（一）模型整体架构与规模
• 覆盖机组：主流 300MW/600MW/1000MW 超临界 / 超超临界燃煤机组，可定制循环流化床（CFB）或燃气 - 蒸汽联合循环机型。
• 尺寸比例：实体模型按1:20 至 1:50等比例缩小，整体尺寸约 28m×4m×4.5m；数字仿真支持全厂三维可视化与系统级组态。
• 系统构成：包含锅炉、汽轮机、发电机、电气系统、回热系统、环保脱硫脱硝、化学水处理、输煤除灰、DCS 控制系统九大子系统，全流程联动。
（二）核心子系统细节
1. 锅炉系统（燃烧与蒸汽发生）
◦ 炉膛：零维古尔维奇模型，微负压燃烧，模拟煤粉 / 煤层燃烧、火焰传播与热辐射，配观火孔、点火枪、燃烧器动态演示。
◦ 受热面：水冷壁（辐射换热）、省煤器、过热器、再热器（对流换热），还原汽包汽水分离、蒸汽温度 / 压力动态变化。
◦ 烟风系统：送风机、引风机、空气预热器，模拟烟气流程、氧量调节、排烟温度控制。
◦ 辅助设备：磨煤机、给煤机、排渣机，动态展示燃料输送、研磨、排渣全过程。
2. 汽轮机系统（热能→机械能）
◦ 缸体结构：高压缸、中压缸、低压缸（双流），分段轴系建模，刻画转子临界转速、轴承振动、热膨胀特性。
◦ 蒸汽流程：主蒸汽→高压缸→再热蒸汽→中压缸→低压缸→凝汽器，配调速汽门、喷嘴、叶片动态演示，还原调门开度 - 转速 - 功率响应。
◦ 回热系统：3 高加 + 4 低加 + 除氧器 + 凝汽器，模拟抽汽加热给水、凝结水回收、真空建立全过程
3. 发电机与电气系统（机械能→电能）
◦ 发电机：同步发电机，模拟励磁调节、准同期并列、有功 / 无功功率调节，显示定子电流、电压、频率实时参数。
◦ 电气回路：主变压器、高压断路器、母线、厂用电系统，演示并网送电、负荷分配、线路保护动作。
◦ 控制保护：励磁系统、调速系统、继电保护装置，模拟过流、过压、失磁、短路故障跳闸逻辑。
4. 环保与辅助系统
◦ 脱硫系统（FGD）：石灰石 - 石膏法，模拟吸收塔浆液循环、SO₂吸收、石膏脱水流程。
◦ 脱硝系统（SCR）：还原剂喷射、催化剂反应，降低NOₓ排放，配氨区、喷氨格栅演示。
◦ 水处理：化学补给水、凝结水精处理、废水处理，展示水质净化、除盐、循环利用过程。
◦ 输煤除灰：皮带输煤、原煤仓、灰库、气力除灰，动态模拟燃料输送、灰渣收集。
5. DCS 控制系统（大脑中枢）
◦ 硬件：与现场一致的操作员站、工程师站、服务器、I/O 模块，支持真实盘台操作。
◦ 软件：嵌入真实控制逻辑、PID 参数、联锁保护、报警阈值，毫秒级步长仿真，参数动态响应与现场一致。
◦ 功能：实现画面监控、参数调节、顺控启停、故障报警、历史曲线追忆、事故回放。
（三）动态仿真功能
1. 正常工况模拟
◦ 冷态 / 热态启停：从锅炉点火、升温升压→汽轮机冲转、暖机、并网→带满负荷，全流程自动 / 手动操作。
◦ 变负荷调节：AGC 调频、深度调峰（20%-100% 负荷），模拟燃料量、给水量、蒸汽温度、压力联动变化。
◦ 稳态运行：满负荷 / 部分负荷稳定工况，实时显示主蒸汽压力 / 温度、再热温度、发电量、煤耗、排放等关键参数。
2. 故障与事故模拟（100 + 典型故障）
◦ 锅炉侧：过热器 / 再热器爆管、省煤器泄漏、磨煤机跳闸、锅炉灭火、炉膛负压超限。
◦ 汽轮机侧：轴承振动大、汽门卡涩、真空下降、叶片断裂、超速跳闸。
◦ 电气侧：发电机短路、励磁系统故障、变压器跳闸、母线失电。
◦ 辅助系统：给水泵跳闸、风机失速、脱硫系统故障、水处理水质超标。
3. 数据采集与可视化
◦ 测点布置：全系统1000 + 测点，实时采集温度、压力、流量、液位、振动、电流、电压等参数。
◦ 显示方式：实体模型配LED 动态流向灯、数字仪表；数字仿真界面显示流程图、参数表、趋势曲线、报警弹窗。
◦ 数据交互：支持4-20mA 模拟量、开关量通信，与 DCS 系统无缝对接，操作响应延迟＜100ms。
（四）应用场景与价值
• 教学培训：高校热能与动力工程、电气工程专业实验教学；电厂新员工岗前培训、在岗人员技能提升、事故处理演练。
• 运行优化：验证控制策略、参数优化方案、深度调峰 / 调频策略，降低煤耗、减少排放、提升经济性。
• 故障预演：模拟罕见事故、极端工况，制定反事故措施，提升人员应急处置能力，避免现场人身与设备安全风险。
• 设计验证：新机组方案设计、系统配置、设备选型仿真验证，优化设计方案，缩短调试周期。
（五）技术特点
• 高逼真度：遵循机理建模 + 实测参数校准，动态响应与现场一致，逼真度≥95%（符合 DL/T1022-2015 标准）。
• 实时仿真：毫秒级计算步长，支持实时操作、动态响应、事故回放。
• 可扩展性：模块化设计，可新增系统、扩展故障库、升级控制逻辑，适配不同机型与培训需求。
• 安全经济：虚拟环境操作，无现场风险、无能耗、无排放，大幅降低培训与调试成本。
