PDF《（一）热能动力实训室》

(一)热能动力实训室 1.

建设基础 我院于

2014 年开设电厂热能动力装置专业,至今已有三届在校 生.专业开设至今,教学条件已基本具备,师资条件基本完善,实训 条件方面现有 25MW 循环流化床背压机组仿真软件一套,300MW 亚临 界仿真软件一套,可拆装汽轮机设备及泵设备等若干. 2.建设的必要性 电厂热能动力装置专业开设以来,各项教学条件都已逐步完善, 学生就业形势良好, 教学实训条件基本具备. 根据企业需求情况来看, 急需建立与企业真实生产相一致的设备环境, 建设一套完整的石油化 工企业热力发电装置,全程模拟企业现场操作,能够进行企业员工的 岗前培训,同时可以完成学生热力设备工作原理、机械结构、工艺流 程,系统运行及检修的学习. 3.建设思路与目标 3.1 基本思路 国内、 省内各高职院校现有的同类实验室建设模式基本都为热能 动力设备仿真模型或仿真软件的模式, 而拟建设的热能动力实训室由 学校、企业、中标公司三方共研共建,建成一套基于虚拟现实与实物 相组合的实训系统. 该实训室的所有设备全部采用石油化工企业的热 力发电厂真实设备等比例缩放, 控制系统采用与企业完全一致的操作 系统,所有数据全部现场采集. 该实训装置是一套基于虚拟现实与实物组合实训系统, 是一套全 新理念的仿真实训系统,结合了中控系统、DCS 仿真操作系统、实物 仿真三种仿真实训方式,目前来说技术较新,可操作性更大,互动性 更强,与传统仿真实训室比较更具有先进性,完全符合企业需求. 3.2 建设目标 热能动力实训室拟建成基于虚拟现实与实物的 25MW 循环流化床 凝气机组实训系统, 该套系统模拟石油化工企业的热力发电厂真实设 备及现场采集的真实数据, 该套系统的热能动力设备具有石油化工企 业热力发电厂的典型性和先进性. 拟建的热能动力装置将 DCS 仿真操作系统、 实物仿真与中控仿真 系统,三者统一成一个系统构架,而不是各自分开的系统,通过仿真 系统可以控制实物仿真系统的实体设备, 并能在虚拟现实系统中得到 同步反映;

