Тренажерный комплекс для оперативного персонала электростанций - Энергетика и промышленность России - № 09 (245) май 2014 года - WWW.EPRUSSIA.RU - информационный портал энергетика
16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/245/16065.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 09 (245) май 2014 года

Тренажерный комплекс для оперативного персонала электростанций

Внедрение современных технологий во все сферы жизни, ведет, с одной стороны, к упрощению работы специалистов станций, с другой стороны, отсутствие практики приводит к тому, что многие навыки теряются или просто забываются. Для предприятий энергетического комплекса развитие такого сценария недопустимо. Именно поэтому, многие компании, модернизировавшие и автоматизировавшие свои станции, все больше внимания уделяют вопросу поддержания навыков своих сотрудников.

Особенностями оборудования тепловых электростанций являются высокая стоимость, потенциальная опасность для здоровья персонала (высокие давление, температура, частота вращения). Кроме того, при сбоях в работе объектов электроэнергетики возникают очень высокие штрафные и репутационные затраты, а также подвергается опасности стабильность энергосети в целом. Все это предъявляет очень высокие требования к квалификации оперативного персонала.

При внедрении глубокой автоматизации процессов производства энергии, вовлеченность оперативного персонала в процесс снижается. Навыки ручного управления постепенно теряются. Единственный способ поддержания навыков оперативного персонала на должном уровне – это периодические занятия на тренажере.

Аксуская тепловая электростанция является головным предприятием АО «Евроазиатская Энергетическая Корпорация» (ЕЭК). Компания входит в состав ENRC – дочерней компании ERG – и является крупнейшим поставщиком электроэнергии на казахстанском рынке. Все энергоблоки Аксуской ТЭС, бывшей Ермаковской ГРЭС, вводились в эксплуатацию в конце 60-х, начале 70-х годов прошлого столетия. И к тому времени, когда в 1996 г. станция вошла в состав АО «ЕЭК», ее оборудование практически выработало весь свой ресурс. Остро встал вопрос технического перевооружения как основного оборудования, так и систем автоматического управления.



Задачи, требующие решения

Решением задачи стала специальная программа модернизации Аксуской тепловой электростанции, реализация которой позволила компании максимально эффективно использовать имеющиеся у предприятия основные фонды. Проект позволил АО «ЕЭК» повысить производительность станции и увеличить производство электроэнергии.

В 2008 г. руководство Аксуской электростанции внедрило экспертную систему автоматизации OvationTM на блоке №1, а уже в 2009 г. было принято решение идти дальше: внедрить систему тренажеров для оперативного персонала действующих энергоблоков. Данная система позволила бы компании сохранить готовность персонала к нештатным ситуациям, обеспечив надежность и безопасность эксплуатации Аксуской электростанции в целом.

В случае, если АСУТП и ИТК созданы с применением различных программно-аппаратных решений, да еще и разными разработчиками, очень трудно поддерживать актуальность алгоритмического обеспечения ИТК синхронно с АСУТП. В этом случае, затраты на обслуживание и модернизацию алгоритмического обеспечения фактически дублируются, т.к. одни и те же изменения должны внедряться в две совершенно разные системы. Построение тренажерного комплекса на той же платформе, которая внедрена для построения АСУТП, является одним из преимуществ, снижающих временные затраты и организационные усилия.

Кроме того, программно-технический комплекс (ПТК) Ovation обладает гибкой архитектурой, легко расширяется и модифицируется, что позволяет добиваться повышения эффективности электростанции как при замене основного оборудования, так и с помощью оптимизации работы существующего.

С учетом всех изложенных аргументов было принято решение о внедрении ИТК Ovation Simulation™ от Emerson.



Описание проекта

В рамках проекта были обозначены следующие задачи:

• Возможность создавать и моделировать ситуации, имеющие теоретическую возможность возникновения. Максимальная приближенность к реальным ситуациям.
• Индивидуальная настройка под конкретное оборудование станции.
• Сжатый цикл разработки, внедрения и отладки тренажерного комплекса.

