CCPP電廠機組仿真(軟件)模擬實訓(xùn)系統(tǒng)為300MW機組配套“CCPP電廠機組模擬模型+CCPP電廠仿真操作實訓(xùn)軟件”。
結(jié)合《能源與動力工程專業(yè)》《熱能動力設(shè)備與應(yīng)用專業(yè)》《電廠熱能動力裝置專業(yè)》《電廠設(shè)備運行與維護專業(yè)》《火電廠集控運行專業(yè)》基礎(chǔ)理論教學(xué)和實訓(xùn)教學(xué)，以設(shè)備認識實訓(xùn)為重點，突出實訓(xùn)系統(tǒng)在學(xué)生基本技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用，滿足培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才需要的教學(xué)環(huán)境；實現(xiàn)職前、職后教培資源共享。設(shè)備以實踐實訓(xùn)為出發(fā)點，保持其一定的先進性、開放性和持續(xù)性。為培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣、專業(yè)基本技能和專業(yè)素質(zhì)發(fā)揮了積極作用，激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
1、先進性；實訓(xùn)設(shè)備開發(fā)設(shè)計的起點高，以實踐頂崗職位仿真實習(xí)內(nèi)容為參照。
2、實用性；密切結(jié)合專業(yè)建設(shè)，與專業(yè)人才培養(yǎng)方案（教學(xué)計劃）相吻合，體現(xiàn)實訓(xùn)設(shè)備的效益為目標(biāo)，提高實訓(xùn)設(shè)備的利用率。
3、前瞻性；充分考慮學(xué)科的發(fā)展和專業(yè)規(guī)模的發(fā)展，專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備努力營造特色，突出專業(yè)培養(yǎng)特色，體現(xiàn)學(xué)校辦學(xué)特色。
4、功能性；實訓(xùn)設(shè)備對完成學(xué)生的實踐教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識和適應(yīng)變革的應(yīng)用型技術(shù)人才發(fā)揮重要作用的，發(fā)揮其生產(chǎn)開發(fā)和新的教培方式應(yīng)用推廣。
一、CCPP發(fā)電機組仿真模擬系統(tǒng)概述
仿真模擬實訓(xùn)系統(tǒng)采用GE公司9F機組為原型模擬，通過軟硬結(jié)合（機組演示模擬模型+機組仿真漫游系統(tǒng)、設(shè)備參數(shù)內(nèi)容、虛擬拆裝實習(xí)）；以計算機技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)、軟件工程、等相關(guān)技術(shù)知識為支撐。實訓(xùn)裝置總體布置見附圖；通過學(xué)習(xí)、觀摩、操作、應(yīng)用CCPP發(fā)電機組仿真模擬系統(tǒng)裝置；目的是讓學(xué)生熟悉CCPP發(fā)電機組仿真模擬系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成、工藝裝置及工作原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)、生產(chǎn)應(yīng)用和零部件組裝基本操作，初步熟悉CCPP發(fā)電機組系統(tǒng)工藝功能，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際及解決實際問題的意識和能力，并為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及今后工作打下良好的基礎(chǔ)。實現(xiàn)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能的形象化教學(xué)；使學(xué)生不出校門就能感CCPP發(fā)電機組系統(tǒng)裝置作業(yè)環(huán)境、工作過程，達到現(xiàn)場實習(xí)的目的。
二、CCPP發(fā)電機組實訓(xùn)系統(tǒng)規(guī)格型號及配置：
2.1、電廠機組實訓(xùn)模擬設(shè)備：5000×1500×2500mm；
