垃圾發(fā)電機組仿真系統(tǒng)分類、仿真機模型技術、開發(fā)、應用資料、典型故障仿真要求

附錄A(資料性附錄)垃圾發(fā)電機組仿真系統(tǒng)的分類A.1按照仿真范圍的分類全范圍仿真系統(tǒng)對參考機組的控制室環(huán)境、生產流程全過程、生產過程全部運行設備和系統(tǒng)進行仿真的系統(tǒng)。部分范圍仿真系統(tǒng)對參考機組控制室環(huán)境、生產流程、生產過程運行設備及系統(tǒng)的部分進行仿真的系統(tǒng)。A.2按照實時性要求的分類實時仿真系統(tǒng)對參考機組進行實時仿真的系統(tǒng)。非實時仿真系統(tǒng)對參考機組進行非實時仿真的系統(tǒng)。A.3按照用途的分類運行人員培訓用仿真系統(tǒng)以培訓垃圾發(fā)電機組運行人員為目的的仿真系統(tǒng)稱為仿真機，仿真機一般是實時仿真系統(tǒng)。仿真機依其仿真范圍的簡化程度不同又可有不同類型：全范圍仿真機：在外觀和外在功能上復制特定參考機組的主控制室盤臺及儀表設備、計算機控制系統(tǒng)的操作顯示設備、控制室環(huán)境設施；模型的仿真內容包含了所有的控制系統(tǒng)和裝置及其控制和監(jiān)視所涉及的所有參考機組設備和系統(tǒng)以及在參考機組啟、停、事故處理和日常運行中必須的就地操作設備和系統(tǒng)；b) 原理型仿真機：模型的仿真內容僅展示火力發(fā)電機組生產基本原理， 培訓環(huán)境僅涉及展示生產原理所需要的操作和顯示，仿真內容可不針對特定垃圾發(fā)電機組；簡化型仿真機：針對特定機組，仿真模型對其控制室設備、生產流程、生產運行設備及系統(tǒng)進行不同程度的刪減、簡化和歸并。分析型仿真系統(tǒng)對參考機組全部或部分設備和系統(tǒng)建立仿真模型，用于對垃圾發(fā)電機組系統(tǒng)設計方案、運行特性、故障特性等進行分析研究的仿真系統(tǒng)。A.4按仿真用計算機類型的分類數(shù)字仿真系統(tǒng)使用數(shù)字計算機進行參考機組仿真的系統(tǒng)。模擬仿真系統(tǒng)使用模擬計算機和模擬電路對參考機組進行仿真的系統(tǒng)。模數(shù)混合仿真系統(tǒng)采用數(shù)字計算機、模擬計算機和模擬電路相結合的方式對參考機組進行仿真的系統(tǒng)。1）依據仿真范圍、用途、實時性等要求的不同，垃圾發(fā)電機組仿真系統(tǒng)可以有不同的分類，某一仿真系統(tǒng)可以據上述要求不同歸入不同的類別。附錄B（規(guī)范性附錄）垃圾發(fā)電機組仿真機模型技術要求B．1總體要求垃圾發(fā)電機組數(shù)學模型主要由焚燒爐系統(tǒng)模型、 汽輪機系統(tǒng)模型、電氣系統(tǒng)模型、控制系統(tǒng)模型和就地系統(tǒng)模型組成。對模型技術的要求包括仿真范圍和仿真特性兩個方面。

仿真范圍總體要求根據參考機組的實際系統(tǒng)和仿真機用戶的要求， 確定出需要仿真的各個設備和系統(tǒng)， 以及各系統(tǒng)仿真的詳細程度。確定仿真范圍的指導原則如下：垃圾發(fā)電機組仿真機的設計以培訓垃圾發(fā)電機組主控制室的運行人員為主要目的；操作員在參考機組控制室內所有的監(jiān)視和操作,以及這些監(jiān)視和操作所涉及到的機組設備、系統(tǒng)，都應予以仿真；在參考機組正常、異常和事故工況操作過程中必要的就地操作和監(jiān)視，及其所涉及的設備和系統(tǒng)應該予以仿真，這些操作、監(jiān)視、設備和系統(tǒng)應是被主控制室運行人員特別關注的。仿真特性要求數(shù)學模型應以物理機理為基礎， 以參考機組的設計數(shù)據、 計算數(shù)據、現(xiàn)場運行試驗數(shù)據為依據建立仿真數(shù)學模型。 模型應完整地仿真參考機組的靜態(tài)特性和動態(tài)過程特性， 并包含所有與過程相關的故障特性，應滿足逼真度和實時性要求。仿真機的數(shù)學模型應滿足：a) 各熱力系統(tǒng)的數(shù)學模型應嚴格遵守工質在各相域內的能量守恒、

