DL/T 2017-2019
基本信息
标准号:
DL/T 2017-2019
中文名称:垃圾发电机组仿真机技术标准
标准类别:电力行业标准(DL)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
垃圾
发电机组
仿真机
技术标准
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
DL/T 2017-2019.Technical standard for waste-to-energy plant unit simulator.
1范围
DL/T 2017规定了垃圾发电机组仿真机的仿真范围、基本要求、基本功能、性能指标、验收测试和技术资料等。
DL/T 2017适用于以垃圾发电机组为仿真对象、以垃圾发电机组主控制室运行人员培训为主要目的的仿真机。
2术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
2.1垃圾发电机组waste-to energy plant unit
以垃圾焚烧产生热能发电的机组。
2.2模型model
对真实世界过程、概念或系统结构、行为等特性的理想化近似表达。
2.3物理模型physical model
用物理相似的方法建立的模型。
2.4数学模型mathematical model
用数学符号和关系式表达的模型。
2.5仿真simulation
建立物理模型和/或建立数学模型,使其与真实世界过程、概念或系统在相同受控输入下的特性是相像的。
2.6仿真对象simulation object
被仿真的真实世界过程、概念或系统。
2.7环境仿真environmental simulation
对自然及人造环境的仿真。
2.8逼真度fidelity
物理模型和数学模型与仿真对象在特征、特性方面的相似程度。
2.9实时仿真real-time simulation
仿真过程中,在任一实际时间段内表达仿真对象相同时间段的特性。
标准内容
ICS27.180
中华人民共和国电力行业标准
DL/T2017—2019
垃圾发电机组仿真机技术标准
Technical standard for waste-to-energy plant unit simulator2019-06-04发布
国家能源局
2019-10-01实施
范围·
2术语和定义
3仿真机基本要求
4仿真机基本功能·
性能指标
6测试
7资料
附录A(资料性附录)
仿真参考机组资料
附录B(规范性附录)
附录C(规范性附录)
附录D(资料性附录)
典型故障仿真
垃圾发电机组仿真机模型
仿真机随机资料
DL/T2017—2019
DL/T2017—2019bZxz.net
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电力企业联合会提出并归口。本标准起草单位:北京四方继保自动化股份有限公司、中国电力发展促进会、上海康恒股份有限公司、上海电力学院、光大环保能源(南京)有限公司、北京恒泰能联科技发展有限公司、北京新能和再生能源科技发展有限公司。本标准主要起草人:郭东霞、周建章、梅小强、杨贺强、刘映华、焦学军、白力、叶荣、曹阳、胡延国、吴永新、徐学祥、丁涌、刘哲、王渡、朱群志。本标准为首次发布。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号,100761)。
1范围
垃圾发电机组仿直机技术标准
DL/T2017—2019
本标准规定了垃圾发电机组仿真机的仿真范围、基本要求基本功能、性能指标,验收测试和技术资料等。
本标准适用于以垃圾发电机组为仿真对象、以垃圾发电机组主控制室运行人员培训为主要目的的仿真机。
2术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。2.1
垃圾发电机组
waste-to-energy plant unit
以垃圾烧产生热能发电的机组。2.2
模型model
对真实世界过程、概念或系统结构、行为等特性的理想化近似表达,2.3
物理模型physicalmodel
用物理相似的方法建立的模型。2.4
数学模型mathematicalmodel
用数学符号和关系式表达的模型。2.5
仿真simulation
