藝流程、趨勢、操作指導(dǎo)及機(jī)組啟停畫面、控制回路狀態(tài)顯示等。不同參數(shù)曲線以不同顏色區(qū)分，并能自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警打印。 MEH系統(tǒng) 仿真范圍主要包括下述內(nèi)容：● 手動(dòng)打閘及復(fù)位；● 速關(guān)閥及主調(diào)閥控制及試驗(yàn)；● 手動(dòng)轉(zhuǎn)速控制；● 就地／遠(yuǎn)方啟停及自動(dòng)轉(zhuǎn)速控制；● 緊急手動(dòng)；● 超速保護(hù)及跳閘； 仿真程度MEH系統(tǒng)的所有控制功能及操作方式與實(shí)際機(jī)組完全一致，功能及操作面板通過就地站的虛擬面板實(shí)現(xiàn)，功能與實(shí)際一致。TSI的報(bào)警顯示方式以虛擬盤臺方式體現(xiàn)，報(bào)警顯示狀態(tài)與實(shí)際機(jī)組一致。仿真系統(tǒng)由仿真主機(jī)（模型站兼教練員站）、DCSamp。 就地站具體硬件配置依據(jù)用戶提出的要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)。可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)模型的分布式計(jì)算、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示與在線數(shù)據(jù)修改，可以滿足大型實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行的需要。9) 具有良好的可維護(hù)性和可移植性，可在多種Windows平臺上使用，包括Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003和 Windows Vista。）和教練員站是多功能、多用途的培訓(xùn)訓(xùn)練中心。用戶可以自己設(shè)置任意多的初始工況。 在線幫助對教練員站所實(shí)現(xiàn)的各種功能給出在線解釋，并對操作給出指導(dǎo)。對于虛擬DCS仿真機(jī)，采用真正的DCS操作員站軟件，其功能與真實(shí)DCS完全一樣，因此DCS的畫面顯示、操作界面以及用戶感受等都與現(xiàn)場完全一致。(2) 用于實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)算法的編制、修改、研究等功能。仿真精度與滿負(fù)荷值及中間負(fù)荷值有關(guān)，它應(yīng)能反映出仿真機(jī)的性能。就地操作站功能軟件用于模擬實(shí)際機(jī)組的就地操作。對于虛擬DCS仿真機(jī)，采用真正的DCS服務(wù)器軟件，其功能與真實(shí)DCS完全一樣，因此DCS的數(shù)據(jù)服務(wù)、報(bào)警服務(wù)、報(bào)表服務(wù)、歷史趨勢服務(wù)都與現(xiàn)場完全一致。解除凍結(jié)使系統(tǒng)重新進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。所完成的仿真培訓(xùn)的基本任務(wù)是：(1) 教練員能方便地控制和監(jiān)視學(xué)員的操作；(2) 教練員根據(jù)學(xué)員的業(yè)務(wù)能力選擇組合培訓(xùn)項(xiàng)目；(3) 教練員和軟件工程師可由教練員臺訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的任何項(xiàng)目；(4) 采用文字、數(shù)據(jù)、表格、圖形等方式顯示，借助彩色LCD，鍵盤等實(shí)現(xiàn)；教練員站主要用來設(shè)定各種工況和事故，對學(xué)員進(jìn)行培訓(xùn)。 11) 可視化圖形建模系統(tǒng)（SimuBuilder）與強(qiáng)大的在線調(diào)試功能，大大提高了開發(fā)速度、降低了開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，提高了系統(tǒng)可維護(hù)性。3) 圖形化建模：用戶可以方便地利用系統(tǒng)提供的可視化單元，完成電站所需的運(yùn)行畫面的組態(tài)，提高工程化水平、提高開發(fā)效率。 投影系統(tǒng)具體硬件配置依據(jù)用戶提出的要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)。DCS操作員站的數(shù)量根據(jù)用戶需要配置，并且可以隨時(shí)擴(kuò)充。所有盤臺上的操作顯示設(shè)備，如開關(guān)、按鈕、燈光、指示儀、報(bào)警窗等均采用軟仿真的形式實(shí)現(xiàn)，顯示在操作界面上同時(shí)可以通過投影儀投放到投影屏幕上。 旁路控制系統(tǒng)(BPC) 仿真范圍● 高壓旁路壓力控制及邏輯保護(hù)系統(tǒng)；● 高壓旁路溫度控制及邏輯保護(hù)系統(tǒng)；● 低壓旁路壓力控制及邏輯保護(hù)系統(tǒng)；● 低壓旁路溫度控制及邏輯保護(hù)系統(tǒng)；● 三級噴水減溫控制及邏輯保護(hù)系統(tǒng)；● 凝汽器控制及邏輯保護(hù)系統(tǒng)；● 機(jī)組啟停及甩負(fù)荷時(shí)的控制及邏輯保護(hù)； 仿真程度旁路系統(tǒng)的全部功能均采用軟件仿真，并實(shí)現(xiàn)旁路系統(tǒng)的手/自動(dòng)調(diào)節(jié)、保護(hù)及邏輯控制功能?！?提供詳細(xì)歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)概況和設(shè)備跳閘數(shù)據(jù)。連續(xù)監(jiān)視有關(guān)參數(shù)，一旦異常，立即報(bào)警，具有多級和可變報(bào)警限值，單點(diǎn)和成組報(bào)警閉鎖一覽表等。 順序控制系統(tǒng)（SCS） 仿真范圍順序控制系統(tǒng)的全部邏輯功能均不需要仿真，直接使用與現(xiàn)場一致的控制邏輯。滿足現(xiàn)場仿真協(xié)調(diào)控制的全部功能?！?閥門試驗(yàn)、閥門管理。在正常運(yùn)行時(shí)，DEH系統(tǒng)是通過高壓缸調(diào)節(jié)閥門來控制機(jī)組的功率。同時(shí)仿