Определение системы управления, системы автоматического регулирования

    РЕФЕРАТ
     
     СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ КОНДЕНСАТОРА ТУРБОАГРЕГАТА: дипломный проект / И. Н. Наумчик. – Минск, 2017, – п.з. – 100 с., чертежей (плакатов) – 6 л. формата А1. 

СОДЕРЖАНИЕ
      
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ ТЕРМИНОВ	3
ВВЕДЕНИЕ	4
1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ И ПАТЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ	5
1.1 Определение системы управления, системы автоматического регулирования	5
1.1.1 Система управления	5
1.1.2 Системы автоматического регулирования	5
1.2 Анализ тепловой принципиальной схемы 2-го контура БелАЭС	7
1.3 Конденсатор турбины К-1200. Назначение, устройство, функционирование	13
1.4 Система автоматического регулирования уровня конденсатора турбоагрегата	19
2 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ	21
2.1 Проработка блока уровнемера	22
2.2 Проработка блока контроллера	23
2.3 Проработка блока регулирующего органа	24
3 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ	25
3.1 Разработка блока уровнемера	25
3.2 Разработка блока контроллера	29
3.3 Разработка блока регулирующего органа	33
      
      

    ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

    ВВЕДЕНИЕ
    
     Дипломный проект выполнен самостоятельно, проверен в системе «Антиплагиат». Процент оригинальности соответствует норме, установленной кафедрой. Цитирования обозначены ссылками на публикации, указанные в «Списке использованных источников».
     

    1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ И ПАТЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
      
     1.1 Определение системы управления, системы автоматического регулирования
     
     Система управления — систематизированный (строго определённый) набор средств сбора сведений о подконтрольном объекте и средств воздействия на его поведение, предназначенный для достижения определённых целей.
     Из определения следует, что управление всегда предполагает наличие двух основных частей:
     * объекта (предмета) управления, на который направлено управляющее воздействие для его выполнения;
     * субъекта (органа) управления, который вырабатывает управляющее воздействие и контролирует его исполнение.
     Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния. В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определённого вещества в организме, курс ценных бумаг и т. д. Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т. д.
     * Структуры управления разделяют на два больших класса:
     * автоматизированная система управления (АСУ) - с участием человека в контуре управления;
     * система автоматического управления (САУ) - без участия человека в контуре управления.
      Системы автоматического регулирования (САР) применяются для регулирования отдельных параметров (температура, давление, уровень, расход и т.д.) в объекте управления. В современных системах автоматического управления (САУ) системы автоматического регулирования являются подсистемами САУ и их применяют для регулирования различных параметров при управлении объектом или процессом.
     Принцип действия всякой системы автоматического регулирования заключается в том, чтобы обнаруживать отклонения регулируемых величин, характеризующих работу объекта или протекание процесса от требуемого режима и при этом воздействовать на объект или процесс так, чтобы устранять эти отклонения.
      Для осуществления автоматического регулирования к регулируемому объекту подключается автоматический регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие на регулирующий орган. Это управляющее воздействие вырабатывается регулятором в зависимости от разности между текущим значением регулируемой величины (температуры, давления, уровня жидкости и т. д.), измеряемой датчиком, и желаемым её значением, устанавливаемым задатчиком. Регулируемый объект и автоматический регулятор вместе образуют систему автоматического регулирования.
     Основным признаком САР является наличие главной обратной связи, по которой регулятор контролирует значение регулируемого параметра.
     
