虚拟DCS仿真系统解决方案

虚拟DCS仿真系统

解决方案

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北京大风软件公司、杭州和利时公司

虚拟DCS仿真系统

技术方案

DFS^FT

大软件

幺耳6

HollySys

北京恒和大风软件技术有限公司

杭州和利时自动化有限公向

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目录

1.总体.........................................

1*1仿真总体原则...........................

1.2规范和标准..............................

1.3仿真系统特点...........................

1.4仿真机实现的总体目标...................

2.仿真机的能力.................................

2.1工况仿真能力............................

2.2图形显示能力............................

2.3修改能力................................

2.4仿真机操作限制..........................

3.仿真范围和程度...............................

3.1概况....................................

3.2仿真软件的特性..........................

3.3数学模型形式............................

3.4数学模型系统组成.......................

3.5锅炉系统仿真范围与仿真程度.............

3.6汽轮机系统仿真范围与仿真程度...........

3.7发电机••变压器组及厂用电气系统仿真范围及仿真程度

3.8热工控制系统的仿真范围与仿真程度......

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3.9集控室操作台及盘台仿真.................

3.10就地设备仿真...........................

4.仿真系统硬件.................................

4.1主计算机/教练员台.......................

4.2DCS/DEH操作员站；.....................

4.3就地站..................................

4.4工程师站................................

4.5投影系统................................

4.6交换机..................................

5.仿真系统软件.................................

5.1系统软彳牛................................

5.2仿真支撑平台软彳牛.......................

5.3数学模型软件...........................

5.4教练员站功能...........................

5.5DCS服务器软件.........................

5.6DCS工程!J市站...........................

5.7虚拟DPU软件..........................

5.8DCS/DEH操作员站功能..................

5.9就地操作站功能.........................

5.10模型开发软件（可选,不在本供货范围内）.错

6.」性能指标....................................

