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摘要:建立一个科学合理的仿真培训教学体系对发挥仿真培训的最大功效、切实服务于电厂生产运行有着重要的作用,本文对火力发电仿真培训教学体系的教学计划、教学内容、教学方法、教学模式、教学考核5个模块分别进行了探讨。
关键词:仿真培训;火力发电;教学体系
作者简介:张峻岭(1976-),男,河南南阳人,内蒙古电力工程技术研究院仿真培训中心,讲师,工程师,工程硕士,主要研究方向:热能与动力工程;马瑞明(1972-),男,内蒙古呼和浩特人,内蒙古电力工程技术研究院网络中心,讲师,工程师,工程硕士,主要研究方向:热工控制。(内蒙古呼和浩特010020)
一、火力发电仿真培训概述
随着火电机组的可靠性和安全运行时间的提高,运行值班员在现场处理事故的机会越来越少,而仿真机可以实现对火力发电全过程的全面仿真,它能精确模拟实际机组的全工况动静态特性及趋势,完全再现实际机组的集控室环境。它可进行火电机组各种工况的启动、停机、正常运行操作、试验、故障处理、反事故演习、控制系统的仿真研究和组态分析、控制系统参数整定及优化。利用火力发电仿真机对运行人员进行培训,比现场实习提高更快,培养周期更短,是集控运行值班员最理想的一种培训方式。
火力发电仿真培训是一门专业性很强的教学课程,担负着培养学员操作技能、综合分析能力和处理机组事故能力的重要任务。对火力发电运行人员进行仿真培训可实现很多实际运行中无法实现的操作,费用少、效果好。尤其对于热控人员,由于无法利用实际机组进行组态、逻辑、文件修改等,仿真培训在此具有无可比拟的优势。
笔者通过对多家培训中心调研后了解到,许多仿真培训机构主要培养学员完成机组正常启停等操作,仿真教学与生产实际脱节,指导性不强,考核方式不足,影响了学员的学习主动性和积极性,使仿真教学变得呆板、实用性不强。笔者在此对仿真培训的教学体系进行探讨,尽量做到与生产实际需要零距离,实现教学思想和仿真教学理念的创新,创建火力发电仿真教学的新体系。
二、培训教学体系
电力生产向集约化、经济化、科学化发展,为适应发电企业安全管理和机组经济运行的要求,把培养集汽机、锅炉、电气三专业知识于一身,具有精湛操作技能的复合型全能值班员作为运行人员的培养目标已成为火力发电厂的共识。火力发电仿真培训要求将实际运行中的各种工况和故障处理真实再现,实现实际运行中无法实现的操作,在短时间内全面提升汽机、锅炉、电气各专业学员的专业技能和操作水平,比其他形式的培训要求更高。
火力发电仿真培训是“以理论为基础,以操作为载体,以现场运行为平台,以提升综合分析能力和事故处理能力为目标”。教学体系应围绕培训目标,贴近现场实际,突出操作技能,以学员为本,充分发挥指导教师的主导作用,全面提高各专业、各层次学员的专业技能。笔者将火力发电仿真培训教学体系分为教学计划、教学内容、教学方法、教学模式、教学考核5个模块,如图1所示。
1.教学计划
教学计划是仿真培训教学的灵魂,教学计划应紧扣培养目标,对于不同培养层次和不同专业的学员要有针对性地制定教学计划,各层次的教学内容、教学侧重点、教学方法互不相同,应从学员实际出发,科学合理、由浅入深地安排理论培训和实际操作,顺利实现培训目标。
制订科学合理、切实可行的仿真培训教学计划应按照下列步骤进行。
(1)确定培训目标和培训需求。目前培训对象主要有岗前培训和在岗培训,岗前培训主要是对机组运行值班员进行上岗前的机、炉、电及其设备、系统启停等方面的培训;而在岗培训要与生产实际零距离,主要培训机组在启动过程中危险点的控制、定量化和定性化的关系、事故处理方面的技能。岗前培训和在岗培训学员的基础和需求不同,所以,他们的培训目标也不同。