     1.2 Анализ тепловой принципиальной схемы 2-го контура БелАЭС
        
     Оборудование паротурбинной установки должно обеспечить максимально экономичный перевод тепловой и кинетической энергии пара из парогенератора в работу, совершаемую вращающимся ротором турбины. При этом необходимо замкнуть цикл, т.е. вернуть в парогенератор питательную воду в количестве, соответствующем количеству генерируемого пара. В конденсаторе необходимо совершить отъем тепла у пара с целью его конденсации. А отъем дело по определению невыгодное. Поэтому в конденсатор попадает только треть исходного пара, что в три раза снижает расход охлаждающей воды и размеры самого конденсатора. Две трети пара по мере прохождения ступеней турбоагрегата и совершения работы попадают в регенеративные отборы высокого давления с ЦВД и низкого с ЦНД. Часть отборного пара идет на перегрев основного, рабочего пара. пара. В результате в парогенератор попадает питательная вода с температурой 225 ?С, а не 25 ?С, где 25 ?С это температура конденсата после конденсатора. Улучшаются условия работы парогенератора, повышается КПД цикла. Кроме того, в отбор попадает самая увлажненная часть пара вследствие действия центробежных сил. Сухость пара, совершающего дальнейшую работу улучшается. Считается, что 1 % влажности съедает 1 % мощности, в том числе и из-за «вентиляторного» эффекта, когда часть энергии вращающихся лопаток идет на преодоление торможения каплями воды. Путь увеличения располагаемого теплоперепада только один – снижение давления на выхлопе ТА, т.к. повышение исходных параметров перед турбиной невозможно. Площадь сечения выхлопа определяется размером выходных лопаток и ограничена их прочностью, поэтому тоже не может быть увеличена. Действенный путь повышения КПД – это промперегрев, повышающий теплоперепад путем повышения температуры рабочего пара без изменения давления (кроме неизбежных гидравлических потерь на сопротивление). Теперь рассмотрим конкретную тепловую схему, представленную на рисунке 1.1.
     Свежий пар по четырем паропроводам подается к четырем блокам стопорных и регулирующих клапанов ВД. В паровых коробках регулирующих клапанов установлены металлические сита, предохраняющие турбину от попадания грата и посторонних предметов. Парораспределение дроссельное. После регулирующих клапанов пар по четырем паропроводам поступает в ЦВД. Паровпуск в ЦВД выполнен в нижнюю половину корпуса.
     Турбина представляет собой одновальный пятицилиндровый агрегат и состоит из двух поточного цилиндра высокого давления ЦВД и четырех двух поточных цилиндров низкого давления ЦНД. 
     Конструктивная схема турбины – 2ЦНД+ЦВД+2ЦНД. 
     Конструктивная схема "бабочка" имеет ряд преимуществ по обвязке турбины трубопроводами и позволяет:
     * выполнить симметричную обвязку всех цилиндров турбины паропроводами, что обеспечивает равномерное нагружение опор, снижение усилий, приходящихся на патрубки турбины, упрощает компенсацию тепловых расширений паропроводов;
     * выполнить симметричную обвязку трубопроводами сепараторов-пароперегревателей, обеспечивающую надежную эксплуатацию этих аппаратов.
     Принятое расположение ЦВД способствует снижению величин относительных осевых перемещений роторов турбины.
     Из камер отбора за второй, третьей и пятой ступенями каждого из потоков пар отбирается на регенеративный подогрев в, соответственно, ПВД-6, ПВД-5 и деаэратор.
     В режимах пуска, останова и малых нагрузок деаэратор и другие потребители питаются из коллектора пара собственных нужд блока. Необходимое количество пара обеспечивает быстродействующая редукционная установка собственных нужд (БРУ-СН), которая редуцирует до заданного давления свежий пар. В режиме номинальной мощности пар в деаэратор поступает из III отбора турбины.
     
     