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6.1仿真精度

6.2系统扩展

7.实施方案

7.1工期进度

7.2质量保证

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1.总体

1.1仿真总、体原则

本建议书所描述的仿真范围是从锅炉燃料设备起至发电机主变出

线为止（除化学水处理外）的整个生产过程。

除常规仿真范围外,和利时公司还可提供以下辅助仿真系统,可供

用户选择。

•热网仿真系统；

•脱硫、脱硝仿真系统；

•除灰、除渣仿真系统；

•NCS（网控）仿真系统；

本仿真机能真实模拟现场环境，而且有关环境参数对机组运行带

来的影响也有真实、正确的反映。

1.2规范和标准

和利时公司具有多年的仿真系统设计、生产、安装经验,已经具

备规模化、标准化生产仿真系统的能力,是国内最具实力的虚拟DPU

仿真系统生产单位,和利时公司严格按照IS09000质保体系进行仿真

系统的开发、调试，所生产的仿真系统能全面满足各种标准和规范的

要求,具体执行标准如下：

（1）质量管理体系

•GB/T19001-IS09001:《质量管理体系——要求》

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(2)产品制造标准

•美国标隹：ANSI/ISAS77.20-1993《火电站仿真机的功能

要求》

•国家能源部1992年89号文件(附件)《大型火电机组仿

真培训装置技术规范》

•能源部电力司口988]40号文件附件《火电厂模拟培训装

置规范及技术要求》

・火电仿真机：《火电站仿真机技术规范》

•本公司企业生产过程内控标)隹：Hollysys/F-《和利时公司

内部控制标准》

・北京恒和大风公司、和利时公司将按以上标准中的最高

要求执行

(3)软件开发标准

•国标GB/T8566-《信息技术——软件生存期过程》

•国标GB8567-1988《计算机软件产品开发文件编制指

南》

•国际标准ISO10007:1995《质量管理一配置管理指南》

(4)硬件设备台盘制造标准

•国家机械电子工业部JB5777.2-1991,《电力系统二次电

路用控制及继电保护屏(框、台)通用技术条件》；

•国家机械电子工业部JB5777.3-1991,《电力系统二次电

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路用控制及继电保护屏(框、台)》；

•国家机械电子工业部ZBNo.4009-1988,《工业自动化仪

表盘通用技术条件》；

•台盘：GB12056-1989idtISO6548《数据处理过程计算机

系统和技术过程之间接口》

(5)机房建造标准

•国标GB936M988《计算站场地安全要求》

•国标GB2887-1989《计算站场地技术条件》

•国标GB6650-1986《计算机机房用活动地板技术条件》

•国标GB50174-1993《电子计算机机房设计规范》

1.3仿真系统特点

⑴采用具有自主知识产权、并达到21世纪国际先进水平的高

级仿真支撑软件(SimuWorks®)、教练员台软件

(SimuWorks®).自动化建模工具软件(SimuBuilder®)和模

型技术。它经过了多年在国内火电仿真机项目中的应用，得到

了锤炼和完善,取得完全的成功。它能够支撑仿真机系统的实

时运行、在线修改、远程培训、控制方案设计、控制策略

验证等多种当今世界仿真领域最先进的强大功能。

⑵采用专门为各种容量的火电站仿真机开发的教练员台软件,具

有极为灵活的培训、监视、控制等多种功能。它支撑个性

化、趣味化的培训方案，能对受训人员进行全面、科学培训,

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对学员的实际操作情况进行远程监视与考核，可用于电厂运行

培训、热工维护培训、运行方式研究、控制策略研究、控

制逻辑验证等完全达到和满足电厂培训的要求。

⑶全面采用具有自主知识产权的自动建立仿真模型的工具软

件。它具有界面友好、统一、直观的特点。它不但大大地提

高了仿真模型软件的开发效率，而且还使仿真机的开发具有一

致性和连续性，便于后期的开发、维护、升级,同时还非常容

易被用户方技术人员所掌握。

(4)采用先进的国际知名品牌的硬件系统,具有极高的可靠性与稳

定性，在性能上不但能够完全满足用户方当前的要求，同时具

有一定的扩展能力。

⑸采用全物理范围、全过程、高精度、高响应速度的数学模

型,严格保证仿真的静态和动态精度。

(6)控制系统的仿真采用虚拟DCS技术,以真正的DCS软件及虚

拟DPU软仁为基础，系统结构、控制图形组态、逻辑组态完

全与现场一致,组态文件可被直接导入到仿真机。具有仿真精

度高、开发周期短、仿真效果好的特点。虚拟DPU技术是

指将真实DCS的DPU虚拟软件化,开发的虚拟DPU软件能

够完全代替真实DPU的计算、通讯功能，从而降低用户的使

用与维护成本。传统仿真机与虚拟DCS仿真机比较如下所示:

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真实火电机组传统仿真系统虚拟DCS仿真

图一（传统仿真机与虚拟DCS仿真机比较）

⑺仿真模型软件为模块化结构，可便于根据不同的培训对象，由

不同的主机、辅机、控制系统模块等构成新的仿真模型。模

型开发过程采用先进的图形化自动建模技术，开发、维护人

员只需根据设计图纸进行简单的绘图式建模即可自动完成模

型的生成，同传统的手工编程式、填表式、模块式建模相比,

图形化自动建模具有建模周期短、工作效率高、通用性强、

易于维护与管理的优点。

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图二（先进的图形化自动建模软件）

1.4仿真机实现的总体目标

⑴具备完善的运行人员培训功能，提供向受训人员展现正常和故

障情况的实际现场运行状态，有效地提高运行人员的专业知

识、操作技能、应变能力和熟练程度，使运行人员经培训后

能熟练地掌握机组启停过程和维持正常运行的全部操作，学会

处理异常、紧急事故的技能，提高实际操作能力和分析判断能

力,训练应急处理能力,确保机组安全、经济运行；

⑵具备对岗位运行人员和技术管理人员进行定期轮训，作为上

岗、晋升前的考核手段，客观地反映实际操作能力和分析判断

能力；

⑶具备对机组的故障原因和结果进行分析的能力，经过故障处理

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培训和反事故演习，达到改进运行操作和提高制定反事故对策

能力的目的；

(4)利用仿真机的分析研究功能，专业技术人员可经过仿真机进行

机组不同方式、不同工况下的运行试验,对控制系统组态及参

数整定的试验研究,取得改进设备及控制系统、优化机组操作

的实际指导。

⑸和利时公司仿真机由于使用了真正的DCS软件，控制软件功

能与和利时公同的DCS完全一致，具备热工人员的DCS培

训、学习、考核、研究功能。

•新的仿真系统由于采用了虚拟DCS技术，可用于电厂热

工人员的DCS的使用、维护培训及练习，从而提高热工

人员的DCS使用维护技能，使热工人员迅速熟悉DCS的

功能与使用方法。

•新的仿真系统可用于电厂运行中控制方案的研究与优化,

经过仿真系统上的虚拟实验,研究机组不同运行状况下的

控制规律，摸索最佳的控制方法,达到最佳的运行效果。

•新的仿真系统由于采用了虚拟DCS技术，因此在使用、

维护等各个环节均与现场一致。热控人员可在仿真机上

学习DCS各种功能的使用、故障的处理，从而提高热工

人员的DCS使用水平，减少人为错误的产生。教练员人

可根据热工人员的操作步骤、执行规范等对热工人员进

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行培训考核。

•新的仿真系统还可用于DCS控制逻辑的测试、验证与

优化完善。控制逻辑组态在仿真系统和DCS中可相互转

换，使研究人员可先在仿真系统中进行逻辑组态，试验成

功后,再揩修改后的组态文件导入到真实DCS软件也从

而降低逻辑改变带来的潜在风险。

2-仿真机的能力

2.1工况仿真能力

和利时公司提供的仿真机具备正常工况、特殊工况和事故工况

的仿真能力，在各个工况下，仿真系统的反应现象均与现场一致，精度

满足国内国际行业标准的要求。具体仿真工况如下：

2.1.1正常工况仿真

•机组在最大持续出力下运行；

•机组在额定功率的50%、75%、100%工况下运行；

•定压运行方式下减负荷至最小；

•滑压运行方式下减负荷至最小；

•复合滑玉运行方式下减负荷至最小；

•锅炉在最小允许出力工况下，汽机停机、主蒸汽全部经

过旁路系统；

•机组在正常额定功率下,瞬时增加10〜15%负荷进行变化;