DCS 仿真操作系统能够与中控仿真系统实时通讯,仿真界 面中控制某个阀门或设备的状态,实体设备中能够同步变化.通过中 控仿真系统能够控制实物仿真系统实训设备的运行状态, 整套系统的 互动性和可操作性更强,在该套系统上还能够实训分角色操作,实现 多人协同、共同完成系统的 DCS 和就地操作.能够为企业和社会人员 进行技术培训和技术服务提供真实环境、真实设备、真实过程、安全 现场的培训场所. 拟建的热能动力装置能够加深学生对电厂机、炉、电设备运行原 理的理解,全面熟悉生产装置和工艺,掌握动态工艺特性,积累操作 经验,提高处理异常事故的能力,能够满足从初级工到高级工的职业 技能培训和考核,能够让学生更好的与未来岗位对接. 4.重点建设内容与资金预算 4.1 实训室概况 4.1.1 实训室简介 本建设方案为 25MW 循环流化床实物仿真系统,以石油化工企业 热力发电厂的热力设备为核心, 并分别配备辅机系统及彼此之间的管 路系统,同时结合 DCS 控制系统对整个系统进行控制,其中实物系统 中的设备按照场地的要求进行按比例放缩,DCS 仿真系统与电厂现场 的控制系统一致.实物系统的重要设备和零部件具备可拆卸功能. 建成后的实训室具备锅炉原理教学、汽轮机原理教学、热力设备 运行教学、热力设备检修教学、热力发电厂教学、热工仪表教学,职 业技能鉴定,企业员工培训等多种功能. 4.1.2 实训室工艺流程(见图 1-1) 图1-1 热能动力实训室参考工艺流程图 热能动力实训室工艺是以煤为燃料,煤在锅炉内燃烧,将锅炉里 的水加热生成蒸汽,然后将来自锅炉的的蒸汽送入汽轮机内做功,将 热能转换成机械能.做功后的蒸汽由汽轮机排出,至凝汽器凝结后送 往锅炉加热成蒸汽,如此循环. 4.1.2.1 汽水系统 汽水系统是水吸收炉膛的辐射热量和部分对流传热以产生饱和 蒸汽的受热面系统.具体过程:锅炉给水有给水泵送入省煤器,给水 吸收尾部烟道中烟气的热量后进入汽包, 汽包内的水经过下降管到水 冷壁,吸收炉内高温烟气的热量,使部分水蒸发,形成汽水混合物向 上流回汽包,汽包内的汽水分离装置将水与蒸汽分离开,水回到汽包 下部水空间,而饱和蒸汽进入过热器,继续吸收烟气的热量成为合格 的过热蒸汽,送往汽轮机.做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出,排 汽至凝汽器凝结成水,经由凝结水泵再送至加热器,补水除氧后经给 水泵返回锅炉. 4.1.2.2 燃烧系统 锅炉的燃烧系统由燃烧器、 炉膛、 烟道及空气预热器等设备组成. 由送风机来的空气进入空气预热器,吸收烟气的热量成为热空气.其 中一股送入一次风室,用于煤粉流化,另一股用作二次风直接进入炉 膛. 煤粉和空气混合物在炉膛内燃烧, 燃烧的化学能转化成烟气热能. 在炉膛内, 高温烟气热能以辐射方式传给炉膛四周的水冷壁及其他辐 射受热面.随着烟气温度的降低,烟气的热量主要以对流方式传递给 过热器、 省煤器和空气预热器等. 在转热过程中, 烟气温度不断降低, 最后有引风机送进烟囱. 4.1.3 实训室可进行的实训项目介绍(见表 1-1) 表1-1 热能动力实训室实训项目列表 项目名称 主要内容 设备的运 行操作 通过中控系统可实现全厂的开车、停车、运行参数的调整,根据运行过程中不 同参数的改变,及时调整运行工况.设备的操作运行可分为汽机岗和锅炉岗, 两岗位人员协调操作, 使受训人员能够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,这也是现场运行人员 所做的工作. 设备的停 机时的检 修 在实际运行中,设备运行一段时间需要检修,本实训室主要设备均可拆装,可 做管路检修、阀门检修、锅炉本体检修、汽机本体检修、汽轮机调速系统检修 等,对应现场检修人员所做的工作. 设备结构 的认识、仪 本实训室主要设备由现场实物按不同比例缩小,内部结构与实物相同,可以认 识设备结构进而了解热力发电的工作原理. 同时本实训室的仪表均与石油化工 表的使用 企业热力发电厂的实际仪表相一致,能够认识并学会使用仪表. 设备的仿 真操作 可以通过仿真操作系统虚拟现实画面学习设备的工作原理和机械结构, 熟悉工 艺流程,模拟常见故障的处理.仿真系统具有考核功能,可实现故障设置及排 除的考核. 针对社会 人员的培 训 本实训室的所有设备及仿真系统与石油化工企业热力发电厂的现场基本相同, 完全可以实现企业人员的培训 4.2 实训室建设内容及资金预算 实训室主要建设内容包括环境准备、锅炉设备、汽机设备和控制 系统建设,其参考布局图如图 1-2 所示. 图1-2 实训室参考布局图 4.2.1 基础改建 拟建设的热能动力实训室, 是将原数控车间进行搬迁改造后建设, 故在实训室设备建设前需对原数控设备进行拆除、搬迁,并对实训室 进行基础工程建设,其资金预算见表 1-2. 表1-2 热能动力实........