      Рисунок 1.1 – Тепловая принципиальная схема второго контура

     Из выхлопа ЦВД пар отбирается на ПНД-4. Основной расход пара после ЦВД выходит через четыре патрубка и, далее, по четырем трубам направляется в четыре сепаратора-пароперегревателя. Аппараты СПП расположены попарно с обеих сторон турбины, симметрично относительно передней и задней групп ЦНД каждый.
     На каждом из трубопроводов выхода пара из цилиндра высокого давления перед аппаратами сепаратора пароперегревателя предусмотрена установка предвключенного пленочного сепаратора с отводом отсепарированной влаги через разделитель в сепаратосборник.
     На трубопроводах перепускных труб из цилиндра высокого давления в сепаратор пароперегреватель установлены паровые опоры, которые предназначены для компенсации реактивного момента.
     Реактивный момент – это момент, возникающий в защемленных опорах конструкций от внешних нагрузок и других воздействий.
     От СПП-1 и СПП-2 пар поступает соответственно в блоки парораспределения низкого давления (последовательно установленные стопорные и регулирующие поворотные заслонки), расположенные по разные стороны от продольной оси турбины, и, далее, в ЦНД-1 и ЦНД-2. От СПП-3 и СПП-4 пар поступает соответственно в БПНД и, далее, направляется в ЦНД-3 и ЦНД-4. Паровпуск в каждый ЦНД осуществлен двумя трубами в нижнюю половину средней части ЦНД. Перепускные трубы от СПП к ЦНД оснащены сдвиговыми сильфонными компенсаторами. Из ЦНД пар поступает через переходные патрубки в конденсаторы. 
     Промежуточный перегрев – двухступенчатый. Греющий пар в первую ступень СПП подается из отбора за второй ступенью ЦВД, перегрев во второй ступени осуществляется свежим паром, отбираемым из паропроводов до турбины. 
     Отсепарированная вода откачивается из общего для четырех СПП сепаратосборника сливными насосами в тракт основного конденсата совместно с конденсатом греющего пара ПНД-4. Для обеспечения пусковых режимов предусмотрен резервный слив из сепаратосборника СПП в конденсатор. 
     Из конденсатосборников первой ступени конденсат сливается в охладитель дренажа ПВД-5. Для КС-1 предусмотрен слив конденсата в деаэратор с регулирующим клапаном, во время пуска и на малых нагрузках слив в конденсатор по линиям с регулирующими клапанами. Из второй ступени перегрева конденсат подается в перемычку между трубопроводами питательной воды за ПВД-6 насосом. Для КС-2 также предусмотрены отводы конденсата в деаэратор и конденсатор по линиям с регулирующими клапанами. Линия сброса конденсата греющего пара из КС-2 в деаэратор должна обеспечивать поддержание номинального уровня в КС-2 при отключенном КГТН. Система защищена от возможного повышения давления пара в СПП сверх расчетного предохранительными устройствам, включающими собственно клапан и импульсную управляющую часть, снабженную электромагнитными приводами. Конденсат греющего пара первой ступени СПП из двух конденсатосборников сливается в ПВД-5, конденсат греющего пара второй ступени также из двух конденсатосборников закачивается в тракт питательной воды после ПВД-6.
     Закачка конденсата греющего пара осуществляется высокотемпературным насосом с гидроприводом. Рабочим телом для гидропривода служит питательная вода, отбираемая после питательных насосов и сливаемая в деаэратор.
     Из ЦНД осуществлен отбор пара на регенеративные подогреватели низкого давления: после четвёртой ступени каждого из потоков каждого из ЦНД – в 4 корпуса ПНД-1, встроенных в переходной патрубок каждого из четырех конденсаторов; после третьей ступени каждого из потоков каждого из ЦНД – в один ПНД-2 смешивающего типа; после второй ступени каждого из потоков каждого из ЦНД - также в один поверхностный ПНД-3.
     Отвод конденсата греющего пара из подогревателей оптимизирован, исходя из требований высокой экономичности блока. Конденсат греющего пара ПВД-6 после охладителя дренажа сливается в паровое пространство ПВД-5, и далее общий поток конденсата через охладитель дренажа направляется в деаэратор.
     Конденсат ПНД-4 вместе с сепаратом промперегрева насосами закачивается в тракт основного конденсата. Конденсат ПНД-3 каскадно сливается в ПНД-2. Конденсат из каждого корпуса ПНД-1 сливается в собственный конденсатор через гидрозатвор.
     Дренажи высокого и низкого давления через расширитель дренажей поступают в дренажный бак, из которого дренажными насосами подаются в конденсатор.
     Система регенерации отвечает требованиям обеспечения максимальной надежности, удобства эксплуатации и компактного размещения в машинном зале при одновременно высоких показателях тепловой экономичности.
     Все аппараты ПНД (кроме ПНД-2) и ПВД – поверхностного, камерного типа (с поверхностью теплообмена набранной U-образными трубками из нержавеющей стали).
     Подогреватели низкого давления ПНД-1 встроены в переходные патрубки конденсатора; основной конденсат на этом участке разделяется на четыре нитки.
     Трубная система ПНД, трубопроводы и арматура по тракту основного конденсата рассчитаны на полное давление конденсатных насосов в безрасходном режиме.
     Система ПВД имеет две ступени, выполненные в две нитки. Подогреватели оснащены быстродействующими защитными устройствами, отключающими аварийную нитку ПВД при повышении уровня воды в корпусах любого из них. Система имеет необходимую защиту корпусов ПВД от повышения давления сверх допустимого.
     Допускается длительная работа турбины при отключении одной или двух ниток ПВД. Все подогреватели спроектированы с учетом ремонтопригодности и удобства в обслуживании.
     На трубопроводах отбора пара к регенеративным подогревателям, где из-за влажности пара имеется опасность эрозионного износа трубопроводов, устанавливаются линейные сепараторы для снижения влагосодержания. 
     Помимо регенеративных подогревателей в тепловой схеме предусмотрен еще один теплообменный аппарат - конденсатор пара уплотнений КПУ. В КПУ отсасывается паровоздушная смесь из последних камер концевых уплотнений турбины и уплотнений штоков клапанов парораспределения турбины.
     Подача пара на уплотнения турбины для запирания вакуумных камер роторов в ЦНД и для предотвращения присосов воздуха при пуске в ЦВД, а также по штокам клапанов турбины производится из парового пространства деаэратора.
     Конденсаторная группа выполнена в четырех корпусах подвального типа, секционированных по давлению.
     Конденсатные насосы для откачки основного конденсата устанавливаются в две ступени. Насосы первой ступени (три штуки, два рабочих, один резервный) забирают конденсат из конденсатора и прокачивают его через КПУ, БОУ и ПНД-1 в ПНД-2; насосы второй ступени (три штуки, два рабочих, один резервный) забирают конденсат из ПНД-2 и закачивают конденсат в деаэратор.
     