建立物理模型和/或建立数学模型,使其与真实世界过程、概念或系统在相同受控输入下的特性是相像的。
仿真对象 simulation object
被仿真的真实世界过程、概念或系统。2.7
环境仿真 environmental simulation对自然及人造环境的仿真。
逼真度fidelity
物理模型和数学模型与仿真对象在特征、特性方面的相似程度。2.9
实时仿真real-timesimulation
仿真过程中,在任一实际时间段内表达仿真对象相同时间段的特性DL/T2017—2019
仿真系统simulation system
利用仿真技术对仿真对象特征、特性等进行理想化近似表达的系统。2.11
仿真机simulator
以运行技能培训为目的,利用仿真技术对参考机组特征、特性进行理想化近似表达的仿真系统装置。
参考机组referencepowerplantunit仿真针对的特定垃圾发电机组。2.13
仿真计算机simulationcomputer实施仿真的数字计算机。
培训环境trainingenvironment
受训人员接受培训时的环境。
盘台设备panelanddesk instrumentation仿真机或参考机组控制室中的盘台及盘台上安装的仪器仪表设备。2.16
外部参数 external parameter
参考机组仿真范围内内部系统与外部系统相关联的参数3仿真机基本要求
3.1硬件构成
3.1.1培训环境
培训环境应包括仿真控制室盘台设备、计算机控制系统操作员站和屏幕显示装置等。3.1.2主计算机
主计算机应具有完成参考机组仿真模型实时运算和仿真系统的功能。3.1.3教练员站
教练员站用于控制仿真机运行,实现培训功能,监视与评价受训人员。教练员站应包括显示和操作设备。
3.1.4就地操作站
就地操作站用于实现在参考机组控制室以外进行操作的仿真。就地操作站应包括显示和操作设备,可采用模拟控制盘形式。
3.1.5仿真操作员站
仿真操作员站应具备仿真参考机组计算机控制系统的操作员站功能。仿真操作员站应包括显示和2
操作设备。
3.1.6网络设备
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网络设备是指计算机通信网络设备,用于实现仿真系统计算机间的数据通信和交换。3.1.7输入/输出接口
输入/输出接口应由模拟/数字、数字/模拟转换电路构成,用于实现仿真计算机与仿真盘台设备系统之间的数据转换和通信。
3.2软件构成
3.2.1过程模型软件
过程模型软件是对参考机组在启动、停机过程中,对正常、异常、事故工况下设备及系统动态、静态特性进行实时连续仿真的软件。3.2.2控制系统仿真软件
控制系统仿真软件应包括参考机组回路控制与逻辑控制的数学模型软件。3.2.3操作员站仿真软件
操作员站仿真软件应包括显示和操作功能,是对参考机组操作员站显示和操作功能进行仿真的软件。3.2.4教练员站软件
教练员站软件应包括仿真机控制,培训和监视功能,是用于实现控制,培训及监视学员操作的软件3.2.5仿真支撑软件
仿真支撑软件应包括支撑仿真模型软件和其他仿真应用软件,是用于实现仿真模型的设计、开发、调试、维护、修改、运行及数据管理的软件。3.2.6就地操作站软件
就地操作站软件是用于实现参考机组控制室外就地操作功能仿真的软件。3.2.7环境仿真软件
环境仿真软件是用于实现参考机组控制室盘台设备,火焰、水位监视器功能,以及声响等效果的软件。
3.2.8诊断和测试软件
诊断和测试软件是用于实现在线或离线诊断仿真装置硬件故障,帮助检查、维护系统和设备的测试软件。
3.2.9工具软件和文档
工具软件和文档是用于仿真机使用、运行、维护工具软件和相关文档资料。3.2.10操作系统
操作系统应包括计算机操作系统及实用软件。3
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4仿真机基本功能
4.1一般要求
4.1.1培训能力
仿真机应具有向受训人员提供参考机组运行特性的能力,对参考机组正常操作、异常操作或误操作,控制系统自动投入或切除,以及由教练员插入或取消模拟故障等情况下所产生的结果响应,应与参考机组的实际运行特性、运行规程和根据培训要求设计的仿真机技术规范描述响应一致或相像。仿真参考机组所需要的数据资料参见附录A。4.1.2正常运行培训能力