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•机组在正常额定功率下，以1%、3%、5%速率连续变

化负荷。

在以上正常工况下,发生以下状态变化或操作时,其反应均与现场

一致：

•煤成分的变化；

•燃料热值的变化；

•磨煤机、给煤机及燃烧器投停的任意组合；

•送风机和引风机的任意投切组合；

•吹灰的影响；

•汽机阀、口试验；

•凝汽器单边清洗；

•高加、低加的任意投停。

2.1.2自动故障处理工况仿真

(1)各种情况下引起的RUNBACK动作；

⑵各种情况下引起的RUNDOWN动作；

(3)各种情况下引起的RUNUP动作；

(4)各种情况下引起的机组联锁动作。

2.1.3启停工况仿真

⑴机组冷态起动至带满负荷运行；

⑵机组温态起动至带满负荷运行；

⑶机组热态起动至带负荷运行；

(4)机组脱扣后再起动、恢复至满负荷运行；

⑸发电机组与电网同步并列操作；

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（6）厂用电切换操作；

⑺机组停役操作运行；

（8）机组滑压停役至冷态；

（9）锅炉停止、保养；

2.1.4事故工况仿真

事故工况的仿真是仿真系统重要的功能，和利时公司提供的事故

仿真方案包括通用故障和特殊故障，通用故障指的是每一类设备均可

能发生的故障,提供的通用故障类别如下：

⑴某一个电动阀在指定位置故障；

⑵某一个电磁阀在指定位置故障；

⑶某一个调节阀在指定位置故障；

（4）某一台泵脱扣；

⑸某一台风机脱扣；

（6）某一台控制器故障；

⑺某一台变送器在指定值故障；

（8）某一台加热器按指定量泄漏；

⑼某一台交换器按指定量污染；

（10）某一受热面按指定量结垢。

特殊故障清单见附录。

2.2图形显示能力

仿真系统中的图形界面包括操作员站界面（DCS和DEH）、就地

站界面、工程师站界面和教练员站界面，除教练员站界面及就地站界

面外，其它界面全部与现场使用的图形界面完全一致。教练员界面采

用仿真培训系统独有的界面开发技术，所有的界面均为色彩优美，使用

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方便的图形化界面，使用鼠标即可完成需要的全部操作。图形界面具

有如下特点：

•能动态调用或更新LCD上的显示，供操作员监视仿真对

象的运行情况和运行状态。所有DCS/DEH站上的显示

画面均直接采用现场画面组态文件，显示画面效果与功能

自然与现场完全一致。

•就地站界面也采用DCS的图形组态工具软件绘制，图形

样式、颜色和动态均参考现场习惯完成。接地站上除了

能够显示就地设备的状态和对就地设备进行操作外,还能

够显示主控室操作设备的状态。

•画面上任何实时变量的刷新时间周期均不大于1秒，与现

场DCS完全一致。

•任何对现场设备的操作均可在1秒内完成，同时反馈信号

在操作完成后1秒内即可正确显示，与现场DCS完全一

致。

•能够在2秒内调出任何一副画面，同时调出任何一副画面

的操作不会超过3次,与现场DCS完全一致。

2.3修改能力

强大的图形、逻辑及模型修改能力。

和利时的仿真系统采用的是和现场一致的DCS软件，因此在图

形、逻辑修改上完全和现场使用的DCS软件保持一致。机、炉、

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电各专业仿真模型可根据客户需求,进行不断的软件升级服务,时刻与