2.2、設(shè)備電源：220V.50HZ,電流≤5A，燈泡負載電壓6-12V；具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導(dǎo)線。
2.3、主要材質(zhì)：進口聚氨脂、鋼材、演示系統(tǒng)、語音系統(tǒng)；框架承臺采用工字鋼焊接支撐；內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視可見，便于觀察了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。管線采用PVC管線連接；工藝中燈光采用LED實現(xiàn)。本裝置采用電氣動態(tài)運轉(zhuǎn)、演示。
2.4、中控中心：
2.4.1控制柜配置：靜電噴塑工藝/機械鎖；I/O控制平臺；系統(tǒng)構(gòu)成: 開放式的控制平臺、人性化的中文操作界面、交互式的控制結(jié)構(gòu)；輸入端口:8路獨立可編程RS-232控制接口、8路數(shù)字I/0輸入；輸出端口: 20路獨立 發(fā)射口、20路數(shù)字I/0輸出口；電力輸入:110V-240V；電力輸出: 20路控制接口。
2.4.2電氣部分：主要有電源模塊、按鈕模塊、可編程控制器（PLC）模塊、變頻器模塊、接線端子排等組成。所有的電氣元件均連接到接線端子排上，通過接線端子排連接到安全插孔，由安全接插孔連接到各個模塊。結(jié)構(gòu)為拼裝式，各個模塊均為通用模塊，可以互換，能完成不同的實訓(xùn)項目。
2.4.3計算機：1）英特爾®奔騰 處理器G3240（3M緩存，3.1GHz）。2）主板：Inb H81或以上芯片。3）內(nèi)存4G DDRIII 1600MHz或以上。4）≥500GB SATA3 6Gb/s（7200轉(zhuǎn)）硬盤，帶有硬盤故障保護技術(shù)，提供故障前保修，硬盤數(shù)據(jù)保護技術(shù)，硬盤防震設(shè)計；5）原廠隔電防水鍵盤+光電鼠標(biāo)。6）AMD Radeon HD 84702G128bit或同檔次其他型號三頭DVI+VGA+HDMI（可以支持最多3個輸出）顯卡。7）19寸寬屏顯示器。
三、CCPP發(fā)電機組實訓(xùn)仿真模擬裝置技術(shù)參數(shù)：
CCPP發(fā)電機組實訓(xùn)系統(tǒng)根據(jù)整體機組布局的設(shè)備、廠房配置等工藝特點完整系統(tǒng)地制作的微型“仿真演示模擬模型”與“仿真操作型虛擬軟件”配套教學(xué)培訓(xùn)。本實訓(xùn)系統(tǒng)適應(yīng)新能源與動力工程專業(yè)，熱力發(fā)電廠，余熱鍋爐，燃氣、蒸汽輪機原理與運行，發(fā)電機原理與運行，熱能動力設(shè)備應(yīng)用專業(yè)有關(guān)的實踐、觀摩認知教學(xué)，是現(xiàn)代專業(yè)的大型直觀教學(xué)設(shè)備之一。系統(tǒng)裝置具有工藝特征和典型設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使學(xué)生不出校門就掌握了實習(xí)所需掌握的內(nèi)容，使學(xué)生在寶貴的工廠實習(xí)時間里在校就能真正實習(xí)生產(chǎn)、實習(xí)操作和控制，完成一個高起點、高效率的實習(xí)環(huán)節(jié)。燃氣輪機、蒸汽輪機、發(fā)電機、余熱鍋爐四種主要設(shè)備組成了燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，這四種設(shè)備的組合布置有多種方式，但主要的分類方式是按軸系布置來分，一種是單軸布置方案，一種是多軸布置方案。如圖所示；
3.1、CCPP發(fā)電機組實訓(xùn)系統(tǒng)原理及其參數(shù)：
CCPP電站電廠是將天燃氣或其它可燃氣體經(jīng)燃氣壓縮機加壓，與壓送至燃燒室的空氣混合燃燒，生成高溫、高壓的氣體，經(jīng)燃氣透平機膨脹做功，推動燃氣透平帶動壓縮機和外部負荷高速旋轉(zhuǎn)：從燃氣透平中排出的廢氣引至余熱鍋爐，產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽驅(qū)動汽輪機，與燃氣透平一起帶動發(fā)電機發(fā)電。在城市中；CCPP電站機組再利用燃氣輪機排煙中的余熱在廢熱鍋爐內(nèi)產(chǎn)生蒸汽來帶動蒸汽輪機進一步發(fā)出部分電能，同時供熱和制冷。從而實現(xiàn)了能源的高效梯級利用，同時也降低了燃氣供熱的成本，是城市中，特別是大氣污染 嚴重的大城市中值得大力發(fā)展的系統(tǒng)。