4.1.2.1仿真机可连续、实时仿真参考机组正常运行状况。4.1.2.2仿真机模型软件可根据运行操作工况计算相应机组测点参数,通过仿真培训界面显示提供正确控制、报警和保护系统动作。
4.1.2.3正常运行工况和运行操作工况可根据参考机组运行情况任意调整,仿真机与参考机组相似的正常运行工况和操作过程应包括下列内容:a)从设备完全停运冷态工况启动,直到100%负荷工况。b)机组从热态工况启动,直到100%负荷工况。c)锅炉、汽轮机、发电机或机组跳闸后工况,直到重新恢复至正常运行工况。机组从100%负荷工况停机到热态工况,以及冷却到冷态停运工况。d)
e)各种工况下对设备或系统进行规程规定的操作和试验(例如,汽轮机ETS在线通道实验、超速保护实验、水泵及油泵的定期倒换等)。4.1.3故障处理培训能力
4.1.3.1仿真机可实时仿真参考机组设备故障、性能下降、装置损坏和自动控制功能失灵等异常和事故工况,应仿真程度不同和渐变的故障。故障仿真结果应正确反映真实故障过程。4.1.3.2仿真故障可由仿真运算结果自然引发,受训人员误操作引发或教练员加入引发。仿真故障发生后,仿真机动态响应应与参考机组相同故障后的动态响应一致或相像,或与运行经验以及工程分析得到的估计动态响应相符合。典型故障的仿真要求详见附录B。4.1.4仿真机运行极限
仿真机只限于在参考机组设计运行极限范围内进行机组运行培训工作。当某些参数超出参考机组模型或已知机组工况限制的预定极限时,仿真机应向教练员发出提示。4.2培训环境要求
4.2.1控制盘台仿真
仿真控制室盘台形状、尺寸、布局、颜色和功能性构造等宜与参考机组主控制室盘台相同或相像。盘台在物理逼真度上的差异不应影响培训效果。4.2.2控制界面仿真
仿真控制盘台上应装有与参考机组主控制室控制盘台上相同或相像的仿真操作员站、控制器、仪4
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表、记录仪、报警器和其他人机界面设备。设备外观与操作监视功能应与参考机组控制室的相应设备一致或相像。
4.2.3控制室环境仿真
对控制室环境仿真可构造与实际主控制室相同的感官环境。控制室应包括下列环境因素:a)控制室中辅助设备、物品布局。b)机组通信系统布局和实际使用。c)控制室照明布局和强度。
d)控制室噪声类型和量级。
e)操作员站的布置宜与参考机组主控室布局相同或相像。f)教练员站布置方式不应严重影响控制室环境仿真效果。g)控制室通风良好,温度适宜。不应影响操作人员精神状态和人身健康。4.3仿真范围
参考机组仿真范围应根据垃圾发电机组主控制室运行人员培训要求确定。4.3.1主控制室内操作和监视
在参考机组主控制室进行的操作和监视,以及操作和监视涉及的参考机组的设备和系统,均应包括在被仿真范围内。
4.3.2就地操作
仿真范围应包括参考机组在启停、运行、试验和故障处理过程中主控制室外的操作和监视,以及其涉及的参考机组的设备和系统。这些操作、监视、设备和系统应被主控制室运行人员特别关注。4.3.3外部参数
对于机组运行人员不可控制而又影响机组运行特性因素,如环境温度、电网频率等,应作为仿真的外部参数给予设置。外部参数可由教练员站更改,并应正确影响到仿真结果。4.4教练员站培训功能要求
4.4.1仿真机控制功能
教练员站是仿真机培训控制中心,教练员通过画面、键盘、鼠标等控制仿真机的启动、停止和工况的变化。教练员站对仿真机有以下控制功能:a)装入参考机组数学模型软件。b)装入和存储参考机组的仿真初始工况:教练员站应提供用于不同培训目的初始工况,教练员可从教练员站上选择这些初始工况,参考机组初始工况应包含冷态、设备已送电、热态、极热态、垃圾燃料投入前、吹扫前、冲转前、并网前、5%额定负荷、50%额定负荷、100%额定负荷典型工况,除上述典型初始工况外,仿真机应提供足够的备用初始工况存储点,并应根据需要加入,修改或删除初始工况。c)运行和冻结模型:启动数学模型运算和暂停数学模型运算。模型加速和减速:对局部或全部机组数学模型加速或减速运算,对局部机组数学模型加速或减d)
速运算不应影响运算结果精度。e)快存:在模型运算中将当前运算结果保存。该功能可由教练员设置定时自动操作,也可由教5
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练员手动操作。可存储的运算结果点数量和可设置的定时间隔应使回退和重演功能满足培训的需要。