Схематично процесс моделирования технологического процесса на базе Ovation Simulation показан на Рис.2.

Рис. 2  Моделирование технологического процесса на базе тренажера от Emerson.


Проект включал в себя пять этапов: постановку задачи, анализ требований и эскизное проектирование, проектирование математической модели, интеграцию подсистем ИТК и прием в эксплуатацию. Постановка задачи была результатом совместной работы специалистов ТЭС и инженеров компании Emerson. Эскизное проектирование дало представление о будущем комплексе. Интеграция подсистем ИТК, благодаря мощной системе инструмента Ovation Simulation, не вызывала осложнений. Прием в эксплуатацию прошел в соответствии со всеми требованиями отраслевых стандартов.

Рис. 3 Проектирование математической модели


Самым трудоемким этапом оказался этап проектирования математической модели (Рис. 3), потребовалось снять образ системы с эксплуатируемого оборудования, но и здесь, наличие встроенных функций ПТК помогло решить и эту задачу (Рис.4).

Рис. 4 Структура моделирования





Проектирование математической модели

Опыт Emerson по внедрению тренажерных технологий был использован для создания специализированного тренажера, совмещающего в себе комплекс систем моделирования и симуляции, а также физические модели и методики, позволяющие не только обучить персонал, но и достичь экономичной, надежной, технологически и экологически безопасной эксплуатации энергообъекта в штатных, нештатных и аварийных ситуациях.

Главной особенностью ИТК является высокоточная среда моделирования JADE (Рис. 5), математическая модель которой построена на основе физических законов, определяющих функционирование энергоблока с соблюдением законов сохранения энергии (тепла), массы и количества движения, уравнений термодинамики для воды, пара и газовых смесей. Входящие в состав JADE приложения, такие как JElectric (моделирование электрической части), JLogic (моделирование традиционной автоматики), JStation (управление сценариями протекания технологического процесса) представляют пользователю полный доступ к аппаратной части тренажера, позволяя инструктору/оператору контролировать и манипулировать тренажером во время выполнения учебного процесса.

Рис. 5 Высокоточная среда моделирования JADE


Например, инструктор/оператор может моментально задержать моделирование, переведя его в режим замораживания («freeze»), например, чтобы обсудить только что проведенное обучение, а затем в любое время возобновить его переходом в режим «работы». В состоянии «freeze» математические модели не работают, поэтому моделируемое оборудование не изменяет состояния.



Результаты внедрения тренажерного комплекса на Аксуской ТЭС

ИТК оперативного персонала энергоблоков Ovation Simulation, установленный на действующих энергоблоках 325МВт Аксуской ТЭС АО «ЕЭК», стал первым автоматизированным аппаратно-программным функционально ориентированным комплексом для обучения и поддержания навыков персонала станций, внедренным на территории СНГ.

В результате, для работы на тренажере (Фото 6) разработаны соответствующие программы обучения оперативного персонала котельно-турбинного цеха – машинистов энергоблока 7-й группы. Сотрудники турбинного отделения в режиме обучения могут производить следующие операции:

• операции по подготовке и опробованию турбины после капитального ремонта;
• пуск турбины из холодного, неостывшего или горячего состояния;
• плановый и аварийный останов турбины,
• останов турбины с расхолаживанием,
• противоаварийные тренировки и эксплуатацию энергоблоков, работающих с ПТК Ovation, в переменных режимах.

Для машинистов котельного отделения в режиме обучения доступны:

• подготовительные операции, пуск корпуса котла, пуск из неостывшего и из холодного состояния;
• растопка корпуса из состояния горячего резерва в прямоточном режиме;
• растопка и подключение корпуса к работающему блоку;
• перевод котла на сжигание угольной пыли; нормальная эксплуатация котла;
• нагрузка котла, снятие нагрузки;
• останов котла с расхолаживанием турбины;
• ликвидация аварий тепломеханического оборудования.