1.3 Конденсатор турбины К-1200. Назначение, устройство и функционирование
     
     Конденсационная установка предназначена для конденсации пара, отработавшего в турбине, деаэрации конденсата и перекачки конденсата в деаэратор через систему регенерации низкого давления.
     Конденсационная установка включает в себя общую конденсаторную группу, две группы конденсатных насосов, конденсатор пара уплотнений, воздухоудаляющие устройства и трубопроводы с необходимой арматурой.
     Общая конденсаторная группа служит для конденсации поступающего из турбины пара, создания вакуума в выхлопном патрубке турбины и сохранения конденсата в цикле энергоблока. Состоит из четырех двухходовых, двухпоточных по охлаждающей воде конденсаторов, продольная ось которых перпендикулярна оси турбины. Нумерация корпусов конденсаторов соответствует нумерации цилиндров низкого давления.
     Трубная система каждого конденсатора состоит из двух обособленных трубных пучков, расположенных в паровом пространстве, внутри трубок проходит охлаждающая вода.
     Общая конденсаторная группа функционально делится на две группы, имеющие по два конденсатора в каждой группе, первая конденсаторная группа включает в себя корпусы конденсаторов №1 и 2, охлаждающая вода подается двумя циркуляционными насосами в два трубных пучка конденсатора №2 и по перепускному патрубку и поворотной камере поступает в корпус конденсатора №1. Каждый циркуляционный насос работает на свой трубный пучок конденсаторов №1 и 2, поэтому при отключении насоса конденсаторная группа имеет один ход охлаждающей воды в корпусах конденсаторов №1 и 2.
     Вторая конденсаторная группа включает в себя конденсаторы №3 и 4. Вход охлаждающей воды организован в конденсатор №3.
     Так как конденсаторы №2 и 3 работают на более холодной охлаждающей воде давление конденсации в них более низкое, чем в конденсаторах №1 и 4.
     Поверхность охлаждения образуется прямыми трубками из титана 028x0,6 мм в количестве 77120 и трубками 028x0,8 в количестве 2880 длиной 14500 мм. Герметичность конденсатора обеспечивается развальцовкой и обваркой концов охлаждающих трубок в трубных досках. Промежуточные трубные доски расположены в паровом пространстве корпуса таким образом, чтобы исключить опасные формы колебаний трубок.
     В каждой конденсаторной группе охлаждающая вода проходит двумя потоками, позволяющими работать турбине при отключении одного из них для чистки конденсаторных трубок, то есть одновременно может быть отключено два циркуляционных насоса, по одному в каждой конденсаторной группе. При этом нагрузка турбины определяется допустимыми давлениями пара на выхлопе ЦНД, вторичным показателем служит температура пара на выхлопе ЦНД. При отключении как одного, так и двух циркуляционных насосов и температуре охлаждающей воды 21,5 °С величина нагрузки, ориентировочно, составляет 60 % от номинальной.
     Пуск турбины, холостой ход и нагружение до 20 % номинальной нагрузки могут осуществляться только при поступлении охлаждающей воды одновременно в оба потока каждой конденсаторной группы т.е. при работе всех 4-х циркуляционных насосах.
     Трубная система всех конденсаторов расположена поперек продольной оси турбоагрегата. Водяные камеры образуют одно целое с корпусом конденсатора. Конденсатор имеет линзовые компенсаторы для компенсации температурных расширений конденсаторных трубок и корпуса.
     Соединительные патрубки конденсаторов привариваются к выхлопным патрубкам цилиндров низкого давления.
     Для компенсации тепловых расширений корпус конденсатора устанавливается на пружинных опорах, рассчитанных на восприятие собственного веса конденсатора. Вес воды, находящейся в конденсаторе при работе турбины, воспринимается выхлопными частями ЦНД и передается на верхнюю часть фундамента.
     Уровень конденсата регулируется в конденсаторах с более высоким давлением. Из конденсаторов с более низким давлением конденсат самотеком сливается в конденсаторы с более высоким давлением, а из последних откачивается конденсатными насосами.
     Конденсаторы №1 и 4 имеют конденсатосборники, служащие для обеспечения возможности автоматического поддержания уровня конденсата в нем с целью обеспечения необходимого подпора на всасе конденсатных насосов I ступени. Кроме этого в общей конденсаторной группе предусмотрены следующие устройства:
     * для отвода неконденсирующихся газов из корпуса конденсатора;
     * для постоянного нормального и аварийного добавка обессоленной воды в цикл энергоблока;
     * для приема пара, сбрасываемого из главного парового коллектора через клапаны БРУ-К в период пуска, останова и аварийного сброса нагрузки.
     * для приема пара сбрасываемого через сбросные клапаны при обеспаривании промперегрева.
     Для откачки конденсата из конденсатора турбины и подачи его через блочную обессоливающую установку (БОУ), конденсатор пара уплотнений (КПУ), четыре подогревателя низкого давления №1 и одного подогревателя низкого давления №2 предусмотрены 3 конденсатных насоса I-ой ступени (КЭН-1). В зависимости от величины пропуска пара в конденсатор в работе находятся один или два КЭН-1, третий КЭН-1 - резервный. В работе рабочие и резервный конденсатные насосы должны периодически сменяться. Включение КЭН-1 возможно, если уровень в конденсаторе выше II предела и при этом задвижка на нагнетании насоса закрыта или давление в напорном коллекторе выше I предела. Второй рабочий КЭН-1 включается автоматически, если в работе один КЭН-1 и расход в деаэратор возрастает до 50% (при уменьшении расхода - отключается). Резервный КЭН-1 включается автоматически при отключении работающего КЭН или при понижении давления в напорном коллекторе до I предела. КЭН-1 отключается защитой, если через 2 мин или более после его включения задвижка на нагнетании этого насоса закрыта (открытие задвижки, соответствующее ходу на открытие за 30 с), КЭН-1 отключается защитой по повышению уровня в ПНД-2 до заданной величины.
     На всасе каждого конденсатного насоса I ступени установлена электроприводная задвижка. За каждым насосом установлены обратный клапан и задвижка с электроприводом.
     Обратные клапаны имеют байпасы с ручной запорной арматурой. Каждый насосный агрегат имеет линию отвода воздуха в конденсатор с ручной запорной арматурой.
     Схемой основного конденсата предусмотрена индивидуальная рециркуляция КЭН-1 в конденсатор № 4 и рециркуляция конденсата из трубопровода между ПНД-1 и ПНД-2 в конденсаторы №1 и 4 для обеспечения сброса пара в КПУ.
     Для подачи конденсата из ПНД-2 через ПНД-3 и ПНД-4 в деаэратор предусмотрены три конденсатных насоса II ступени (КЭН-2). Перед каждым насосом установлена электроприводная задвижка, а после насоса - обратный клапан с байпасом и электроприводная задвижка. В зависимости от нагрузки турбины в работе находятся один или два КЭН-2, третий КЭН-2 - резервный. В работе рабочие и резервный конденсатные насосы II ступени должны периодически сменяться. Автоматическое и ручное включение второго КЭН-2 происходит если уровень в ПНД-2 выше II предела. Автоматическое включение второго КЭН-2 происходит, если в работе находится какой-либо из КЭН-2, при этом давление в напорном коллекторе за КЭН-2 снижается ниже II предела. Второй рабочий КЭН-2 включается автоматически с выдержкой времени 10 с, если расход конденсата в деаэратор возрастает до 50 % от номинального значения.
     КЭН-2 отключается автоматически с запретом на включение:
     * если через 2 мин после его включения задвижка на нагнетании насоса остается закрытой;
     * если понизился уровень в ПНД-2 до заданной величины;
     * если уровень в деаэраторе повышается выше заданной величины.
     Для обеспечения нормальной работы КЭН-2 при их пуске предусмотрена линия индивидуальной рециркуляции КЭН-2 в ПНД-2 с электроприводными задвижками и дроссельной шайбой.
     Поддержание уровня в конденсаторе осуществляется подачей подпиточной химобессоленной водой.
     Поддержание уровня в деаэраторе осуществляется регулирующими клапанами, установленным на линии основного конденсата за КЭН -2 перед ПНД-3.
     В случае значительного отклонения уровня в конденсаторе от расчетного проверяется работа регуляторов на линии подпитки конденсаторов обессоленной водой. В случае их неисправности управление осуществляется оператором вручную задвижками, установленными на байпасе регулирующих клапанов.
     Нормальный уровень конденсата в конденсаторах соответствует 500мм±100 мм от днища конденсатора.
     Верхний максимально допустимый уровень (III предел) - 700 мм от днища конденсатора.