(2)根据各专业工作岗位,制定培训标准。汽机、锅炉、电气各专业运行学员的工作岗位互不相同,对各专业要求的广度和深度也不相同,所以针对各专业的培训标准也不同。汽机专业与锅炉专业的配合密切,所以要求“机炉不分家”,即汽机、锅炉专业都需深入了解对方专业。而电气专业责任重大,稍有失误就有可能造成重大人身伤亡和财产损失,所以在运行配合中,必须了解汽机、锅炉专业的知识。对于全能值班员来说,要求更高,他是集汽机、锅炉、电气三专业知识于一身的复合型人才,需要多年的培养和运行实践,是现代大型火力发电厂集控运行人员的主要培养方向。
(3)确定培训教材。根据培训目标和标准,选择合适的培训教材,如果不符合培训要求,必须组织教师对现有资料进行修正或重新编写,确定适合学员的培训教材。
2.教学内容
教学内容主要包括理论教学和实践操作两部分。在实际的培训中由于学员的急于求成,培训部门为了迎合学员的心理,往往忽视了理论教学,重点放在实践操作上。这种培训的结果是短期效果明显,却制约了学员的成长,不利于后续的培训和学员的可持续发展及专业拔高。理论教学包括基础理论和专业理论,可根据教学计划有针对性地安排。
对于岗前培训,理论部分的重点内容是仿真规程学习;运行工作的任务;运行人员与各级调度之间的关系;《运行规程》、《安全规程》的学习;控制系统;火力发电系统;汽轮机的启动方式及启动条件;空预器、引风机、一次风机、二次风机、高压风机、给煤机、点火装置的结构、工作原理及作用;发电机、变压器、电动机、电压互感器、电流互感器结构、工作原理及作用;发变组及励磁系统、厂用电系统、直流系统;二次回路的图型。实践操作部分的重点内容是凝结水、给水、循环水系统的启停与运行;真空泵的运行;高、低加氧、除氧器的运行;汽轮机抽汽供热系统的运行;冷态启动、热态启动、汽轮机停机;汽轮机正常运行及维护;风烟煤系统、汽水系统运行及监视调整;锅炉启、停操作步骤;锅炉正常运行的操作和监控项目;电气系统停、送电操作方法;开、停机操作步骤、并列条件;电气系统、直流系统、发电机、变压器、电动机的运行参数及监视调整方法。
对于在岗培训,理论部分的重点内容应放在汽轮机的结构;汽轮机调节和保护系统;汽轮机的凝汽设备及热交换器;给水泵、凝结水泵、循环水泵;汽轮机组设备重大事故的分析、判断和处理;除灰系统的流程;电除尘的工作原理、作用;锅炉水压试验、停炉保养操作步骤、注意事项;锅炉事故、异常情况及处理方法;设备定期试验与设备轮换的规定和方法;电气系统及各电气设备的事故、异常情况及处理方法;《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》。实践操作部分的重点内容是不同气候环境下的汽轮机运行,设备防冻、防暴风雪、防火等安全预防措施;启动、停运、空负荷、满负荷运行、滑压运行等各项试验工作;机组安全经济运行的方法和措施;机组异常情况及处理方法;FSSS内容、锅炉设备的联锁及保护项目;各项锅炉试验;锅炉异常情况及处理;电气系统及各电气设备的事故、异常情况及处理方法。
3.教学方法
教学方法主要有教师讲授和学员分组讨论。讲授是一种教师占主导地位的教学方法,普遍被学员接受和习惯,但它不能发挥学员的主动性。而有针对性的专题讨论、事故处理等分组讨论能充分调动学员的积极性和主动性,有利于教师发现在讨论中脱颖而出的学员,有利于下一阶段的学习,教师合理安排教学思路。
对于岗前培训,教学方法主要以教师讲授为主,充分发挥教师的主导地位,兼顾启发式教学,调动学员的积极性和主动性,适当辅以专题的分组讨论。而对于在岗培训,理论培训以学员专题分组讨论为主,讲授为辅,教师对学员起咨询指导作用;操作培训以事故处理和各专业协调配合分组比赛为主。
4.教学模式