现场各实际设备运行特性保持一致。

2.4仿真机操作限制

当仿真系统的某些参数接近或接近超出现用模型的限制和机组设

备条件限制时，仿真系统能够在教练员台上发出报警信号,提醒教练员

已经超出仿真模型的使用范围，仿真结果可能不可信，以免对培训造成

不利的影响。

3.仿真范围和程度

3.1概况

仿真模型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,其仿真范围和

程度的依据和基础是用户提供的技术资料。

3.2仿真软件的特性

(1)建模的范围和仿真的程度满足用户的要求。

(2)数学模型根据用户提供的资料建立。资料缺乏的情况下，和

利时公司所采用的经验公式、方程及数据将征得用户同意。

(3)数学模型方程遵守能量、质量和动量守恒定律。

(4)在建模中所作的全部假设和简化原则，经过多个仿真项目的

验证，具备合理性和适用性，不影响仿真机的仿真范围、逼真度和精

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度。

(5)因为采用的是虚拟DCS仿真机技术,故采用是真正的DCS软件,

包括DCS服务器软件、DCS工程师站软件、DCS操作员站软件、

DCS虚拟DPU软件。其功能与真实DCS完全一样，即1:1仿真。

(6)采用的计算方法合理，满足精度要求。

(7)采用的迭代率满足模型运算的精度要求。

(8)全部模型软件由高级语言编写。

(9)模型软件是模块化结构，便于模型的加入、删除和修改。

3.3数学模型形式

(1)建立全物理过程数学模型。机组启停、正常运行以及故障等

全部直接包括在该模型中,不含该模型以外的函数发生器。

(2)每个电站子系统有明确的定义，并由一个或多个或一组软件

模块来实现。每个模块能独立地加入和取出，也能借助于仿真软件支

撑系统方便地进行修改。各种软件模块与相应的电站子系统相对应。

每个模块按相应的电厂功能的物理特性来定义。程序模块典型地表示

物理上可分割的电站系统的子系统或组件，如果这个子系统或组件的

功能是复合的,那么程序模块可能再进一步分成程序子模块，以保证整

体模块的完善。模型之间的相互关系清晰。

(3)在仿真支撑软件支持下,程序设计的模块化和“自顶向下”的

结构化程序设计技术为扩展和开发提供灵活的树形结构数学模型。当

修改模型中的任意参数或程序，或者更换某个模块或加入新的模块时,

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能方便、灵活地实现并在线编入软件运行系统。因此，在系统设计时