質量守恒和動量守恒定律，能如實反映工質的熱力學特性；流動過程數(shù)學模型應充分體現(xiàn)不同流體、流態(tài)的流動特性。真實反映工質壓力、溫度的變化。反映通道形狀、工質積聚等對流動的影響；傳熱過程數(shù)學模型中應考慮金屬熱容的影響，真實反映熱慣性現(xiàn)象，同時傳熱面金屬溫度的計算可滿足金屬溫度檢測仿真的需要，計算結果可用于進一步的仿真計算（如熱膨脹、脹差、應力仿真）；d)換熱系數(shù)的計算應以該換熱過程的實際特性要求為依據，全面考慮換熱方式（輻射換熱、對流換熱、傳導換熱、凝結換熱、沸騰換熱等）和工質特性等因素的影響，同時考慮換熱面污染（如積灰、結垢）的影響；e)各調節(jié)閥門或擋板的數(shù)學模型以其特性曲線為依據，能真實再現(xiàn)執(zhí)行機構的調節(jié)特性；f)泵、風機等設備應根據設備的特性曲線建立數(shù)學模型，準確反映設備啟停及工況變動時壓力、流量、電流等參數(shù)的動態(tài)變化過程。模型中應考慮泵的汽蝕和風機的喘振現(xiàn)象的仿真；g)仿真數(shù)學模型能實現(xiàn)機組各種運行工況的仿真，包括各種啟停操作、正常運行和故障運行工況的仿真，通過仿真控制室設備觀測到的受訓人員的操作結果（包括正確h)i)

操作或誤操作）與實際機組相一致；控制系統(tǒng)仿真數(shù)學模型應完全復現(xiàn)參考機組的控制和邏輯關系， 包括控制邏輯、順控邏輯、各種聯(lián)鎖保護邏輯等；電氣系統(tǒng)仿真模型能夠反映電氣系統(tǒng)在各種運行工況下動態(tài)和靜態(tài)特性； 能夠正確仿真保護、自動裝置及控制信號回路， 在系統(tǒng)或設備故障及事故情況下的動態(tài)響應；應正確反映操作過程，其邏輯關系、動作結果和產生的現(xiàn)象與實際相符。B.2常規(guī)垃圾發(fā)電機組模型技術要求焚燒爐、余熱鍋爐系統(tǒng)模型技術要求 系統(tǒng)仿真范圍主要包括以下子系統(tǒng)：垃圾料運輸接收與儲存系統(tǒng)；焚燒系統(tǒng)，包括給料系統(tǒng)、焚燒爐本體（爐體、除渣機、灰斗、檢修門孔）、液壓系統(tǒng)、點火及輔助燃燒系統(tǒng)，助燃空氣系統(tǒng)等一、二次風系統(tǒng)；煙氣處理系統(tǒng)、；水處理系統(tǒng)；滲濾液處理協(xié)調系統(tǒng) 系統(tǒng)的數(shù)學模型應滿足：a) 汽水系統(tǒng)的數(shù)學模型應根據流體汽相和液相的變化，以及受熱面的不同分段建立模型；正確反映汽水系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的動態(tài)特性及不同燃燒工況下各受熱面間的熱量分配情況；c)