教学模式采用个性和共性相结合,也就是在技能性内容中,将操作内容分为必做部分和选做部分, 学员根据自己的实际情况选择扩展部分内容,满足不同层次学员的需要,给不满足基础理论和基础操作的学员打造一个拔高技能的机会和平台。
对于岗前培训,教学模式主要以基础理论和基础操作为培训内容,以胜任将面对的专业岗位为培训目标,即以共性为主,在操作教学中,学员根据自己的实际情况,可辅以部分选做内容。而对于在岗培训,主要以机组事故处理、异常情况处理和反事故演习为主,打破专业界限,强调个性差异,扩大选学内容,满足不同层次学员提高技能的需求。
5.教学考核
教学考核是仿真培训教学管理的重点和难点。从培训开始,学员的整个学习过程就进入监控、考核之中,教师紧扣培养目标、与国家职业资格鉴定接轨,重点应放在对学员核心职业能力和岗位职业技能的考核、评价上,建立规范化和科学化的考核体系,包含理论考核、操作考核和综合操作考核,建立对培训全过程的考评体系,制定成绩评定办法。
对于岗前培训,教学考核以基础理论和基本操作为考核重点,以能否胜任将面对的专业岗位为考核标准,按基础理论成绩占40%、技能操作成绩占40%、综合性操作成绩占10%、绩效考核占10%的比例进行单项和综合统计考评。而对于在岗培训,以专题讨论和事故处理、异常情况处理的能力及专业知识的深度和广度为考核标准,按专业理论成绩占30%、技能操作成绩占20%、综合性操作成绩占30%、绩效考核占20%的比例进行单项和综合统计考评。
三、结束语
火力发电仿真培训对提高火电厂运行人员,尤其是全能值班员的业务素质,保证机组安全经济运行具有重要的作用。仿真培训工作涉及培训管理、培训计划、内容、教材、资料设备、维护等许多方面。建立一个科学合理的仿真培训教学体系对发挥仿真培训的最大功效、切实服务于电厂生产运行有着重要的意义。
参考文献:
[1]王立志.基于仿真的培训模式[J].中国电力教育,2005,(1).
[2]王兵树.大机组仿真机技术[M].北京:中国电力出版社,2001.
[3]成刚.发电厂集控运行[M].北京:中国电力出版社,2006.
(责任编辑:苏宇嵬)
关键词:仿真培训;火力发电;教学体系
作者简介:张峻岭(1976-),男,河南南阳人,内蒙古电力工程技术研究院仿真培训中心,讲师,工程师,工程硕士,主要研究方向:热能与动力工程;马瑞明(1972-),男,内蒙古呼和浩特人,内蒙古电力工程技术研究院网络中心,讲师,工程师,工程硕士,主要研究方向:热工控制。(内蒙古呼和浩特010020)
一、火力发电仿真培训概述
随着火电机组的可靠性和安全运行时间的提高,运行值班员在现场处理事故的机会越来越少,而仿真机可以实现对火力发电全过程的全面仿真,它能精确模拟实际机组的全工况动静态特性及趋势,完全再现实际机组的集控室环境。它可进行火电机组各种工况的启动、停机、正常运行操作、试验、故障处理、反事故演习、控制系统的仿真研究和组态分析、控制系统参数整定及优化。利用火力发电仿真机对运行人员进行培训,比现场实习提高更快,培养周期更短,是集控运行值班员最理想的一种培训方式。
火力发电仿真培训是一门专业性很强的教学课程,担负着培养学员操作技能、综合分析能力和处理机组事故能力的重要任务。对火力发电运行人员进行仿真培训可实现很多实际运行中无法实现的操作,费用少、效果好。尤其对于热控人员,由于无法利用实际机组进行组态、逻辑、文件修改等,仿真培训在此具有无可比拟的优势。
笔者通过对多家培训中心调研后了解到,许多仿真培训机构主要培养学员完成机组正常启停等操作,仿真教学与生产实际脱节,指导性不强,考核方式不足,影响了学员的学习主动性和积极性,使仿真教学变得呆板、实用性不强。笔者在此对仿真培训的教学体系进行探讨,尽量做到与生产实际需要零距离,实现教学思想和仿真教学理念的创新,创建火力发电仿真教学的新体系。