就留下足够的空间（冗余大于40%）,为用户在模拟培训系统运行之后,

实现变换模块和扩充模块的需要。在本仿真机交货时，和利时公司向

用户提供计算机的备用时间和空间的说明。

3.4数学模型系统组成

数学模型是仿真机的主要应用软件，仿真机是经过数学模型的连

续运算来实现电厂运行的实时仿真。本仿真机的数学模型是一个连续

的全范围的数学模型,它包括从零负荷至100%负荷以及各种事故条件

下的仿真。模型的响应与电厂中的物理过程基本一致，因此能够得到

相同的自然响应的结果。本仿真机的数学模型采用模块结构组成，按

电厂的实际情况大致分为如下的一些系统：

3.5锅炉系统仿真范围与仿真程度

具体仿真范围和程度的依据和基础是用户提供的技术资料。

3.5.1汽水系统

3.5.1.1仿真范围

主要包括：水循环系统的汽包、下降管、水冷壁、联箱、给水

系统主管路及旁路阀门、省煤器、省煤器再循环、蒸汽系统的顶棚

过热器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器、

壁式再热器、对流再热器、各联箱、各级减温器，炉底蒸汽加热系

统,管道、阀门等。

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3.5.1.2仿真程度

锅炉汽水系统的各组成部分的热力过程具有一个完整、严格、

精确的数学模型。显示画面参数能正确显示出其动态变化过程，并满

足下述诸项要求：

•锅炉汽水系统的各组成部分的热力过程具有一个完整、

严格、精确的数学模型，过程数学模型符合能量、质量

及动量守恒定律。

•能正确反映受热面能量、质量贮存能力大小对过程模型

的影响，特别是在机组启动、停机及故障过渡状态中所

反映的现象与实际相吻合。

•全面反映汽水系统各环节及环节间的动态特性。具有能

量和质量储存能力又有一定热惯性的环节，如集箱、汽

水管道等,在建立模型时,考虑其特性,如实反应在不同燃

烧工况下以及工况变化过程中各受热面热量的再分配情

况，以及相应状况中汽温、汽压、水位、流量、壁温等

主要参数的动态响应特性。

•对循环回路的仿真能正确反映不同热负荷下，水冷壁热

水、蒸发段的动态变化以及由此引起的汽水阻力变化特

性，能反映出由于炉内空气动力工况的改变和水冷壁管积

灰、纭渣对水动力工况的影响，也能反映出不同循环回

路出口含汽率的差别、不同回路水冷壁管壁温度的差

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另I」、及长期超温运行造成的爆管现象。

•对锅炉的安全门、排空气门、连续排污系统、定期排

污系统、疏水系统等进行全面仿真。并能反映出上述系

统在操作时对锅炉运行的影响。

•汽包炉汽包仿真模型中包括对汽包水位、汽温、汽压、

壁温的计算，壁温计算点沿长度方向不少于11个,运行中

上下壁温变化情况与实际机组相符。运行中水位变化综

合考虑了各种影响因素，如燃料量、给水量、锅炉负

荷、蒸汽流量、主要相关阀门开度变化等。能正确反映

各种运行工况下给水焙、汽包产汽量、汽包压力、水

位等参数的动态变化。能正确反映锅炉负荷突变或安全

阀动作时所产生的虚假水位现象及锅炉排汽、疏水、排

污和放水时汽水系统各部分的动态特性。

•直流炉仿真模型真实反映出加热、蒸发、过热段的变化

和燃烧、给水等因素对其影响程度。能正确反映不同热

负荷下、受热面加热、相变、过热各段的动态变化（特别

是相变点的变化和热偏差及过热段传热恶化的位置）以及

由此引起的汽水阻力变化特性。

•传热过程数学模型能正确反映流量、温差及受热面布置

情况，以及积灰、结垢、结渣等因素对传热能力的影

响。

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•过热蒸汽系统的仿真能反映出每级过热器中工质温度、

压力、随锅炉负荷、风量、燃料量、积灰、减温水

量、制粉系统启停、调温烟气挡板开度等因素的变化,

反映出炉内燃烧工况、火焰中心位置对汽温汽压的影

响、反映出过热器运行中的热偏差、超温爆管现象。能

正确反映风量、燃烧器配风及运行方式、减温水后力及

减温水阀开度等因素对过热汽温的影响。再热蒸汽系统

的仿真程度与过热蒸汽系统相同。

•能正确反映水冷壁管、过热器管及省煤器管、再热器管

不同程度的泄漏对汽水系统的影响.

•能正确考虑工质和烟气的流量、温度、速度、匕热、

热交换面污染程度、换热面布置等对热传导系数的影

响。

•能准确反映上升管中两相介质的热力学特性。

•能正确反映受热面吸收幅射热和对流热不同的特性以及

在不同工况下受热面对辐射热和对流热吸收的变化。

•依据质量及能量守恒原理严格仿真蒸汽加热系统运行工

况对系统的影响。

3.5.2制粉及燃烧系统

3.5.2.1仿真范围

主要包括：原煤仓、给煤机、磨煤机及其辅助系统（磨煤机油

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站、磨煤机大瓦喷油装置、木块分离器、木屑分离器、锁气器）、