     Нижний минимально допустимый уровень (II предел) - 300 мм от днища конденсатора.
     I предел соответствует 350 мм от днища конденсатора.
     Для поддержания постоянного уровня в конденсаторе в пусковых режимах и при малой нагрузке, а также при нарушении нормальной работы РК уровня в конденсаторе, имеется байпас РК.
     При прогреве и пуске турбины не допускается повышение уровня в конденсаторе, при котором заливаются дренажи в любом из расширителей дренажей турбины и блока, соединенных с конденсатором, (уровень в конденсаторе 800 мм от днища).
     Для отвода паровоздушной смеси из конденсатора применяются вакуумные насосы, предназначенные для отсоса несконденсировавшихся газов, а также воздуха, проникающего через неплотности. При нормальной плотности вакуумной системы необходимый вакуум в конденсаторе обеспечивается двумя вакуумными насосами.
     При пуске блока для сокращения времени набора вакуума включаются в работу все три вакуумных насоса. При отключении одного из вакуумных насосов автоматически включается резервный насос, при этом автоматически закрываются задвижки на линии отсоса воздуха из конденсаторов к отключенному насосу (отключение насоса согласно документации предприятия-изготовителя). Резервный насос включается также при ухудшении вакуума (автоматически или по команде оператора).
     Количество включенных водокольцевых агрегатов при работе турбины под нагрузкой зависит от расхода пара, поступающего в конденсатор и плотности вакуумной системы. На входе водокольцевых насосов установлены задвижки. Коллектор отсосов паровоздушной смеси соединяется с обеими половинами конденсаторов. На отсосе паровоздушной смеси от конденсаторов установлены задвижки.
     В аварийной ситуации, когда требуется экстренная остановка турбины (при срабатывании защиты по осевому сдвигу, падению давления масла на смазку и др.), для сокращения выбега РТ автоматически или по команде оператора с БЩУ открываются электрозадвижки срыва вакуума, установленные на коллекторе отсоса паровоздушной смеси.
     В случае отключения циркуляционного насоса в какой-либо конденсаторной группе (для чистки конденсаторных трубок и водяных камер) по какому-либо потоку охлаждающей воды, необходимо закрыть задвижки на линиях отсоса паровоздушной смеси из парового пространства отключенных по циркводе половин конденсаторов к вакуумным насосам.
     Плотность вакуумной системы должна периодически подвергаться контролю эксплуатационного персонала.
     При работе турбины в диапазоне 40 – 100 % номинальной мощности присосы воздуха должны быть не более 140 кг/час.
     Плотность вакуумной системы должна периодически подвергаться контролю эксплуатационного персонала. Методы контроля за воздушной плотностью вакуумной системы, а также способы обнаружения присосов воздуха и неплотностей, определяются в зависимости от конкретных условий эксплуатации турбоагрегата.
     При заполнении трубной системы конденсаторов охлаждающей водой во входных, выходных и поворотных камерах конденсаторов предусмотрены трубопроводы с элекгрофицированной арматурой для выпуска воздуха.
     В общей конденсаторной группе имеются восемь пароприемных устройств (ППУ), для приема редуцированного пара, сбрасываемого из главного парового коллектора через БРУ-К в период пуска, останова и при внезапном сбросе нагрузки турбины, расхолаживания реакторной установки. ППУ расположены под каждой выхлопной частью ЦНД в верхних частях конденсаторов. Для охлаждения пара имеются линии впрыска конденсата в ППУ (из напорного коллектора КЭН-2), при открытии любого клапана БРУ-К.
     Регулирование требуемого расхода конденсата в ППУ конденсатора для поддержания температуры пара в каждой выхлопной части ЦНД в диапазоне 140 – 180 °С осуществляется РК. В режиме автоматического регулирования каждый клапан управляется от отдельного регулятора температуры пара на выхлопе ЦНД. РК автоматически включаются в режим регулирования, при открытом (не закрытом) положении соответствующего клапана БРУ-К и если выполнены следующее условия:
     * нет сигнала о закрытии стопорных клапанов турбины;
     * частота вращения ротора турбины более 1500 об/мин;
     * открыта задвижка на подаче конденсата на впрыск в ППУ.
     К конденсаторам №2, 3 подводятся трубопроводы сбросных клапанов.
     