二、培训教学体系
电力生产向集约化、经济化、科学化发展,为适应发电企业安全管理和机组经济运行的要求,把培养集汽机、锅炉、电气三专业知识于一身,具有精湛操作技能的复合型全能值班员作为运行人员的培养目标已成为火力发电厂的共识。火力发电仿真培训要求将实际运行中的各种工况和故障处理真实再现,实现实际运行中无法实现的操作,在短时间内全面提升汽机、锅炉、电气各专业学员的专业技能和操作水平,比其他形式的培训要求更高。
火力发电仿真培训是“以理论为基础,以操作为载体,以现场运行为平台,以提升综合分析能力和事故处理能力为目标”。教学体系应围绕培训目标,贴近现场实际,突出操作技能,以学员为本,充分发挥指导教师的主导作用,全面提高各专业、各层次学员的专业技能。笔者将火力发电仿真培训教学体系分为教学计划、教学内容、教学方法、教学模式、教学考核5个模块,如图1所示。
1.教学计划
教学计划是仿真培训教学的灵魂,教学计划应紧扣培养目标,对于不同培养层次和不同专业的学员要有针对性地制定教学计划,各层次的教学内容、教学侧重点、教学方法互不相同,应从学员实际出发,科学合理、由浅入深地安排理论培训和实际操作,顺利实现培训目标。
制订科学合理、切实可行的仿真培训教学计划应按照下列步骤进行。
(1)确定培训目标和培训需求。目前培训对象主要有岗前培训和在岗培训,岗前培训主要是对机组运行值班员进行上岗前的机、炉、电及其设备、系统启停等方面的培训;而在岗培训要与生产实际零距离,主要培训机组在启动过程中危险点的控制、定量化和定性化的关系、事故处理方面的技能。岗前培训和在岗培训学员的基础和需求不同,所以,他们的培训目标也不同。
(2)根据各专业工作岗位,制定培训标准。汽机、锅炉、电气各专业运行学员的工作岗位互不相同,对各专业要求的广度和深度也不相同,所以针对各专业的培训标准也不同。汽机专业与锅炉专业的配合密切,所以要求“机炉不分家”,即汽机、锅炉专业都需深入了解对方专业。而电气专业责任重大,稍有失误就有可能造成重大人身伤亡和财产损失,所以在运行配合中,必须了解汽机、锅炉专业的知识。对于全能值班员来说,要求更高,他是集汽机、锅炉、电气三专业知识于一身的复合型人才,需要多年的培养和运行实践,是现代大型火力发电厂集控运行人员的主要培养方向。
(3)确定培训教材。根据培训目标和标准,选择合适的培训教材,如果不符合培训要求,必须组织教师对现有资料进行修正或重新编写,确定适合学员的培训教材。
2.教学内容
教学内容主要包括理论教学和实践操作两部分。在实际的培训中由于学员的急于求成,培训部门为了迎合学员的心理,往往忽视了理论教学,重点放在实践操作上。这种培训的结果是短期效果明显,却制约了学员的成长,不利于后续的培训和学员的可持续发展及专业拔高。理论教学包括基础理论和专业理论,可根据教学计划有针对性地安排。
对于岗前培训,理论部分的重点内容是仿真规程学习;运行工作的任务;运行人员与各级调度之间的关系;《运行规程》、《安全规程》的学习;控制系统;火力发电系统;汽轮机的启动方式及启动条件;空预器、引风机、一次风机、二次风机、高压风机、给煤机、点火装置的结构、工作原理及作用;发电机、变压器、电动机、电压互感器、电流互感器结构、工作原理及作用;发变组及励磁系统、厂用电系统、直流系统;二次回路的图型。实践操作部分的重点内容是凝结水、给水、循环水系统的启停与运行;真空泵的运行;高、低加氧、除氧器的运行;汽轮机抽汽供热系统的运行;冷态启动、热态启动、汽轮机停机;汽轮机正常运行及维护;风烟煤系统、汽水系统运行及监视调整;锅炉启、停操作步骤;锅炉正常运行的操作和监控项目;电气系统停、送电操作方法;开、停机操作步骤、并列条件;电气系统、直流系统、发电机、变压器、电动机的运行参数及监视调整方法。
