Культура эксплуатации оборудования электростанций и роль эксплуатационной подготовки и повышения квалификации инженеров-теплоэнергетиков
Роль человеческого фактора в процессе эксплуатации.
Все системы такого сложного технического комплекса, как энергоблок современной электростанции, становятся единым целым только благодаря человеку основному звену комплекса. Культура эксплуатации определяет показатели работы электростанции не в меньшей мере, чем качество проектирования, изготовления, монтажа и наладки оборудования.
Важнейшую часть культуры эксплуатации составляет культура безопасности, хотя это понятие и выходит за чисто эксплуатационные рамки. Понятие культуры безопасности включает в себя высокий профессионализм и чувство ответственности конструкторов, проектантов, изготовителей, монтажников оборудования, наладчиков всех систем, эксплуатационного и ремонтного персонала за соблюдение безусловного приоритета надежности и безопасности при принятии решений на
всех стадиях проектирования, строительства станции и ее эксплуатации. Для реализации культуры безопасности необходимо глубокое понимание этими специалистами всех рабочих процессов (протекающих в элементах энергоблока как при нормальной эксплуатации, так и при авариях) с учетом их взаимосвязи.
Важную роль играют прогнозирование возможных последствий каждого принятого решения, проигрывание (теоретическое или на математических моделях с помощью ЭВМ) на стадии принятия решений как типовых, так и самых маловероятных ситуаций, которые могут встретиться на практике. Все специалисты, участвующие в создании и эксплуатации
электростанции, должны четко понимать, что безопасность как оборудования, так и персонала (а в наиболее ответственных случаях и населения) определяется цепью практических действий: начиная от проектов станции и оборудования для нее и кончая эксплуатацией и ремонтом. На всех стадиях этого коллективного процесса должны быть исключены самоуспокоенность, небрежность, невнимание к опыту, чтобы избежать тяжелых последствий.
Особая ответственность в обеспечении безопасности ложится на эксплуатационный персонал потому, что вопервых, реальные аварии происходят не в конструкторских бюро или проектных организациях, а на электростанциях, и вовторых, развитие аварийной ситуации порой оставляет персоналу чрезвычайно мало времени на поиск, принятие единственно верного решения и его реализацию. От правильности действий персонала зависит, будет ли быстро ликвидировано возникшее нарушение нормального режима или оно разовьется в серьезную аварию. В энергетике (как и других отраслях техники, связанных с повышеннойо пасностью, авиации, химической промышленности и др.) из за ошибок персонала п роисходит до 6080 % тяжелых аварий. От оперативного персонала электростанций требуются высокая дисциплинированность в точном соблюдении технологического регламента и эксплуатационных инструкций, основанная на понимании возможных негативных последствий
отступлений от этих документов, большая внимательность, способность быстро и глубоко анализировать эксплуатационную ситуацию. Важно понимать, что длительная нормальная работа оборудования (без всяких отступлений от нормальных значений технологических параметров) не является гарантией того, что в следующую минуту не наступит аварийная ситуация. При ее развитии не должно быть растерянности, требуются быстрота реакции, хладнокровие, четкие, продуманные действия.
Усугубить аварийную ситуацию может как принятие неправильных решений, так и уклонение от принятия решений.
Основные этапы действия оператора при нештатной ситуации отбор и анализ информации о работе оборудования, распознавание ситуации, прогноз ее развития и оценка возможных последствий, поиск вариантов действий для выхода из аварийной ситуации, принятие решения идействия по его реализации. На все эти этапы нередко необходимы считанные секунды, к тому же в условиях быстро меняющихся значений технологических параметров. Для облегчения этой работы надо организовать информационное обеспечение оператора, которое в значительной мере выполняло бы анализ информации, оказывало бы помощь в распозновании ситуаций и прогнозировании возможных последствий как самопроизвольного развития ситуации, так и тех или иных действий оператора.