粗粉分离器、细粉分离器、排粉机、输粉机、冷热风管道及风门、

输粉管道及风门，储仓式制粉系统还包括：煤粉仓、粉仓粉位、粉仓

温度显不，C02灭火装置、一次风管、一次风门及一次风管动压显

示、煤燃烧器、火检冷却风机、燃油系统（燃油蒸汽系统、点火

枪、油枪、油燃烧器、管道、阀门、供油泵）、炉膛火焰等。

3.522仿真程度

整个燃料和燃烧系统以及燃烧物理过程要均采用完整、严格、

精确的模型。

•能正确反映制粉、燃烧系统的运行及故障。

•仿真装置能逼真反映出燃烧系统从点火、投油、投粉到

正常燃烧、灭火的全过程。

•制粉系统数学模型能反映出由给煤到制成煤粉进入粉仓

或炉膛的动态响应过程。

•给煤机的模型能反映给煤机的转速对给煤量的影响。煤

种、煤质、湿度的变化等对给煤率的影响要反映出来。

•磨煤机的模型能反映煤质、负荷、通风量、风温、粗

粉分离器折向挡板、排粉机出力、钢球装载量等变化时,

磨煤机进/出口压力、磨煤机差压、出口风粉混合温

度、磨煤机电流、煤粉细度、制粉出力等变化情况，以

及粗/细粉分离器入口压力变化、排粉机入口压力、电

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流等变化过程。

•燃烧过程模型能反映不同工况下（如不同配风工况、燃

料量、煤种、燃油工况等）对炉内换热的影响。包括炉

内的热化学反应过程，各种燃烧产物的成分含量要计算出

来。特别是对飞灰可燃物含量计算要有精确计算模型，要

反映出煤粉细度、风量、炉膛温度、煤种、配风情况

变化时,该项的变化情况。

•在不同运行工况下，外界负荷变化、煤种变化、风温变

化，不同燃烧器的投入或停止、煤粉自流、制粉系统启

停、高加投切、吹灰、积灰、结焦等对锅炉运行情况

的影响,能在模型上逼真地反映出来。

•点火系统模型能正确反映点火系统及燃烧系统的逻辑控

制，能反映燃油的流量、压力参数的变化，阀门开关的位

置。

•燃烧器一、二次风风速、风率变化时对受热面金属温度

的影响能从模型上反映出来。

•能反映制粉系统不同运行方式下对炉膛空气动力场和燃

烧的影响，三次风门开度对炉膛空气动力场和燃烧的影

响。

•能正确反映启停炉及异常工况过程中，油枪投停对炉内燃

烧的影响。

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•能反映火检冷却风系统风压及火检风机故障对系统的影

响。

3.5.3风烟系统

3.5.3.1仿真范围

主要包括：送风机、一次风机、空气预热器、空预器漏风装

置、空预器消防装置、风箱、风道及挡板、引风机、烟道及挡

板、除尘器、烟囱等以及送风机油站、引风机油站、空预器油站、

引风机冷却风机、锅炉炉底水封、关断门等。

3.532仿真程度

锅炉风烟系统的主要过程模型符合能量、质量及动量守恒定律,

具有如下特点：

•能正确反映出送、引风机、一次风机在启停及工况变动

时其电动机的暂态响应特性。

•精确模拟送风机、引风机、一次风机的扬程流量特性。

反映出运行中的转速、风量、风压、挡板开度、轴承

温度、轴承振动的变化情况，以及冷却水投切及环境温

度变化对轴承温度的影响。能反映出风机喘振现象。

•能反映送风机油站、引风机空站、引风机冷却风机运行

情况,以及油站运行情况对风机造成的影响。

•空气预热器的流动和传热模型能反映出运行过程中的烟

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温、风温、介质的流量及惯性、烟风阻力、轴承温

度、油温的变化情况，反映出空预器积灰对运行参数的

影响，反映出密封间隙随运行温度的变化和人为调整作用,

反映出空预器的漏风现象及漏风对锅炉效率的影响,反映

出空预器油站自启停情况。

•工况变动时（如风机运行台数、调整挡板开度、炉膛负

压、燃烧器的投入和停止、燃烧器负荷、一、二次风

量、风压等发生变化、制粉系统启停、炉底水封破

坏、垮焦等），能正确反映出风烟系统流量、温度、压

力的变化及炉内燃烧工况的变化。

•烟道中各测点烟温、压力能正确地反映出各种正常和异

常工况的变化。

•对风烟系统的仿真要反映出联络挡板开度对两侧运行参

数的影响。

•能反映出送风机、一次风机热风再循环挡板开度，一次

风机旁路门开度对风烟系统运行参数的影响。

•能反映炉底关断门开关及水封破坏对锅炉漏风、炉膛负

压、燃烧、汽温、汽压的影响。

3.5.4疏水、排汽、排污系统

3.5.4.1仿真范围

主要包括：锅炉汽水系统所有安全门、空气门、排污门、疏水

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门，管道及排污联箱、扩容器等。

3.5.4.2仿真程度

反映机组启、停及运行过程中排污、疏水、排汽的控制操作及

对士要过程参数的影响。

能准确反映排污、疏水、排汽等阀门被操作时对系统造成的影

响。

能反映排污系统投入后对炉水含盐量、汽包水位及排污扩容器

运行状况的影响。

3.5.5工业水系统

3.5.5.1仿真范围

主要包括:工业水系统各管道、阀门及用户。

3.5.5.2仿真程度

能反映工业水压力、流量变化以及工业水中断对各用户的影

响。

3.6汽轮机系统仿真范围与仿真程度

具体仿真范围和程度的依据和基础是用户提供的技术资料。

3.6.1汽轮机本体

3.6.1.1仿真范围

汽轮机高中压缸、汽轮机低压缸、汽轮机转子及各支撑轴承.、推

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力轴承、汽轮机盘车装置、汽轮机调节系统、夹层加热装置、高压

缸预暖系统。

3.6.1.2仿真程度

提供一个全面、完整、精确的数学模型，士要包括：

汽轮机蒸汽热力学性质模型：此模型能正确反映汽轮机各级蒸汽

压力与流量之间的关系，并能反映在多种负荷工况下汽机内效率的变

化，主蒸汽参数、主蒸汽流量、凝汽器真空、各段抽汽等因素对汽

轮机负荷的影响,提供汽轮机各部分的流量、温度、压力和主汽门、

调汽门的流动特性，包括开启排汽缸喷水等与汽轮机本体有关的操作

对汽轮机的影响均能在模型中得到相应的反映。

汽轮机转矩和速度模型：以输入汽轮机的能量与发电机负荷之间

的能量平衡来计算，同时计入汽轮机转动惯量、转换效率、机械损

失、电气损失等。以汽轮机级效率作为蒸汽参数和流量的函数。

汽轮机启停过程模型：能仿真在各种状态下的启动及停机的全过

程。参照提供的各种启动工况下机组寿命损耗曲线、运行规程及各

种工况下的启动、停机曲线、仿真汽轮机的振动、偏心、胀差、

内外（上、下）缸温差、临界转速、轴应位移、推力等，反映汽轮机

经过临界转速时和正常运行中的振动情况，并能反映当转子挠度、润

滑油温、胀差、串轴、真空等因素变化对振动的影响。

汽轮机金属温度模型：能正确反映进汽阀、汽缸及转子金属温度

随蒸汽流量、蒸汽温度的变化情况，以及各种工况下的缸体热膨胀及

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胀差的动态变化情况，仿真高压缸预暖、夹层加热、轴封投退及各种