正確反映風機的動態(tài)特性及風煙系統(tǒng)參數(shù)的變化（如流量、溫度、 壓力）對各受熱面換熱和爐內燃燒傳熱狀況的影響；正確反映燃料制備系統(tǒng)各設備的動態(tài)特性；爐內燃燒模型能反映不同工況條件（如不同配風工況、燃料量變化、爐排情況）對爐內換熱的影響及燃燒狀況變化時爐內燃燒產物的變化；正確反映吹灰系統(tǒng)的手動和程序控制以及對換熱的影響。汽輪機系統(tǒng)模型技術要求 汽輪機系統(tǒng)的仿真范圍主要包括以下子系統(tǒng)：汽輪機本體；主蒸汽、再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)；回熱抽汽系統(tǒng)；輔汽系統(tǒng)；凝結水系統(tǒng)；除氧給水系統(tǒng)；加熱器及疏水系統(tǒng)；軸封系統(tǒng)；凝汽器及真空系統(tǒng)；汽輪機調節(jié)保安系統(tǒng)；潤滑油系統(tǒng)；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)或空冷系統(tǒng)；工業(yè)水系統(tǒng)；熱網系統(tǒng)；發(fā)電機冷卻系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)；抗燃油系統(tǒng)。B.2.2.2汽輪機系統(tǒng)數(shù)學模型應滿足：a)正確反映汽輪機各部分的流量、溫度、壓力在各種工況下的變化及對功率與內效率的影響；正確反映汽輪機轉子轉動慣量、轉速、鼓風損失、轉換效率、機械損失等；b)正確反映汽輪機通過臨界轉速時和正常運行中的振動情況，轉子偏心度、油溫、脹差以及電氣因素對振動的影響；正確反映汽輪機在變工況下金屬溫度、熱膨脹、脹差、軸向位移、軸向推力、推力瓦溫度等情況；c)正確反映旁路系統(tǒng)的投入和停止及噴水減溫調節(jié)的動態(tài)過程，以及旁路的投切對汽溫、金屬壁溫、脹差、真空的影響；d)正確反映汽輪機各段抽汽的流量、壓力和溫度及其變化對負荷的影響；正確反映抽汽量的變化對機組內效率的影響；正確反映給水泵的啟動、停止及各種運行方式，給水流量、壓力變化對鍋爐水位的影響；正確反映加熱器的投入、解列過程及其影響，正確反映各臺加熱器的解列對汽輪機汽耗、效率、發(fā)電機功率輸出和軸向推力的影響；正確反映軸封系統(tǒng)的運行狀況對汽輪機脹差、凝汽器真空的影響；正確反映凝汽器真空與汽機負荷、循環(huán)水入口水溫、抽氣器（或真空泵）運行和軸封加熱器的關系；正確反映循環(huán)水量、循環(huán)水溫對凝汽器換熱的影響，以及循環(huán)水溫、端差對凝汽器真空的影響；正確反映環(huán)境溫度、風速、風向對空冷機組真空的影響；正確反映冷卻水對各轉機，輔助設備、冷卻器、冷油器等油、水溫度的影響和變化。電氣系統(tǒng)模型技術要求 電氣系統(tǒng)仿真范圍主要包括以下子系統(tǒng)：發(fā)電機系統(tǒng)；勵磁及其調節(jié)系統(tǒng)；主變壓器系統(tǒng)；發(fā)電機-變壓器組的控制保護和信號系統(tǒng)；廠用電系統(tǒng)；廠用電保護，自動裝置和信號；柴油發(fā)電機及事故保安系統(tǒng)；直流系統(tǒng)；發(fā)電機冷卻系統(tǒng)；主接線系統(tǒng)及其保護，閉鎖及信號。正確反映發(fā)電機的空載特性和各種不同負載下的有載特性（至少包括在不同頻率、電壓、電流、功率因數(shù)、勵磁電流運行下的有載特性）。準確反映在異常和故障情況下的特性，異常和故障必須包括三相負載不平衡、斷相、發(fā)電機內部短路、外部短路、定子接地、發(fā)電機欠勵或失磁、發(fā)電機劇烈振蕩等；對并列操作的仿真，并網操作的定子電壓電流、轉子電壓電流的變化應予以準確地仿真；正確反映主、副勵磁機各種工況下的參數(shù)變化，強行勵磁和強行滅磁應包括在模型中；自動調節(jié)勵磁和手動調節(jié)勵磁的切換操作與調節(jié)特性的仿真與實際情況相符合；正確反映不同工況（不同頻率、電壓、電流等）和內部或出口短路條件下主變壓器系統(tǒng)的動態(tài)特性；正確反映發(fā)電機-變壓器組保護和信號的保護邏輯和保護的整定值；正確反映高低壓廠用變壓器的正常運行與故障條件下的動態(tài)特性；正確反映廠用電系統(tǒng)中高低壓電動機啟動、運行、停機、保護、故障操作，6kV、400V母線的重要負荷對廠用電母線電壓的影響；反映廠用電故障對汽機、鍋爐重要輔機的影響；h) 