f)回退:将仿真运行工况返回到已经历过的某快存点,并可自该工况重新开始仿真培训。g)重演:将仿真运行工况返回到已经历过的某快存点,并可自该工况开始将经历过的仿真过程自动重新演示。自动演示过程可随时终止。h)事件记录:将仿真培训操作和报警等事件按发生时间顺序自动记录。该记录的内容应满足对仿真培训效果分析的需要。
状态检查:在装入仿真机初始工况后,自动检查仿真盘台上的操作设备状态是否与该工况一致,对不一致的操作设备状态点以明晰方式提示,以便更正。4.4.2仿真故障插入功能
在培训过程中,教练员应可方便地自教练员站选取和插入已设计的参考机组仿真故障,以培训受训人员故障分析和处理能力。
4.4.3监视功能
在培训过程中,教练员站应具有以下功能:a)参数监视:以数据列表、曲线、棒图或其他图形方式显示仿真计算数据,供教练员了解培训情况,教练员可选择需显示数据。b)受训人员技能辅助评价:教练员站应有受训人员操作技能水平的辅助评价功能,评价的依据和标准可由教练员配置和设定。
4.4.4外部参数设置功能
教练员站应能够设置和更改环境温度、电网频率等参考机组仿真外部参数。4.5硬件要求
4.5.1仿真控制盘台
仿真控制盘台应符合4.2.1的规定。4.5.2主计算机
主计算机在满足本标准规定的仿真功能及逼真度要求的条件下,应具有50%以上的穴余CPU处理能力和50%以上的元余内外存空间。应具有不低于100Mbit/s的网络通信处理能力。4.5.3其他计算机
4.5.3.1仿真操作员站计算机、就地操作员站计算机、教练员站计算机、火焰水位声响的仿真计算机等应具有足够的CPU处理能力、内外存配置和不低于100Mbit/s的计算机网络通信能力。4.5.3.2显示器尺寸、外观应与参考机组的相应设备一致或相像,色彩、分辨率指标不应低于参考机组相应设备的指标。
4.5.4输入/输出接口系统
输入/输出接口系统应采用符合工业标准的通用组件设备,并且应满足本标准规定的仿真机实时性能指标。
4.5.5环境仿真系统
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仿真的火焰、水位监视器外观应与参考机组的监视器外观相同或相像,应具有不低于参考机组监视器的色彩和分辨率指标。仿真控制室灯光照明应与参考机组控制室灯光照明相同或相像。仿真的报警装置产生的声响应与参考机组的相同或相像。4.5.6网络设备
网络设备应具有不低于100Mbit/s的数据通信能力,应采用符合工业标准的计算机通信网络设备。4.6软件要求
4.6.1一般要求
除计算机操作系统、随计算机提供的实用软件和输入/输出接口中的软件等之外,仿真系统软件均应使用计算机高级语言或仿真语言编制。软件的开发应遵守软件工程的思想和方法。应有详细文档资料,具有可追溯性和可维护性。4.6.2参考机组过程模型软件
4.6.2.1参考机组过程模型应为除控制系统以外的生产流程设备和系统的数学模型。4.6.2.2过程模型的建立应以参考机组的生产工艺流程、系统结构设计、机组设计计算和机组运行数据资料为依据。过程模型应以实际物理过程为基础,采用垃圾发电相关专业理论对过程的数学描述方法建立。难于用基本原理建立数学描述的局部系统可采用相关专业公认的经验公式、拟合函数等方法建立。
4.6.2.3参考机组过程模型应反映机组各种可能运行工况动态和静态特性,且应满足实时运算要求。该模型应对机组设备及系统范围和生产过程实时连续仿真。4.6.2.4过程模型应接受培训操作输入,并计算产生参考机组中供监视、控制和其他运行用途的仿真计算数据输出。
4.6.2.5过程模型软件应使仿真机静态特性和动态特性与参考机组相同或相像。静态特性应满足5.1的精度要求,动态特性应满足5.2的要求。4.6.2.6仿真模型的技术要求见附录C。4.6.3控制系统仿真软件
控制系统的数学模型应在功能上实现1:1的仿真,调节特性和控制逻辑应与参考机组相同。控制系统的模型软件可与机组过程模型软件混合建立,也可以其他方式独立建立。独立建立的控制系统数学模型与参考机组数学模型的连接和数据传输应保证仿真的实时性,并满足仿真机培训功能的要求。4.6.4操作员站仿真软件
操作员站仿真软件应实现参考机组操作员站人机界面功能仿真。监视画面应实现1:1仿真,操作方式和功能应与参考机组相同。画面更新操作的响应及速度应与参考机组相同。4.6.5就地操作站软件