启、停和运行工况下各金属温度测点的值，该值是蒸汽温度、环境温

度及蒸汽温度变化率等的函数关系。汽轮机在各种运行工况和突然

事故情况下的轴向位移变化情况。能反映汽轮机冲转过程中转子应

力变化情况并要求有数值显示，由此给出建议升速率或暖机要求，仿

真亦考虑机本体热容量。

汽轮机调节系统模型:完整精确地仿真实际机组调节系统。

汽轮机盘车系统模型：准确地仿真盘车的运行工况及启、停过

程。反映盘车装置的起动和运行情况及对大轴弯曲度的影响，能反映

汽机上下缸温差变化对盘车电流的影响。

可仿真辅机及主机启动前、运行中各项试验。

3.6.2主蒸汽、再热蒸汽及旁路系统

3.6.2.1仿真范围

主要包括:高压自动主汽门、高压调速汽门、中压自动主汽门、

中压调速汽门、主蒸汽管道、再热蒸汽管道、蒸汽管道上的各疏水

门、汽缸间的连接管道、减温减压器、旁路管道、高低旁控制面板

等。

3.622仿真程度

建立完整的管道内流体流动模型，流体流量是阀门开度、管道阻

力、工质参数（压力、温度）的函数。反映管道容积对调节迟延的影

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响。

能反映启、停及各种运行工况下，管内流量、压力、温度变化

的动态过程，以及蒸汽管道储能对机组运行的影响，反映管道散热损

失。

能反映旁路系统的投入和停止及喷水减温调节的动态变化过程。

能反映高低旁投入对凝汽器真空、高压缸排汽温度、低压缸挂汽温

度影响。

精确仿真调速汽门、旁路减压阀的阀位流量特性。

实现系统中所有电动阀和手动阀的操作及蒸汽管道疏水系统的投

入和调整过程。

能正确反映运行中汽机单、顺序阀切换和阀门活动试验等所有

试验过程中压力、负荷、阀门开度变化。

3.6.3除氧给水系统

3.6.3.1仿真范围

主要包括:除氧器系统、电动给水泵组及其辅助系统、汽动给水

泵组及其辅助系统、给水泵再循环管及系统中的阀门、除氧器再循

环泵。

3.6.3.2仿真程度

各种工况下除氧器汽水流量、压力、温度、水位动态变化对除

氧效果的影响，除氧器压力变化对给水泵人口压力、除氧器水位的影

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响。

电动给水泵组及其辅助系统模型：反映给水泵转速、扬程和流量

之间的函数关系，纶水前置泵的扬程流量特性，再循环门开、关对给

水流量、压力的影响,反映包括泵的汽蚀、振动、保护和联锁，液力

偶合器的调节、润滑油系统的动态仿真。

汽动给水泵组及其辅助系统模型：反映给水泵转速、扬程和流量

之间的函数关系，给水前置泵的扬程流量特性，再循环门开、关对给

水流量、压力的影响,反映包括泵的汽蚀、振动、保护和联锁，小汽

轮机及其辅助系统的动态仿真。

泵的启、停及各种运行方式下，给水流量及压力变化对锅炉蒸汽

压力、温度的影响。

各加热器故障切除对除氧器运行工况、负荷、机组效率的影

响。

给水参数变化时对负荷及水温的影响。

3.6.4回热抽汽系统

3.6.4.1仿真范围

主要包括：各段抽汽电动门、各段抽汽逆止门、抽汽管道、疏

水门等。

3.6.4.2仿真程度

汽机各级抽汽的流量、压力和温度与汽轮机负荷间的关系。

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抽汽管道阻力计算。

解列加热器对汽机汽耗、效率、负荷和汽机轴向推力等的影

响。

系统中各阀门特性的仿真。

除氧器汽源的切换过程及对汽机的影响。

抽汽逆止门的动作过程,抽汽逆止门保护功能正确反映,机组运行

中能在就地站进行抽汽逆止门的试验。

3.6.5加热器及疏水系统

3.6.5.1仿真范围

主要包括：高压加热器、低压加热器、疏水系统管道及阀门、

轴封加热器及就地水位计、各加热器的抽空气管道及阀门。

365.2仿真程度

各加热器热平衡的计算模型,精确反映各加热器的换热过程。

加热器模型能精确反映抽汽参数、上级疏水流量及疏水流量等

因素变化时，加热器工作压力、水位、疏水温度及出口工质温度的动

态变化,能精确反映加热器水位高低对端差的影响，能正确反映出高压

段抽汽对低压抽汽的“排挤“现象。

危急疏水门开启以及加热器泄漏对加热器水位的影响。

准确反映加热器启动、停止的操作过程及启动过程中，加热器抽

空气的动态过程，能反映高压加热器水侧注水排空气时水侧压力的变

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化情况,高压加热器汽侧投运时,手动控制抽汽电动门开度对抽汽管壁