Как правило, основное оборудование ТЭС имеет очень долгий жизненный цикл – десятки лет. Оно подвергается периодической модернизации, изменению тепловой схемы и т.д. В современных условиях также меняются факторы конкурентоспособности, вынуждающие применять все более прогрессивные и инновационные алгоритмические решения. Системы АСУТП и, соответственно, ИТК в таких условиях не могут оставаться «замороженными» раз и навсегда, жизненный цикл этих подсистем не заканчивается завершением разработки. Какие-то изменения постоянно внедряются по мере модернизации или изменений в основном оборудовании. Теперь, прежде чем внедрять алгоритмические решения на «живом» объекте станции, специалисты могут их протестировать и опробовать на модели, содержащейся в ИТК. Эта возможность позволяет снизить риски повреждения оборудования, а также сократить время на наладку.

Практические занятия на тренажере были включены в программу обучения и повышения квалификации персонала, поэтому каждый сотрудник машинно-турбинного цеха проходит данный тренинг1-2 раза в год. Таким образом, можно говорить о том, что надежность работы станции, а значит и её безопасность, повысилась,.

Поставленные задачи были успешно выполнены. Готовность сотрудников к нештатным ситуациям обеспечена, квалификация оперативного и эксплуатационного персонала повышена, а навыки сохранены. Также сокращены сроки обучения нового персонала, который только начинает работу на ТЭС.

После введения в эксплуатацию ИТК уже успел себя зарекомендовать не только, как инструмент «оттачивания» производственных навыков и умений оперативного персонала Аксуской ТЭС, но и как отличная база для формирования знаний студентов различных вузов Павлодарской области.

Тренажерный комплекс для оперативного персонала электростанций
Н.Э. Арипходжаев, вице-президент по развитию АО ЕЭК, к.т.н.
А.А. Миллер, ведущий инженер проекта, Emerson Process Management
Д. Головкин, ведущий эксперт, Emerson Process Management

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 09 (245) май 2014 года:

  • Глава Минтопэнерго Украины - снова Продан
    Глава Минтопэнерго Украины - снова Продан

    Нынешний украинский министр энергетики и топлива Юрий Продан – фигура, хорошо известная не только на Украине, но и в России. Ведь ему уже доводилось занимать этот ответственный пост с 2007 по 2010 год, во втором правительстве Юлии Тимошенко. ...

  • Тренажерный комплекс для оперативного персонала электростанций
    Тренажерный комплекс для оперативного персонала электростанций

    Внедрение современных технологий во все сферы жизни, ведет, с одной стороны, к упрощению работы специалистов станций, с другой стороны, отсутствие практики приводит к тому, что многие навыки теряются или просто забываются. Для предприятий энергетического комплекса развитие такого сценария недопустимо. Именно поэтому, многие компании, модернизировавшие и автоматизировавшие свои станции, все больше внимания уделяют вопросу поддержания нав...

  • Энергетиков принудили к реконструкции
    Энергетиков принудили к реконструкции

    ОАО «Красноярскэнерго» придется выполнить реконструкцию подстанции, от которой зависит качество электроснабжения поселка Манский с населением более 550 тысяч человек. ...

  • Плата за техприсоединение должна снизиться
    Плата за техприсоединение должна снизиться

    Президент Владимир Путин подписал Федеральный закон «О внесении изменений в статью 232 Федерального закона «Об электроэнергетике». ...

  • Законодательные новшества
    Законодательные новшества

    Присоединение Крыма – серьезный вызов для российской энергетики как в техническом, так и в административном плане. Кроме того, это повлекло за собой законодательные меры, которые выходят за рамки одной лишь энергетики, имея также политическое значение: российской стороной были аннулированы харьковские соглашения между Россией и Украиной. Продолжу свой рассказ о наиболее ярких законодательных новшествах в отечественной энергетике. ...