对于在岗培训,理论部分的重点内容应放在汽轮机的结构;汽轮机调节和保护系统;汽轮机的凝汽设备及热交换器;给水泵、凝结水泵、循环水泵;汽轮机组设备重大事故的分析、判断和处理;除灰系统的流程;电除尘的工作原理、作用;锅炉水压试验、停炉保养操作步骤、注意事项;锅炉事故、异常情况及处理方法;设备定期试验与设备轮换的规定和方法;电气系统及各电气设备的事故、异常情况及处理方法;《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》。实践操作部分的重点内容是不同气候环境下的汽轮机运行,设备防冻、防暴风雪、防火等安全预防措施;启动、停运、空负荷、满负荷运行、滑压运行等各项试验工作;机组安全经济运行的方法和措施;机组异常情况及处理方法;FSSS内容、锅炉设备的联锁及保护项目;各项锅炉试验;锅炉异常情况及处理;电气系统及各电气设备的事故、异常情况及处理方法。
3.教学方法
教学方法主要有教师讲授和学员分组讨论。讲授是一种教师占主导地位的教学方法,普遍被学员接受和习惯,但它不能发挥学员的主动性。而有针对性的专题讨论、事故处理等分组讨论能充分调动学员的积极性和主动性,有利于教师发现在讨论中脱颖而出的学员,有利于下一阶段的学习,教师合理安排教学思路。
对于岗前培训,教学方法主要以教师讲授为主,充分发挥教师的主导地位,兼顾启发式教学,调动学员的积极性和主动性,适当辅以专题的分组讨论。而对于在岗培训,理论培训以学员专题分组讨论为主,讲授为辅,教师对学员起咨询指导作用;操作培训以事故处理和各专业协调配合分组比赛为主。
4.教学模式
教学模式采用个性和共性相结合,也就是在技能性内容中,将操作内容分为必做部分和选做部分, 学员根据自己的实际情况选择扩展部分内容,满足不同层次学员的需要,给不满足基础理论和基础操作的学员打造一个拔高技能的机会和平台。
对于岗前培训,教学模式主要以基础理论和基础操作为培训内容,以胜任将面对的专业岗位为培训目标,即以共性为主,在操作教学中,学员根据自己的实际情况,可辅以部分选做内容。而对于在岗培训,主要以机组事故处理、异常情况处理和反事故演习为主,打破专业界限,强调个性差异,扩大选学内容,满足不同层次学员提高技能的需求。
5.教学考核
教学考核是仿真培训教学管理的重点和难点。从培训开始,学员的整个学习过程就进入监控、考核之中,教师紧扣培养目标、与国家职业资格鉴定接轨,重点应放在对学员核心职业能力和岗位职业技能的考核、评价上,建立规范化和科学化的考核体系,包含理论考核、操作考核和综合操作考核,建立对培训全过程的考评体系,制定成绩评定办法。
对于岗前培训,教学考核以基础理论和基本操作为考核重点,以能否胜任将面对的专业岗位为考核标准,按基础理论成绩占40%、技能操作成绩占40%、综合性操作成绩占10%、绩效考核占10%的比例进行单项和综合统计考评。而对于在岗培训,以专题讨论和事故处理、异常情况处理的能力及专业知识的深度和广度为考核标准,按专业理论成绩占30%、技能操作成绩占20%、综合性操作成绩占30%、绩效考核占20%的比例进行单项和综合统计考评。
三、结束语
火力发电仿真培训对提高火电厂运行人员,尤其是全能值班员的业务素质,保证机组安全经济运行具有重要的作用。仿真培训工作涉及培训管理、培训计划、内容、教材、资料设备、维护等许多方面。建立一个科学合理的仿真培训教学体系对发挥仿真培训的最大功效、切实服务于电厂生产运行有着重要的意义。
参考文献:
[1]王立志.基于仿真的培训模式[J].中国电力教育,2005,(1).
[2]王兵树.大机组仿真机技术[M].北京:中国电力出版社,2001.
[3]成刚.发电厂集控运行[M].北京:中国电力出版社,2006.
(责任编辑:苏宇嵬)