零风险、高成效的实训课堂：1000MW超超临界火电机组虚拟仿真实验

一、前言

随着我国能源结构持续优化和“双碳”目标深入推进，火电行业正朝着更高效、更清洁、更灵活的方向发展。超超临界机组凭借其领先的蒸汽参数和系统设计，大幅提升了发电效率，降低了单位供电煤耗和污染物排放，成为当前火电行业实现 “降本增效、低碳转型” 的核心装备，对推动电力行业高质量发展具有不可替代的战略意义。

然而，在相关专业的教育培训中，传统的实训教学方式主要依赖实物讲解、现场观摩或部分真实设备操作，虽可帮助学生建立初步的直观认识和动手能力，却存在多方面的局限性，制约了学生的深度实践能力发展。为此，北京象新力科技有限公司研发了“1000MW超超临界火电机组虚拟仿真软件”，借助数字化、沉浸式的模拟环境，为培养符合新时代要求的高素质专业人才提供强有力的支持。

二、软件介绍

本软件基于超超临界电站（2*1000MW机组）为原型，旨在帮助学生和工程人员掌握超超临界火电机组的工作原理、系统组成和各大设备的运行机制。通过虚拟仿真技术，用户能够深入了解电厂的各项关键设备和系统，如锅炉、汽轮机、发电机、冷却塔、磨煤机等，模拟其运行状态和工作过程。

该软件的整体框架包含了多个模块：电厂漫游、系统原理、设备原理、设备拆装、DCS模拟、电厂巡检、文化课考试等。用户可以通过全景式三维场景，随时巡视电厂设备，查看各系统组件的功能介绍，并模拟设备的拆卸与组装，全面理解电厂运作流程。此外，DCS系统模拟和设备实时监控功能，可以让用户体验设备的实时数据监控与故障排除操作。

三、实验内容

1 电厂漫游

用户可以通过三维虚拟场景，360度巡视电厂设备。该功能提供设备详细介绍，包括文字说明、图片展示和动画演示。用户能够深入查看锅炉、汽轮机、发电机等设备的工作原理，体验半剖视图和运行动画。通过搜索定位、定点漫游和自动漫游功能，用户可以方便地浏览电厂各个系统和设备。

2 系统原理

采用三维仿真技术，展示超超临界电站各子热力系统的工作原理。通过特效展现工质流向，用户可以直观地看到回热抽汽系统、风主蒸汽再热系统、凝结水系统等的功能和工作过程。所有系统的功能、组成和原理通过图片和文字同步介绍，支持360度巡视。

3 设备原理学习

使用三维仿真技术模拟电厂各热力设备，展示设备的内部结构、工质流动和工作原理。通过半剖视图和动画特效，用户可以查看设备的内部运作。每个设备的学习内容包括“设备综述”、“设备结构”、“工作原理”、“铭牌参数”、“设备真容”。

4 设备拆装

提供三维仿真技术实现对电厂设备的拆解和安装操作。每个零部件都附有详细介绍，支持学习、练习和考试三种模式。用户可以动手拆装不同设备，如除尘器、磨煤机、汽轮机等， 熟悉设备的结构和安装过程。

5 DCS模拟

系统基于实时DCS数学模型，模拟电厂各主要设备的工作状态，遵循能量、质量和动量守恒定律。DCS仿真系统能够与二维、三维图形软件及其他第三方软件进行数据交互，为用户提供准确的实时数据支持。界面涵盖凝结水系统、给水系统、制粉系统等多个设备的仿真功能。

6 电厂巡检

提供集控巡检功能，用户可以使用安全工具（如安全帽、测温枪等）对设备进行巡检。功能支持目测、测温、听诊等多种检查方式，确保设备运行正常。用户可以选择教学、练习或考试模式，模拟现场巡检任务，及时发现设备缺陷并进行处理。

7 文化课考试

提供文化课考试系统，通过题库中的安全、汽机、锅炉、电气等基础知识题目，对学生进行考核。该系统用于检测学生的理论知识掌握情况，帮助学生在实践前进行知识复习和自我检测。

四、支撑课程

本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学，主要面向电气工程及其自动化、能源与动力工程等相关专业领域，适用于锅炉、汽轮机、发电机、电力系统等多个课程。