3.1.1、燃氣輪機主要參數(shù)及其原理：
PG9351FA型燃氣輪機整體式單軸結(jié)構(gòu)型式，即壓氣機、燃燒室和燃氣透平，包括壓氣機進氣機閘和燃氣透平的排氣擴壓機閘，連接為一個整體安裝在同一個底座上。輔助設(shè)備，如潤滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、傳動齒輪箱等都安裝在底座上。
3.1.2、蒸汽輪機主要參數(shù)及其原理：
蒸汽輪機是哈爾濱汽輪機廠設(shè)計的國內(nèi)單機功率最大的聯(lián)合循環(huán)供熱機組，型號為LN275/CC154 11.49/0.613/0.276/566/566，為三壓、再熱、單軸、兩缸兩排汽、抽汽、凝汽式蒸汽輪機。
3.1.3、余熱鍋爐主要參數(shù)及其原理：
余熱鍋爐為杭州鍋爐廠引進美國N/E公司技術(shù)，設(shè)計型號為NG-S209F-R，型式為三壓、再熱、臥式、無補燃、自身除氧、自然循環(huán)和爐島緊身封閉的余熱鍋爐；如圖所示。
鍋爐模擬由進口煙道、鍋爐本體（本體受熱面和鋼架護板）、出口煙道及主煙囪、高中低壓鍋筒、管道、平臺扶梯等部件以及給水泵、加藥裝置、取樣裝置、排污擴容器等輔機組成。
3.1.4、發(fā)電機主要參數(shù)及其原理：
發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子與定子組成，在轉(zhuǎn)子鐵芯上有一些槽，嵌有勵磁繞組，用來產(chǎn)生磁場。定子鐵芯由導(dǎo)磁良好的硅鋼片疊成，在鐵芯內(nèi)圓均勻分布著許多槽，在槽內(nèi)嵌放著按一定規(guī)律排列的三相對稱繞組。
3.2、CCPP發(fā)電機組實訓(xùn)仿真模擬裝置操作：
系統(tǒng)操作實現(xiàn)以教學(xué)培訓(xùn)演練功能為基礎(chǔ)，通過系統(tǒng)裝置工藝操作流程為引導(dǎo)，結(jié)合實時操作，對應(yīng)選擇界面來完成系統(tǒng)任務(wù)操作實訓(xùn)；采用專業(yè)開發(fā)的“易控”軟件設(shè)置界面系統(tǒng)；完成系統(tǒng)工藝生產(chǎn)仿真運行等實訓(xùn)。實現(xiàn)計算機操作與模擬設(shè)備、仿真軟件操作一體、控制生產(chǎn)工藝；通過軟件界面控制操作完成，模擬生產(chǎn)操作系統(tǒng)。設(shè)備軟硬結(jié)合且可虛實聯(lián)動，屬于智能化教學(xué)實訓(xùn)裝備。
3.3.1計算機控制設(shè)備的運轉(zhuǎn)、LED燈光演示功能；生動豐富的多種軟件界面表現(xiàn)形式；
3.3.2具有語音講解系統(tǒng)，同步描述工藝裝置的運行過程及設(shè)備原理功能；系統(tǒng)裝置的圖文、信息系統(tǒng)內(nèi)容的解說；
3.3.3模擬裝置工藝運行過程演示；模塊化工藝運行過程演示；
3.3、CCPP發(fā)電機組實訓(xùn)仿真軟件參數(shù)：
采用Sparkle Interactive Designer 軟件設(shè)計開發(fā)，以Windows Vista操作系統(tǒng)中WinFX編程模型為基礎(chǔ)，開發(fā)出混合3D內(nèi)容、動畫、ASP、HTML和多媒體內(nèi)容、多格式文本、矢量圖；Sparkle 全方位的3D、動畫、加速顯示引擎，將矢量圖形、位圖、3D內(nèi)容、視頻、音頻和富文本合成，自由地混合在2D和其他元素之間，不同元素之間進行功能強大的可視化交互、操作演練交互。
3.3.1、操作系統(tǒng)：Windows XP或更新的Windows操作系統(tǒng)。適應(yīng)校園網(wǎng)內(nèi)所有計算機，都可以運行鍋爐全尺寸虛擬軟件，可以與電站汽輪機全尺寸虛擬軟件相連接。
3.3.2、參數(shù)說明：
CCPP發(fā)電機組仿真軟件系統(tǒng)是對系統(tǒng)裝置的原理、數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)等全面解析系統(tǒng)。操作者可以任意角度進行電廠三維系統(tǒng)漫游、三維虛擬設(shè)備局部漫游，漫游的角度、速度、行進、停留，全部由操作者來控制。系統(tǒng)的全部設(shè)備（包括設(shè)備的各個主要部件），全部按照原尺寸進行縮放建模。三維虛擬漫游系統(tǒng)包含超臨界機組火力發(fā)電機組系統(tǒng)的全部主要功能，包含鍋爐及其系統(tǒng)、燃氣、蒸汽輪機及其系統(tǒng)、發(fā)電機及其系統(tǒng)、煙氣處理及其系統(tǒng)等。系統(tǒng)主要設(shè)備3D結(jié)構(gòu)演示。