.Это и недостаточная квалификация оператора, его психологическая неустойчивость, приводящая к растерянности и стресовому состоянию при внезапных нештатных ситуациях, когда требуется в ограниченное время найти и реализовать единственно правильное решение, заторможенность
реакции, психологически возбужденное состояние человека, обусловленное какимилибо событиями в его жизни, не связанными с работой, отвлечение внимания, машинальные действия и пр. Во многих случаях положение усугубляется тем, что приборы выдают оператору избыточнуюинформацию, из которой он должен отобрать необходимую, отбросив лишнюю. Между тем вся система образования инженеров, начиная со школьных курсов математики и физики, не ориентирована на выработку умения
действовать в условиях избыточности информации.
Проблемы эксплуатационной подготовки
Требуемая культура эксплуатации может быть обеспечена продуманной системой непрерывного обучения эксплуатационного персонала электростанций, включающей в себя вузовскую подготовку и поствузовское образование. Важным элементом этой системы является эксплуатационная подготовка. Опыт аварий последнего времени в энергетике, обусловленных в первую очередь ошибками эксплуатационного персонала, остро ставят задачу улучшения эксплуатационной подготовки начиная со студенческой скамьи.Главная цель эксплуатационной подготовки и повышения квалификации специалистов выработка у них умения быстро принимать решения в самых разнообразных ситуациях, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. Умение это формируется из способности мгновенно оценивать ситуацию и прогнозировать ее развитие по наблюдаемым параметрам, видеть самые существенные проблемы и находить их решения, порой нетривиальные, из полного спектра возможных решений, оценивая сильные и слабые стороны, а также последствия каждого решения, с тем чтобы на базе этой оценки выбрать именно то решение, которое будет воплощено в жизнь. При реализации непрерывной эксплуатационной подготовки специалиста (сначала как студента, затем как работника электростанций) на каждой ступени его деятельности необходимо иметь в виду, что с переходом к следующей, более высокой ступени повышается степень ответственности за принимаемые на практике решения.
Вузовская подготовка не обеспечивает требуемой квалификации ни дидактическими формами обучения, ни эксплуатационной практикой на электростанциях, где студенту, как правило, отводится лишь роль наблюдателя за тем, как принимает решения и реализует их эксплуатационный персонал. Роль студентов на станции сводится в лучшем случае к обслуживанию вспомогательного оборудования.
Эксплуатационный персонал станции, естественно, имеет практический опыт работы, в том числе опыт принятия ответственных решений.
Однако в практике нормальной эксплуатации приобретается главным образом опыт работы в типовых, штатных ситуациях. Нарушения нормального режима эксплуатации, а тем более экстремальные, аварийные ситуации, требующие принятия самых ответственных решений, на практике, ксчастью, возникают редко. Изза этого даже специалист с большим
практическим опытом может ни разу в своей жизни не встретиться с той или иной нештатной ситуацией. Диалектическое противоречие состоит в том, что чем лучше работает оборудование станции, чем меньше на ней неполадок и отказов, тем меньший опыт работы в нештатных ситуациях приобретает персонал. К тому же чисто психологически длительная безотказная работа способствует притуплению чувства опасности, утрате готовности к работе в экстремальном режиме, к тому же возникающем неожиданно. В этом истоки большинства ошибок эксплуатационного персонала. Поэтому очень важно обеспечить специальную подготовку персонала к работе в самых разнообразных нештатных (включая аварийные) ситуациях, регулярные противоаварийные тренировки. Разумеется, при этом не может идти речь о преднамеренном создании аварийных ситуаций на действующем оборудовании электростанций.
Основная роль в достижении поставленной цели принадлежит новым формам обучения, которые только вводятся в учебный процесс подготовки и повышения квалификации специалистов. Среди этих форм отметим тренажерную подготовку и проводимые на ее базе деловые игры.
Концепция тренажерной подготовки
Тренажерная подготовка позволяет разыгрывать на математическихмоделях, составляющих основу тренажеров, разнообразные ситуации, которые могут встретиться на практике, в том числе самые маловероятные аварии, не рискуя при этом оборудованием станции.
