Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

им. В.И. Ульянова (Ленина)»

Кафедра Автоматики и процессов управления

Курсовая работа по дисциплине

«Моделирование систем»

Тема: «Моделирование системы управления давления пара

устройства уплотнения паротурбогенераторной установки»

Задание 1, вариант № 2

Преподаватель: Душин С.Е.

Студент гр. 7391: Васильев И.А.

Санкт-Петербург

2011 г.

Введение

Цель работы – разработка и исследование модели системы управления давлением пара устройства уплотнения паротурбогенераторной установки, отвечающей поставленным требованиям.

Общие сведения об устройстве уплотнения корпуса турбины

Для транспортировки природного газа по трубопроводам используются компрессорные станции. Основу газоперекачивающих агрегатов составляют газовые турбины, которые работают на том же газе. Температура отработанного газа составляет порядка 500°С. Возникает потребность использования тепловой энергии отработанного газа, например, для нужд коммунального хозяйства.

Проблема утилизации тепловой энергии на выходе газовой турбины решается с помощью применения паровой турбины. В паровой турбине энергия пара преобразуется в энергию вращения генератора. Следовательно, наряду с транспортировкой газа компрессорная станция может вырабатывать электроэнергию.

Одной из вспомогательных систем паротурбогенераторной установки является устройство уплотнения концевых частей ротора турбины. Устройство уплотнения предназначено для герметизации корпуса турбины в местах выхода наружу концевых частей вала турбины.

С целью поддержания заданных величин давления с требуемой точностью используется система управления устройства уплотнения. Ее особенность состоит в возможности функционирования на различных режимах, обусловленных изменением давления пара в паропроизводящей установке (в теплообменниках).

Часть этой системы составляет система управления давлением пара уравнительного коллектора, которая и является объектом исследования.

Работа устройства уплотнения состоит в следующем.

На концах ротора турбины располагаются уплотнения, которые представляют собой систему камер. Пар высокого давления, пройдя через запорный клапан перед турбиной, попадает в корпус турбины. Часть его перетекает в камеру I уплотнений турбины, соединенную со ступенями низкого давления турбины. Из камеры I имеют место протечки пара в камеру II, которые удаляются в уравнительный коллектор. Уплотнительная камера III соединена с коллектором отбора, в котором с помощью эжектора, постоянно отсасывающего пар, перетекающий из камеры II в камеру III, поддерживается разряжение. Наличие этого разряжения обеспечивает постоянный подсос воздуха в камеру III, в результате чего осуществляется герметизация ротора турбины со стороны входа пара в турбину.

Концевые уплотнения другого конца ротора состоят из двух камер. Камера IV, как и камера II, соединена с уравнительным коллектором. В нее поступают протечки пара из корпуса на выходе из турбины. Камера V выполняющая ту же функцию, что и камера III, соединена с коллектором отбора.

В уравнительном коллекторе поддерживается постоянное избыточное давление, в результате чего в камерах I, II и IV давление будет превышать атмосферное, исключая тем самым всасывание воздуха из помещения внутрь корпуса турбины.

В табл. 1 приведены условные обозначения основных физических величин, участвующих в процессах управления уравнительного коллектора устройства уплотнения.

Таблица 1

Условное обозначение	Наименование параметра
	Давление пара, поступающего из теплообменников (пар высокого давления)
	Давление пара в уравнительном коллекторе
	Расход пара, поступающий в уравнительный коллектор из уплотнений ротора
	Расход пара через протечки в штоках клапанов турбины
	Расход пара низкого давления, подпитывающий уравнительный коллектор
	Расход пара, поступающий из уравнительного коллектора в камеры уплотнения ротора
	Давление пара в камере I уплотнений ротора турбины
	Расход пара высокого давления через сопла турбины
	Протечки пара из камеры I
	Протечки в камеру IV уплотнений турбины
	Расход пара через регулирующий клапан коллектора уплотнений
	Перемещение регулирующего клапана