作者：余圣方
余圣方，王健夫，马杰，杨砚雄摘要：
引言
为了优化能源结构、改善环境污染、提高发电效率，近年来我国建设了一批大型联合循环电厂。燃气-蒸汽联合循环机组不仅可用作紧急备用电源和尖峰负荷机组，而且还可带基本负荷和中间负荷运行。但目前我国还不能独立制造大型联合循环机组，主要设备仍需进口，电厂运行人员对设备操作及其特点还很不了解。受广东惠州液化天然气发电有限公司委托，北京同方电子科技有限公司为其研制开发了全范围仿真机，用于运行人员培训和工程分析。仿真机开发分2个阶段:第1阶段，在参考机组投运之前，根据参考机组的设计资料研制仿真机模型，达到对DCS进行全面检测和满足运行人员上岗前的培训要求;第2阶段，在参考机组运行稳定后，根据机组实际运行数据进行重新调试，并将投入运行的DCS升级到仿真机上。仿真机于2006年5月投入试运行，已培训学员多期，效果令人满意。
一、仿真机仿真范围与功能
1.1 仿真对象
广东惠州液化天然气发电有限公司一期工程安装3台39OMW燃气-蒸汽联合循环机组。燃气轮机、汽轮机设备采用日本三菱重工公司和东方集团联合体提供的9F级燃气-蒸汽联合循环机组，一拖一单轴布置。燃气轮机型号为M7O1F，简单循环功率可达255~27OMW，第1级喷嘴入口温度1400℃，排气温度599℃。压气机为17级轴流式，压比为17。蒸汽轮机型号为TC2F-30，双缸(1高中压缸、1低压缸)，再热、凝汽式。余热锅炉为杭州锅炉集团公司引进美国N/E公司技术设计生产的三压、再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉。发电机型号为390H，自并励静态励磁全氢冷。DCS(名为Diasys Netmation)由日本三菱公司提供。
1.2 仿真范围
仿真机为全范围、高逼真度仿真机。模拟范围包括电厂1号燃气-蒸汽联合循环机组的燃气轮机、汽轮机、余热锅炉、发电机及其辅助系统和电厂公用系统等。
1.2.1 燃气轮机系统
包括压气机、燃烧系统、燃气透平、进气系统(空气过滤器)和排气系统、燃料系统(燃料预热器)、润
滑油系统、顶轴油系统(与汽轮机共用1套系统)、液压控制油系统、机组静态启动装置(SFC)、水洗系统、盘车装置等。
1.2.2 汽轮机系统
包括高、中、低压透平，蒸汽系统(包括高压、再热、中压、低压蒸汽及高、中、低压旁路系统)，给水系统，凝结水系统(包括启动除氧器)，抽真空系统，汽轮机轴封、疏水、补充水系统，汽轮机振动、胀差系统等。
1.2.3 余热锅炉系统
包括高、中、低压自然循环蒸发系统(汽包、蒸发器、过热器、再热器、省煤器及再循环等)，锅炉烟气系统、疏水排污、向空排汽系统等。
1.2.4 电气系统
包括发电机、励磁系统、密封油系统、氢冷系统、厂用电系统、升压站系统、直流系统等。
1.2.5 公用系统
包括循环水系统、闭式循环冷却水系统、辅助蒸汽系统、启动锅炉系统、天然气调压系统、压缩空气系统、电气厂用电系统、电气升压站(GIS)监控系统等。
1.2.6 其他系统
除盐水系统等。
1.3 仿真机功能
1.3.1 机组正常启动与停机操作培训
(1)从冷态、温态、热态到满负荷的各种启动操作。
(2)从满负荷停机到热备用或冷态各种停机操作。
(3)任意工况的稳定运行与升降负荷操作。
1.3.2 紧急运行状态下操作与事故处理培训
仿真机能模拟设备故障对机组性能的影响，学员能在仿真机上进行机组紧急运行状态下的操作与事故处理演练。
1.3.3 DCS逻辑组态培训
(1)仿真机可作为操作人员的控制逻辑培训工具和热控人员的DCS组态培训工具。
(2)机组投产前或DcS改造前可利用仿真机验证DCS控制逻辑的完整性与正确性。
1.3.4 机组优化运行分析
运行人员能对机组各种运行方式进行分析研究，如当燃料、设备参数发生变化时机组运行特性的变化等。
1.3.5 学员成绩评定
教练员站可提供多种对仿真机的监控手段及教学管理手段，用户根据需要设定学员成绩评定教案。
二、仿真机构成
39OMW联合循环发电机组仿真机硬件配置如图1所示。
图1中主要硬件设备配置及功能如下:
(1)主机:主计算机采用服务器，用于运行仿真模型。仿真主机采用高性能PC服务器作为支撑系统数据库服务器和实时模型运行服务器，同时也兼作域控制器，对所有本地的计算机进行安全管