3.3.3、功能說明：
包括系統(tǒng)漫游、三維動畫、360度旋轉(zhuǎn)、熱點展示、機組主要設(shè)備參數(shù)、機組設(shè)備拆裝訓(xùn)練（學(xué)員可自行操作演練，分自動、手動操作模式）互動仿真軟件系統(tǒng)重點分為三維動畫“360o全景觀看”、“重點展示”、“設(shè)備參數(shù)說明”、“設(shè)備拆裝演練”四個模塊。通過三維虛擬現(xiàn)實進行發(fā)電廠系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)的演示，又形象又直觀，配以模型、文字、語音的說明，方便進行產(chǎn)品使用的說明和培訓(xùn)。該系統(tǒng)具有真實性、沉浸性、交互性和易實現(xiàn)等特點，不僅大大提高了教學(xué)容量，彌補了課堂教學(xué)的不足，運用生動、形象的方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，是教學(xué)不可缺少的崗位平臺。
學(xué)員可以通過選擇目標(biāo)設(shè)備，對其進行相應(yīng)的規(guī)范操作，實現(xiàn)設(shè)備的運作原理、尺寸數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、設(shè)備零件信息、設(shè)備順序拆卸過程、設(shè)備順序安裝過程等，使得學(xué)員對目標(biāo)設(shè)備增加學(xué)習(xí)趣味的同時，對其有更清晰的認知。分別實現(xiàn)對設(shè)備總體、主要零部件結(jié)構(gòu)及性能介紹。選擇不同的零部件對應(yīng)出現(xiàn)該零部件的實際圖片、名稱、型號、生產(chǎn)日期、檢修日期提示等信息。通過該模塊可以使學(xué)員直觀地掌握設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、各個零部件位置、信息及其作用。
3.4、CCPP發(fā)電機組模擬實訓(xùn)裝置展臺參數(shù)：
模擬設(shè)備結(jié)構(gòu)主體承重部分臺座建筑結(jié)構(gòu)采用型鋼制作，保證的牢固耐用，用奧松板制作龍骨，底座高不低于700 mm，邊框不小于10 mm寬，采用國標(biāo)2 mm以上不銹鋼包邊。
四、CCPP發(fā)電機組仿真模擬實訓(xùn)系統(tǒng)安裝培訓(xùn)：
實現(xiàn)了系統(tǒng)裝置等全過程仿真模擬；動態(tài)演示，形象逼真，仿真性強，使人有身臨其境的感覺。具有很高的觀賞性，直觀性，操作性。使學(xué)生不出校門就掌握了作業(yè)實習(xí)所需掌握的大部分內(nèi)容，使學(xué)生猶如在寶貴的工廠實習(xí)時間里，去真正實習(xí)生產(chǎn)、實習(xí)操作和控制演示運行過程，完成一個高起點、高效率的實習(xí)環(huán)節(jié)。
實訓(xùn)裝置在教學(xué)實踐中的應(yīng)用，不僅使學(xué)員對各設(shè)備的布局模塊、系統(tǒng)與實際應(yīng)用、裝置的部件組成、實訓(xùn)裝置的運行演示、實訓(xùn)裝置的運行功能等進行初步了解，還可通過演示操作來加深學(xué)員對系統(tǒng)裝置的觀摩認識。訓(xùn)練學(xué)員從事能動專業(yè)類設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、運行、維護及檢修的基本技能；達到“教、學(xué)、訓(xùn)”一體化功能。仿真實訓(xùn)系統(tǒng)安裝培訓(xùn)正式移交用戶運行后進入質(zhì)保期，仿真機軟件質(zhì)保期為24個月，在質(zhì)保期內(nèi)對仿真系統(tǒng)的升級、模型修改、維護、故障處理等提供全部免費服務(wù)。提供多種形式的技術(shù)支持服務(wù)。包括：技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)咨詢、專人現(xiàn)場維修服務(wù)、電子郵件響應(yīng)、電話響應(yīng)等。