正確反映直流系統(tǒng)、柴油發(fā)電機組、 UPS系統(tǒng)的電流、電壓等相互關系；正確反映電氣主接線系統(tǒng)的正常運行和異常運行工況，以及各種運行方式的切換?？刂葡到y(tǒng)模型技術要求 控制系統(tǒng)仿真范圍包括：機爐協(xié)調控制系統(tǒng)（CCS）；鍋爐自動控制系統(tǒng)，包括燃料調節(jié)系統(tǒng)、二次風風量調節(jié)系統(tǒng)、送風機調節(jié)系統(tǒng)、引風機調節(jié)系統(tǒng)、鍋爐給水調節(jié)系統(tǒng)、過熱汽溫調節(jié)系統(tǒng)、再熱汽溫調節(jié)系統(tǒng)、燃油壓力調節(jié)系統(tǒng)等；順序控制系統(tǒng)(SCS)；爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)；保護和聯(lián)鎖系統(tǒng)；汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）；g) 汽輪機自動調節(jié)系統(tǒng)，包括軸封高壓 /低壓調節(jié)系統(tǒng)、除氧器水位 /壓力調節(jié)系統(tǒng)、凝汽器水位調節(jié)系統(tǒng)、給水泵 /凝結水泵最小流量調節(jié)系統(tǒng)、高低加水位調節(jié)系統(tǒng)等；汽輪機旁路控制系統(tǒng)（BPC）；電氣控制系統(tǒng)（ECS）。緊急跳閘系統(tǒng)（ETS）上述各控制與保護系統(tǒng)的全部子系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的功能組態(tài)結果與設計資料相符，并滿足機組正常和故障運行的需要；調節(jié)系統(tǒng)的功能、特性與參考機組基本相同，調節(jié)系統(tǒng)品質不低于實際系統(tǒng)；調節(jié)系統(tǒng)邏輯動作準確無誤；各調節(jié)系統(tǒng)的手/自動切換邏輯及方式與設計資料完全一致；各順序控制功能組的邏輯動作關系及顯示方式與設計資料一致；燃燒器管理系統(tǒng)或爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯關系、操作及操作響應與設計資料一致；熱工信號邏輯關系正確，光字盤、音響裝置及計算機控制系統(tǒng)操作員站上發(fā)出的報警信號與設計資料一致；各種保護和聯(lián)鎖系統(tǒng)的動作邏輯及動作結果與設計資料一致。電液調節(jié)系統(tǒng)動作可靠，能完全適應各種不同運行工況；汽輪機系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)模型技術要求垃圾發(fā)電機組中的汽輪機系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)的仿真范圍和模型技術要求與常規(guī)燃煤機組的要求相同。附錄C（規(guī)范性附錄）仿真機開發(fā)資料要求C.1基本要求不同類型和用途的仿真機，其開發(fā)所需要的資料有所不同。以下資料內容適用于全范圍仿真機。對于原理型或簡化型仿真機，其資料需求有所不同。