Тренажерные подготовки студентов и специалистов, уже работающих на электростанциях при очень многих общих чертах содержат некоторые отличия. Например, для специалистов главная задача выработка навыков управления конкретным агрегатом, доведение их до автоматизма. Для студентов же эта задача не центральная, хотя она также должна предусматриваться. Для них главное обеспечить глубокое понимание сути физических процессов при тех или иных ситуациях (особенно нештатные), видеть набор альтернативных решений и прогнозировать развитие ситуации при каждом из них. Другими словами, студентов необходимо научить думать, принимая решения, а работников электростанций, уже прошедших студенческий этап обучения, научить действовать автоматически, мгновенно оценивая ситуацию и принимая решения. При этом не следует противопоставлять эти этапы тренажерного обучения: на первом этапе должна быть заложена фундаментальная база для разви тия интуиции, быстрого ориентирования в нештатных ситуациях и их распознавания.
Еще одно отличие состоит в том, что подготовка сотрудников электростанций обычно ориентирована на конкретный блок, подготовка же студентов должна быть более универсальной, направленной на изучение различных типов энергоблоков, а с учетом того, что продолжительность деятельности тренажера после окончания вуза превышает тридцать лет, также перспективных типов. Соответственно могут отличаться и тренажеры.
Концепцию непрерывной вузовской и поствузовской подготовки специалистов целесообразно реализовать путем трехэтапной тренажерной подготовки. На первом этапе необходимо предусмотреть решение ситуационных задач на персональных ЭВМ, работающих в диалоговом режиме, с постепенным усложнением задач (концептуальная тренажерная подготовка). При этом вырабатывается умение думать, искать альтернативные решения. Этот этап должен стать, пожалуй, главным в вузовской подготовке. В завершающей части этапа желательно проведение деловых игр с участием нескольких студентов, по условиям игры выполняющим разные функции на электростанции. В числе таких игр могут быть противоаварийные тренировки.
Второй этап должен включать подготовку на имитаторах и локальных тренажерах, где воспроизводятся отдельные технологические процессы, а также реальные устройства управления теми или иными системами. Третий этап (в вузовской подготовке его целесообразно совместить с эксплуатационной практикой) основной в послевузовском повышении квалификации эксплуатационного персонала. На этом этапе проводится подготовка на полномасштабных тренажерах, модулирующих конкретные энергоблоки. Разумеется, разделение тренажерной подготовки на этапы в известной степени условно. Каждая ступень подготовки и повышения квалификации специалистов может в той или иной мере включать в себя три этапа.
Сказанное выше определяет специфику математических моделей тренажеров. Они должны строиться по двухуровневому принципу: нижний уровень это математические модели физических процессов в оборудовании энергоблока; верхний (обучающий алгоритм) реализация в форме диалога обучающегося с ЭВМ или иным способом педагогического сценария развития той или иной эксплуатационной ситуации с разветвленным деревом ложных ходов для того, чтобы на каждом шагу обучающийся вы
нужден был принимать решения, проводить выбор между альтернативными вариантами. Для математической модели нижнего уровня наиболее приемлем модульный принцип построения.
Общая модель энергоблока представляет собой при этом комплекс модулей, каждый из которых соответствует какомулибо физическому процессу в элементе блока. Заменой отдельных модулей можно изменять структуру энергоблока, его тип, что придает модели свойство универсальности. Кроме того, целесообразно предусмотреть возможность моде лирования процессов как детализированными, так и упрощенными моделями, что обеспечивает решение разнообразных задач, а также позволяет
использовать тренажер как исследовательский стенд для поиска новых, еще не применяемых решений.
Представляется перспективной концепция развивающегося тренажера, при которой можно дополнять его новыми типами и модификациями оборудования, новыми технологическими режимами, неизвестными в момент создания тренажера.
Наконец, в математических моделях тренажеров целесообразно применять переменный масштаб времени. Это обеспечивает на начальном этапе обучать в замедленном темпе для лучшего усвоения физических особенностей рабочих процессов в той или иной ситуации, а также приспосабливать скорость этих процессов к реальным возможностям каждого обучающегося. В дальнейшем темп работы ускоряется вплоть до работы в реальном и даже более быстром масштабе времени.
Доктор техн.наук, профессор В.А.ИВАНОВ