1.4 Система автоматического регулирования уровня конденсатора турбоагрегата
     
     Среднее значение уровня воды в конденсаторе поддерживают по возможности постоянным независимо от расхода пара через турбину или режима её работы. Стабилизация уровня необходима по условиям устойчивой работы конденсатных насосов и эжекторов.
     Положение уровня регулируют изменением подачи конденсатных насосов. Нижний предел подачи насосов залают минимальным пропуском конденсата через эжекторы и систему регенеративных подогревателей. Поэтому при малых нагрузках турбины часть конденсата с напорной стороны конденсатных насосов необходимо вновь сбрасывать в конденсатор. С учетом этого требования выполняют систему регулирования уровня воды в конденсаторе, структурная схема которой изображена на рисунке 1.2.
     

1 – конденсатор; 2 – регулятор уровня; 3, 4 – спаренный регулирующий орган;
      5 – конденсатный насос; 6 – эжектор.
      
Рисунок 1.2 – Система регулировании уровня конденсата в конденсаторе турбины.
      
      
     Как объект регулирования уровня конденсатор 1 — герметический бак с насосом на стоке. Динамику объекта описывают уравнением интегрирующего звена, т.е. он не обладает свойством самовыравнивания. Регулирование уровня воды осуществляют изменением подачи конденсатных насосов 5 при воздействии на двухпоточный клапан (3, 4).
     При снижении уровня вследствие сброса нагрузки турбины рабочий клапан 4 прикрывают, обеспечивая требуемый нерегулируемый пропуск воды в системе охлаждения эжекторов 6 и регенеративных подогревателей. При дальнейшем снижении уровня начинают открывать клапан рециркуляции 3. поддерживая уровень воды в конденсаторе. Для удобства управления и согласованности в работе клапаны 3 и 4 выполнены в одном корпусе и управляются одним исполнительным механизмом.
     Обычно на регулятор уровня 2 поступают два входных сигнала — по уровню конденсата Hк и по положению регулирующего органа (ЖОС).
     

2 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
    
     Для эффективного и надёжного регулирования необходимо обеспечить три уровня функционирования САР уровнем конденсатора турбоагрегата:
     а) автоматический режим (на основе логики блока контроллера);
     б) автоматизированный режим (оператор АРМ);
     в) ручной режим (кнопки управления регулирующим органом).
     Согласно этим режимам работы САР общая электрическая структурная схема будет состоять из трёх основных блоков и блоков коммутации с сетью питания. Три основных блока это:
     * блок уровнемера (определение уровня конденсата в конденсаторе турбоагрегата);
     * блок контроллера (обработка сигнала датчика блока уровнемера, управление регулирующим органом);
     * блок регулирующего органа.
     Электрическая функциональная схема представлена на рисунке 2.1.
     