仿真機開發(fā)資料基本由以下四部分組成：控制室資料；參考機組系統(tǒng)資料；參考機組設備資料；參考機組運行資料。C.2控制室資料主要包括：控制室盤臺結構圖；盤臺盤面布置圖；控制室平面布置圖；儀表清單，包括儀表種類、開孔尺寸型號、刻度、記錄儀筆數(shù)、顯示的參數(shù)名稱等；盤臺儀表及操作設備的標示牌，包括顏色、字形、尺寸、位置；全部光字牌，包括顏色、尺寸、內容及位置；仿真機控制室結構圖，包括平面圖、室內高度、電源位置等。C.3參考機組系統(tǒng)資料主要包括：參考機組系統(tǒng)描述；機組熱力系統(tǒng)圖冊；機組電氣系統(tǒng)圖冊；管道儀表圖；控制系統(tǒng)描述；控制系統(tǒng)圖；功能邏輯圖；主要設備規(guī)范；監(jiān)控系統(tǒng)拷屏圖參考機組運行規(guī)程；設備參考手冊。C.4參考機組設備資料： 焚燒爐及其輔機或附屬設備 焚燒爐焚燒爐資料包括：焚燒爐說明書；焚燒爐熱力計算書或熱力計算數(shù)據匯總；焚燒爐運行規(guī)程；焚燒爐總圖；吹灰器布置圖；汽包縱剖面圖及結構尺寸；省煤器換熱面積、容積及金屬質量；下降管及水冷壁的換熱面積、容積及金屬質量；過熱器、再熱器的換熱面積、容積及金屬質量；特定靜態(tài)工況下風煙系統(tǒng)有關測點的壓力。 空氣預熱器設計規(guī)范；布置及尺寸；特定工況下煙氣與空氣的溫度、流量及壓力損失；容積、換熱面金屬總質量。 除塵器設計規(guī)范；煙氣阻力損失；除塵效率。 煙囪尺寸；煙氣阻力損失。 燃燒器燃燒器說明書；燃燒器布置圖。 吹灰器吹灰器說明書；吹灰器安裝位置圖；吹灰器控制邏輯；吹灰器電機電流和工質壓力；操作手冊。 鍋爐安全門通流量；啟座/回座壓力定值。 風機風機說明書；特性曲線；額定工況電機電流及空載電流；電機所掛母線說明；電機控制邏輯；入口導葉特性和調整行程時間；出口擋板特性和調整行程時間；汽動設備的相關資料；變頻設備相關資料。 風門和擋板類型；特性曲線；特定工況通流量；全行程開啟/關閉時間；失去驅動動力時的位置；所掛電源母線說明。 汽輪機及其輔機或附屬設備 汽輪機設計規(guī)范；汽輪機說明書；汽輪機系統(tǒng)熱平衡圖；汽輪機運行規(guī)程；汽輪機本體縱剖面圖；主汽門特性曲線；調節(jié)汽門特性曲線；轉子轉動慣量和惰走曲線；轉子臨界轉速；汽輪機冷態(tài)/熱態(tài)/極熱態(tài)啟動曲線；汽輪機正常/滑參數(shù)停機曲線；典型穩(wěn)定運行工況下蒸汽溫度、壓力、流量、金屬溫度、抽汽壓力、抽汽流量和脹差等。 凝汽器設計規(guī)范；結構圖及尺寸；抽氣器或真空泵的設計規(guī)范；真空破壞門的設計規(guī)范；熱井結構圖及尺寸；換熱管根數(shù)及尺寸；熱井溢流管安裝位置。 熱交換器設計規(guī)范；類型、形狀及尺寸；縱剖面圖；換熱管根數(shù)及尺寸。 水箱、油箱和容器形狀和尺寸；縱剖面圖；排放管位置圖。 水泵說明書；特性曲線；電機容量及特定工況電流；電機所掛母線說明；汽動設備的相關資料；變頻設備相關資料。 閥門閥門類型；閥門特性；全行程開啟/關閉時間；失去控制動力時的位置；動力電源母線說明。 發(fā)電機及其輔機或附屬設備 發(fā)變組勵磁系統(tǒng)說明書及設備規(guī)范；發(fā)電機空載、負載飽和特性曲線；發(fā)電機不同負荷工況的設計數(shù)據；主變、廠用高壓變壓器的設備規(guī)范及其冷卻系統(tǒng)的結構參數(shù)；低壓廠用變壓器設備規(guī)范及主要技術參數(shù)；運行規(guī)程(包括繼電保護及自動裝置運行規(guī)程)；額定工況及其它工況下運行記錄數(shù)據（包括發(fā)電機、變壓器、勵磁系統(tǒng)等）；額定工況下定子鐵芯溫度、線圈溫度、冷卻水溫、氫溫等記錄數(shù)據；勵磁機額定工況下的定子鐵芯溫度、線圈溫度、冷卻風溫等記錄數(shù)據)。 