就地操作站软件应实现与运行相关的就地设备操作仿真,部分电气就地系统采用二维图片模拟和3D技术相结合方式。
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4.6.6教练员站软件
教练员站软件应实现4.4中描述的教练员站的培训功能要求。所有功能应方便教练员使用。4.6.7仿真支撑软件
仿真支撑软件应支撑仿真应用软件的设计、开发、调试、维护、修改和实时运行功能以及仿真数据管理功能。对于仿真机的用户,仿真支撑软件的设计、开发、调试、修改功能是可选项。4.6.8诊断和测试软件
诊断和测试软件应实现仿真装置硬件故障的在线或离线诊断,提供检查或维护系统和设备的功能。5性能指标
5.1静态特性指标
仿真机静态指标评价宜根据参考机组满负荷和较高负荷点设计参数或运行数据确定。仿真机的静态特性指标应满足下列要求:
a)逼真度试验时,在50%以上高负荷范围内应有不少于3个负荷点的逼真度评价。b)仿真机的仿真仪表误差,不应大于参考机组相应的仪表、变送器及有关仪表系统的累积误差。数学模型静态特性应保证质量和能量守恒,例如,数学模型中输入燃料量和发出电量宜平衡对c
应,给水流量和蒸汽流量宜平衡对应等。d)关键参数的计算值与参考机组相应的参数值的偏差,不应超过测量仪表量程的土1%:非关键参数的计算值与参考机组相应的参数值的偏差,不应超过测量仪表量程的5%;关键参数应为直接关系到机组能量平衡和质量平衡的参数。典型关键参数应包括下列内容:1)主蒸汽压力、一次风量、二次风量:2)主蒸汽温度、烟气停留2s温度、一级蒸发器入口烟气温度;3)主蒸汽流量、汽轮机上下缸壁温、汽轮机转速:4)汽包压力、三级过热器入口烟气温度、凝结水流量;5)汽包水位、汽轮机排汽温度、凝汽器真空:6)给水流量、给水温度、发电机功率:7)给料速度、空气预热器出口一次风温、排烟温度(两侧);8)焚烧炉炉膛下部温度、焚烧炉炉膛中部温度、焚烧炉炉上部温度:9)焚烧炉下部风量、炉排料层差压、炉排速度、炉排温度:10)风室压力、风室温度、床层温度、返料风压力、返料风流量(流化床机组);11)反应塔出口温度、反应塔冷却水流量、石灰浆温度:12)烟尘的含量、氯化氢含量、二氧化硫含量、氮氧化物含量、一氧化碳含量。5.2动态特性指标
动态特性应为数学模型在仿真参考机组启停、正常或异常操作运行、故障及故障处理等过程中自某一稳态向新的稳态过渡的特性。仿真机动态特性应满足下列要求:a)启停过程,应符合参考机组的运行规程。b)各参数的动态变化应符合对有关动态过程的分析结果,应符合物理规律。c)报警和自动装置动作的仿真结果与参考机组相一致。d)如有参考机组的热工动态特性曲线,在相同的运行工况和操作情况下,仿真结果和参考机组的8
热工动态特性曲线相近。
3实时性指标
仿真操作及其响应应满足下列要求:a)盘台操作响应时间不应大于0.5s。DL/T2017—2019
b)仿真操作员站和就地操作站的操作在保证仿真机静态和动态特性指标下响应时间不应大于参考机组相应的响应时间。
5.4系统可靠性指标
系统可靠性指标包括:
a)主计算机两次故障间隔平均时间(MTBF)应大于4320h。b)输入/输出接口系统两次故障间隔平均时间(MTBF)应大于2160h。仿真机系统连续稳定运行时间不应小于72h。c
6测试
6.1硬件系统
仿真机硬件系统测试范围宜包括下列内容:仿真控制盘台及设备的性能、功能及物理逼真度。a)
b)主计算机硬件系统的配置及性能。c)
其他计算机硬件系统的配置及性能d)
输入/输出接口系统的配置及性能,网络设备的配置及性能。
环境仿真系统的配置、性能及逼真度。投影仪、打印机等其他设备的配置及性能。g)
6.2软件系统
仿真机软件系统测试范围宜包括下列内容:模型软件测试,宜包括下列内容:a
1)模型仿真范围的完整性;
2)模型的稳定性;
3)启停操作时的动、静态特性:4)在各种故障及故障处理时的动、静态特性5)控制系统特性:
6)模型运算的实时性;
7)模型运算的连续性。
b)操作员站仿真软件测试,宜包括下列内容:1)画面的完整性和正确性:
2)画面的逼真度及图标、数据的刷新特性:3)操作响应的实时性。
就地操作员站软件测试,宜包括下列内容:c
1)就地操作项目和生产流程中的位置:2)操作画面的布局及人机友好性:9
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