Рисунок 2.1 – Блочная электрическая функциональная схема

     2.1 Проработка блока уровнемера 
     
     Небольшой байпас (обозначен кругом и подписан Нк на рисунке 1.2) соединён патрубком малого диаметра с конденсатором турбоагрегата, следовательно, давление в нём будет равным с конденсатором. В этот байпас вмонтирован датчик давления. Датчик давления по сути является уровнемером, так как по полученному от него сигналу и определяется уровень конденсата. При разработке системы автоматического регулирования я буду использовать стандартный датчик давления с номинальным напряжением питания 24 В и выходным сигналов 4 – 20 мА.
     Для того чтобы запитать датчик необходимо использовать выпрямитель-преобразователь сетевого напряжения 220 В 50 Гц в 24 В постоянного напряжения.
     
     2.2 Проработка блока контроллера
     
     Сигнал с датчика будет поступать на блок контроллера. Блок контроллера должен обладать следующими функциями:
     а) приём аналогового сигнала;
     б) преобразование аналогового сигнала в цифровой/дискретный сигнал;
     в) индикация уровня конденсата и текущего положения органа регулирования на дисплей;
     г) передача информации о уровне конденсата и положении регулирующего органа на АРМ оператора;
     д) управление органом регулирования в автоматическом режиме;
     е) обработка сигналов оператора АРМ и соответствующее им управление регулирующим органом;
ж) обработка сигналов кнопок управления и соответствующее им управление органом регулирования.
     Согласно вышеприведенным функциям блок контроллера будет состоять из:
     * микроконтроллера со встроенным АЦП;
     * ЖК-дисплея;
     * кнопок управления блоком регулирования.
     Для питания составляющих блока контроллера необходимо напряжение питания 5 В. Следовательно, необходимо схемотехническое решение преобразования сетевого переменного напряжения 220 В 50 Гц в постоянное напряжение 5 В.
     

     2.3 Проработка блока регулирующего органа
      
     Единственной функией блока регулирования является управление регулирующей арматурой и клапанами согласно сигналам блока контроллера. Для приёма и обработки этих сигналов использкется пусковые устройства - пускатели, усилители. 
     Пускатель включает исполнительный механизм - устройство, служащее приводом для регулирующих клапанов. По виду используемой энергии они могут быть электрическими, гидравлическими, манометрическими. Среди электрических исполнительных механизмов наибольшее распространение получили однооборотные постоянные скорости. В состав электрических исполнительных механизмов обычно входят асинхронный двигатель, редуктор, концевые и путевые выключатели, датчики положения, тормозное устройство, ручной привод. Электрические исполнительные механизмы выпускают как отдельное изделие или поставляют в сочлененном виде с регулирующим клапаном как единое изделие. Как отдельное изделие выпускают однооборотные электрические исполнительные механизмы типов МЭО (механизм электрический однооборотный), МЭОК (контактный), МЭОБ (бесконтактный), которые сочленяются своими рычагами на выходном валу через тяги с рычагами регулирующих клапанов, заслонок, затворов. 
     В сложных системах (напрмер, данная проектируемая система автоматического регулирования) используются исполнительные механизмы типа МЭО с трёхфазным электродвигателем. Электрические исполнительные механизмы типа МЭО (номинальный момент на выходном валу 16 — 630 Н/м) рассчитан на бесконтактное управление с помощью магнитных усилителей или реверсивного тиристорного пускателя и допускает контактное управление с помощью магнитных пускателей.
     Так как электродвигатель МЭО трёхфазный, необходимо обеспечить подвод трёхфазной цепи питания.
     Сам пускатель и МЭО - сложные механизмы, состоящте из определённых подблоков. Я не буду разрабатывать блок регулирующего органа на уровне электрической принциальной схемы, а возьму готовые схемотехнические решения и проекты. Однако, для запитки составляющих их подблоков необходимо будет использовать рязличного рода преобразователи сетевого переменного напряжения 220 В 50 Гц в необходимое им напряжение.
     Согласно данным проработкам электрическая структурная схема имеет вид, представленный в приложении X.


3 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
    
     В данном разделе необхлдимо чётко сформулировать требования к проектипуемым компонентам схемы, по необходимости произвести расчёт параметров и по этим критерия выбрать качественную и совместимую между собой элеменную базу.
     
     3.1 Разработка блока уровнемера
     
     Как уже писалость в подразделе 2.1, блок уровнемера состоит из датчика давления. Основываясь.......................