控制系統(tǒng) 操作員站操作員手冊；操作員站畫面；操作員站動態(tài)信息：包括所有動態(tài)操作、動態(tài)顯示信息及標簽名；操作員站各種記錄功能說明、記錄格式和內容；報警及趨勢數(shù)據庫標簽清單；標簽數(shù)據庫清單。 模擬量控制系統(tǒng)（ MCS系統(tǒng)）系統(tǒng)說明；SAMA圖或組態(tài)圖及組態(tài)說明；系統(tǒng)調試報告。順序控制系統(tǒng)（ SCS系統(tǒng)）系統(tǒng)說明；邏輯圖或組態(tài)及說明；SCS系統(tǒng)調試報告。 爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（ FSSS系統(tǒng)）系統(tǒng)說明；邏輯圖或組態(tài)及說明；FSSS系統(tǒng)調試報告。 汽輪機調速及相關保護系統(tǒng)（ DEH系統(tǒng)）系統(tǒng)說明；邏輯圖/SAMA圖或組態(tài)及系統(tǒng)說明；DEH系統(tǒng)調試報告；調節(jié)閥閥桿升程曲線。 旁路控制系統(tǒng)（ BPC）系統(tǒng)說明；邏輯圖/SAMA圖或組態(tài)及系統(tǒng)說明。系統(tǒng)系統(tǒng)說明；邏輯圖或組態(tài)及說明；ETS系統(tǒng)調試報告。 電氣控制系統(tǒng)(ECS)系統(tǒng)說明；邏輯圖或組態(tài)及說明；ECS系統(tǒng)調試報告。C.5參考機組運行資料參考機組運行資料用于驗證仿真模型的準確性，并依此對模型進行精確調試。為在整個運行范圍內檢驗仿真模型，需要提供穩(wěn)定負荷下的完整運行數(shù)據和一些重要的變工況暫態(tài)過程紀錄。需要的運行數(shù)據如下：參考機組實際運行熱平衡數(shù)據；50%、75%、100%等負荷下的完整運行數(shù)據；啟動、停運、甩負荷、汽機跳閘等暫態(tài)過程的關鍵數(shù)據圖表和趨勢記錄。附錄D（規(guī)范性附錄）仿真機應用資料要求向用戶提供的仿真機資料，應符合以下要求：D.1系統(tǒng)性資料供貨清單硬件設備交付清單；軟件交付清單；技術資料交付清單。仿真機使用維護資料仿真機使用手冊；教練員手冊；仿真機軟件維護參考手冊；仿真機系統(tǒng)布置圖、電源；網絡連接圖。仿真機設計資料參考機組仿真系統(tǒng)圖；參考機組各組成部分的仿真范圍、仿真程度和實現(xiàn)方案；對參考機組仿真簡化依據和簡化說明。仿真機全部運行版軟件的備份光盤D.2硬件資料硬件資料應滿足硬件維護人員維護、診斷硬件故障的需要。由于硬件配置方案存在較大差別，凡涉及到下列資料內容的應予以提供，包括：計算機廠家隨機資料；b) 外圍設備廠家隨機資料（如打印機、投影儀、 UPS、交換機、音響等）；輸入輸出接口系統(tǒng)硬件資料：接口系統(tǒng)布置圖；接口設備使用維護手冊；輸入/輸出接口清單。盤臺硬件資料盤面布置圖；盤裝設備清冊；盤臺接線圖；各類盤裝設備說明書；端子排標識清冊。D.3軟件資料軟件資料應滿足用戶軟件技術人員對仿真機進行軟件維護的需要。包括：計算機廠家隨機軟件手冊；仿真機軟件維護參考手冊；仿真操作員站使用維護說明書；就地操作站用戶手冊；仿真系統(tǒng)診斷軟件使用說明書；多媒體仿真軟件使用說明書；仿真模型說明資料：D.4測試資料仿真機測試大綱；仿真機測試報告；仿真機測試差異報告。附錄E（規(guī)范性附錄）仿真機典型故障仿真要求仿真機至少需對下列類型故障予以仿真。E.1 焚燒爐系統(tǒng)故障 本體故障受熱面（主要是過熱