温度、高加水位、给水温度的影响。

完全实现加热器的水位保护逻辑。

3.6.6凝结水和补水系统

3.6.6.1仿真范围

主要包括:凝结水泵及系统、凝结水补充水箱、凝结水精处理装

置及管道阀门。

3.662仿真程度

准确反映凝结水泵的扬程流量特性及再循环管投入运行的动态过

程。凝结水泵的特性、流量、压力的计算,泵汽蚀的影响亦在模型中

考虑。再循环自动投入和切除的动态仿真。

准确反映凝结水精处理装置的运行效果及其阻力特性包括凝结水

导电度等化学化验指标的仿真。

备用凝结水泵自启动的动态过程。

凝结水补充水箱的水位控制及水箱无水时对真空的影响。

凝结水系统的热工保护各种功能的正确反映。

仿真阀门特性应与实际一致。

凝汽器热井水位控制应与实际一致。

能反应凝结水泵电机轴承冷却水流量大小对电机推力轴承温度的

影响,就地有对凝结水泵电机轴承油位的监视。

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3.6.7轴封蒸汽系统及汽轮机疏水系统

3.6.7.1仿真范围

主要包括：轴封供汽管道及阀门、轴封冷却器、轴封风机、汽

轮机本体名疏水阀门及管道。

3.672仿真程度

轴封供汽压力的调节及轴封汽源的选择与实际一致。

轴封减温器、溢流站的热力特性应正确。

机组启、停及带负荷运行过程中，轴封压力变化和供汽汽源的切

换过程与实际一致。

能正确仿真轴封系统的运行状况对汽轮机胀差、凝汽器真空、

振动、大小机排汽温度的影响。

轴封风机的运行特性与设计一致。

轴封冷却器，低压轴封喷水减温器的热力特性与实际相符。

应考虑机本体疏水阀自动开闭对缸温、低压缸排汽温度、疏水

扩容器温度、疏水扩容器压力的影响。

所有在控制室的操作、联锁和报警应与实际一致。

能正确仿真轴封加热器水位高、低对凝汽器真空的影响

3.6.8循环水系统

3.6.8.1仿真范围

主要包括：循环水管道、管道泵、冲洗水泵及系统、冷却水泵

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及系统、润滑水泵及系统、拦污栅、旋转滤网、清污机、凝汽器

循环水系统、循环水泵、胶球清洗系统。

3.6.8.2仿真程度

循环水泵运行特性：准确仿真循环水泵的扬程流量特性，循环水流

量、压力和流阻。

能正确仿真循环水泵的各种运行方式对循环水田管压力、流量

的影响。

能正确仿真循环水流量变化对凝汽器真空的影响，能正确反映循

环水温度、流量与机组负荷,环境温度的关系。

能精确反映各有关阀门的特性（凝汽器循环水进、出水电动门可

就地调节,循环水泵出口蝶阀）O

能正确仿真进入凝汽器的循环水量、循环水温度以及铜管的清

洁程度等因素变化时，凝汽器真空的动态变化过程（含一台、二台循

环水泵运行及调节凝汽器循环水进、出水门对凝汽器真空的影响）o

胶球清洗系统：就地应可对胶球清洗的投入、退出操作，考虑清

洗水阻和定期投入后的效果反应。

各种运行工况下凝汽器铜管泄漏情况，热井水位的动态变化过

程。

能真实反映凝汽器半侧清洗的动态过程和凝汽器循环水汽化时凝

汽器真空、循环水出水温度、循环水出水压力的动态变化。

能正确反映清污机运行时拦污栅前、后水位的动态过程，润滑水

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流量变化对循环水泵导轴承温度的影响、循环水泵电机冷却水流量

变化对循环水泵推力瓦温度的影响。

能正确反映循杨水泵泵阀联锁、及各循环水泵之间的联锁。

3-6.9凝汽器及汽轮机空气系统

3.6.9.1仿真范围

主要包括：凝汽器、真空泵组、热井、真空破坏阀、汽机低压

缸大气释放阀、相关管道及阀门等。

369.2仿真程度

凝汽器真空是机组负荷、循环水出入口温度、端差、真空泵运

行情况和轴封系统运行工况等诸条件的函数。进入凝汽器的蒸汽量、

空气漏入量、真空泵的工作状况等因素变化时，凝汽器真空的动态变

化过程与实际相一致。

真空泵运行特性：准确仿真真空泵的扬程流量特性，流量、压力

和流阻，真空泵汽水分离器水位高、低对真空泵出力的影响。

真空泵停止工作、破坏真空紧急停机，凝汽器真空的动态变化过

程。

启动时凝汽器建立真空的动态过程。

真空严密性试验的动态过程与参照机组相符。

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3610汽轮机油系统

3.6.10.1仿真范围

主要包括：主油泵、射油器、润滑油泵、事故油泵、顶轴油

泵、排烟风机、油箱、冷油器及油系统连接管及阀门等；大、小机

油净化装置、抗燃油箱、抗燃油泵、抗燃油循环泵、再生泵、抗

燃油电加热器、抗燃油冷却器及相关系统。

3.6.10.2仿真程度

各油泵的动态仿真，正确反映各油泵在名种运行工况下的扬程流

量特性。

能动态仿真油泵启动或退出工作时油田管压力的变化及备用油泵

自动投入的过程。

能仿真各种运行工况下油箱油位动态变化。

精确模拟冷油器换热过程，真实反映各种工况下出口油温、油压

的动态变化。

能正确仿真轴承回油温度随供油压力、温度及汽轮机运行工况

的动态变化。

油系统的全部联锁保护逻辑与实际机组一致。

能