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汽轮机火用分析方法的热力系统计算

汽轮机火用分析方法的热力系统计算
汽轮机火用分析方法的热力系统计算

汽轮机火用分析方法的热力系统计算

前言

在把整个汽轮机装置系统划分成若干个单元的过程中,任何一个单元由于某些因素而引起的微弱变化,都会影响到其它单元。这种引起某单元变化的因素叫做“扰动”。也就是说,某单元局部参量的微小变化(即扰动),会引起整个系统的“反弹”,但是它不会引起系统所有参数的“反弹”。就汽轮机装置系统而言,系统产生的任何变化,都可归结为扰动后本级或邻近级抽汽量的变化,从而引起汽轮机装置系统及各单元的火用损变化。因此,在对电厂热力系统进行经济性分析时,仅计算出某一工况下各单元火用损失分布还是不够的,还应计算出当某局部参量变化时整个热力系统火用效率变化情况。

1、火用分析方法

与热力系统的能量分析法一样,可以把热力系统中的回热加热器分为疏水放流式和汇集式两类(参见图1和图2),并把热力系统的参数整理为3类:其一是蒸汽在加热器中的放热火用,用q’表示;其二是疏水在加热器中的放热火用,用y 表示;其三是给水在加热器中的火用升,以r’表示。其计算方法与能量分析法类似。

对疏水式加热器:

对疏水汇集式加热器:

式中,e f、e dj、e sj分别为j级抽汽比火用、加热器疏水比火用和加热器出口水比火用。1.1 抽汽有效火用降的引入

对于抽汽回热系统,某级回热抽汽减少或某小流量进入某加热器“排挤”抽汽量,诸如此类原因使某级加热器抽汽产生变化(一般是抽汽量减少),如果认为此变化很小而不致引起加热器及热力系统参数变化,那么便可基于等效焓降理论引入放热火用效率来求取某段抽汽量变化时对整个系统火用效率的影响。

为便于分析,定义抽汽的有效火用降,在抽汽减少的情况下表示1kg排挤抽汽做功的增加值;在抽汽量增加时,则表示做功的减少值;用符号Ej来表示。当从靠近凝汽器侧开始,研究各级抽汽有效火用降时,Ej的计算是从排挤l kg抽汽的火用降(e j-e c)ηej中减去某些固定

成分,可归纳为通式:

式中,Ar取γer或τer,视加热器换热型式而定。如果j为汇集式加热器,则Ar均以τer 代之;如果j为疏水放流式加热器,则顺着凝结水或给水来流方向从j以上直到(包括)汇集式加热器用γer代替Ar,而顺着凝结水或给水来流方向在汇集式加热器以上无论是汇集式或疏水放流式加热器,则一律以τer。代替Ar;r为加热器j后更低压力抽汽口脚码;ηej为汽轮机流动火用效率。

而排挤l kg抽汽所获得的做功Ej与需加入的抽汽火用之比称为抽汽火用效率ηj,即:

1.2 新蒸汽有效火用降

根据抽汽有效火用降推演,并考虑辅助成分的做功损耗,可以得到新蒸汽的净有效火用降:

式中,Σ丌为系统全部辅助成份的做功损失,指除了回热加热以外的一切附加成份,包括门杆漏汽、轴封漏汽、给水泵功损、加热器损失等的代数和。

1.3 再热机组新蒸汽有效火用降

新蒸汽有效火用降E按前述基础理论推演,采用变火用量抽汽火用效率ηo ej可导出新蒸汽有效火用降为:

装置火用效率为:

式中,E o为循环火用升量,E o=e0一e fw+α2r△e,kJ/kg;△e为lkg蒸汽在再热器中的吸热量,△e=e2r一e1L,kJ/kg;e2r为再热热段的蒸汽火用,kJ/kg;e1L正为再热冷段的蒸汽火用,kJ/kg;ηo r为变火用量抽汽火用效率,;E o r为变火用量抽汽有效火用

降,再热段以后由于排挤抽汽不影响再热器的蒸汽份额α2r,,也不影响再热器的火用升,变热量抽汽有效火用降的计算与非再热机组一样,其通式为:

对再热冷段及其以上抽汽,根据定义,每产生lkg排挤抽汽.有加入的火用做功,还包含排挤抽汽引起的再热器火用升的做功,该蒸汽返回汽轮机的实际做功为:

1.4 加热器端差的定量分析

加热器端差是指加热蒸汽的饱和温度与加热器出口水温之差。在设计中根据技术经济性选定的端差,在运行设备小,由于各种原因产生给水加热不足称为运行端差。端差的存在和变化,虽没有发生直接的明显热损失,但是增加了热交换的不可逆性,产生了额外冷源损失,降低了装置的经济性。

图3是Noj一1加热器端差△τej-1 (kJ/kg)的示意图,△τej-1也可以是No.j一1加热器在运行中出现的给水加热不足。显然。这个加热不足或端差将使No.j级加热器的抽汽火用降增加△τej-1,抽汽量的增加,将使热力系统的火用升减少△τej-1ηj。与此同时,No.j—l加热器的抽汽有效火用降相应减少△τej-1,使热力系统的有效火用增加△τej-1ηj-1。。因此,端差增大△τej-1。将使热力系统有效火用减少:△E=△τej-1(ηj-ηj-1)。应当指出,在计算中必须区别下面几种情况,采用不同的计算公式:

(1)流经加热器的水份额不是l,而是αH。,则热力系统有效火用减少的计算式为:

(2)当加热器No.j有疏水冷却器时,加热器No.j一1出现加热不足△τej-1,如图4所示。这时△τej-1对新蒸汽等效热降的影响有其特点,它不仅使加热器之间的火用量分配发生了变化,还将使疏水有效火用降产生△τej-1的变化。当疏水冷却器冷端端差不变时△γej-1=△τej-1。显然,这时疏水在加热器No.j中的有效火用降增加了△τej-1。,而在加热器中的有效火用降相应减少△γej-1。由此引起热力系统有效火用增加β△τej-1(ηj-ηj-1)kJ/kg。式中,β为加热器No.j的疏水份额。

因而,端差△τej-1引起的热力系统有效火用减少为:

(3)当加热器No.j是汇集式加热器时,加热器No.j一l出现加热不足△τej-1,如图5所示。这时加热不足△τej-1将使流过加热器No.j一1的水份额αH。发生变化,故热力系统有效火用减少:

式中,a H’为变化后的水份额。按热平衡原理可推得:

公式中的a H。为变化前的水份额,正、负号的选用是:当端差或加热不足增大时为正,反之为负。

(4)最后一个高压加热器(最高抽汽压力)出现端差成加热不足△τej时,计算时有它的特点。因为,这时不仅减少了加热器No.J段的抽汽量,而且由于锅炉给水火用值降低,使给水在锅炉中的火用升增加。图6为最高加热器出现加热不足,加热不足△τej-1减少了No.j段的抽汽量,使热力系统有效火用减少:

与此同时,出现了给水加热终温降低,使给水在锅炉中的火用升增加:

2 实例计算

火电厂的热力设备和系统,无论是发生火用量和工质的损失,还是工质和火用量利用于系统,都将影响装置的经济性,通常工质损失的同时总伴随着有火用量的损失。热

原则性热力系统计算说明书-热电联产计算

具有工业及采暖抽汽供热式汽轮机的热电厂原则性热力系统计算 热电厂原则性热力系统附图所示,求在计算的供热工况和汽轮机耗汽量0 D '下的发电量和全厂各项热经济指标。 已知: 1、 汽轮机、锅炉主要特征 (1) 汽轮机 机组型式 前苏联 ∏T —135/165-12.75/1.27型 新汽参数 0p =12.75 M a p (130ata), 0t =565℃ 终参数 c p =3.4×310- M a p 抽汽 七级抽汽,其中第3、6、7为调节抽汽,第3级为工业抽汽。第6、7级为采暖抽汽 功率 额定功率135MW ,最大功率165MW (2) 锅炉 型式 自然循环汽包炉 参数 b p =13.83 M a p , b t =570℃ 锅炉效率 b η=0.92 2、 供热抽汽及供热系统 第3级工业抽汽调压范围为0.785~1.27 M a p (8~13ata)。直接向热用户供汽,回水率50%, 回至补充水除氧气MD 。 第6、7级采暖汽调压范围分别为0.0588~0.45 M a p (0.6~2.5ata), 0.0392~0.11M a p (0.4~1.2ata)。 经由基载热网加热器(BH1、BH2)和热水锅炉(WB )通过水网热用户供暖。在凝汽器内装有部分管束,用以预热采暖热网返回水。网水设计送水温度d sn t =150℃。 3、回热抽汽及回热系统 七级回热抽汽分别供三个高压加热器、一个前置式定压给水除氧器HD 和四个低压加热器用汽。另外还专门设置了大气式补水除氧器MD ,以及保证MD 正常运行设立的补水预热器SW 。 在计算工况下各级抽汽压力、抽汽温度如表所示。 给水温度234℃,给水泵出口压力17.5 M a p 。给水在给水泵中理想泵功a pu w =186kJ/kg ,

600MW凝汽式汽轮机组的热力计算

超临界压力600MW 中间再热凝汽式汽轮机在额定工况下的热经济指标计 机组型号:N600-24.2/566/566 汽轮机型式:超临界、单轴、三缸(高中压合缸)、四排汽、一次中间再热 凝汽式 蒸汽初参数:MPa p 2.240=,5660=t ℃;MPa p 51546.00=?, 再热蒸汽参数:冷段压力MPa p in rh 053.4=,冷段温度5.303=in rh t ℃;热段压 力MPa p out rh 648.3=,热段温度0.566=out rh t ℃;MPa p rh 4053 .0=?, 排汽压力:kPa p c 4.5= (0.0054MPa ) 抽汽及轴封参数见表1。给水泵出口压力MPa p pu 376.30=,凝结水泵出压 力为MPa 84.1。机械效率、发电机效率分别取为99.0=m η,988.0=g η。 汽动给水泵用汽系数pu α为0.05177 表1 N600-24.2/566/566型三缸四排汽汽轮机组回热抽汽及轴封参数

解: 1.整理原始资料 (1)根据已知参数p 、t 在s h -图上画出汽轮机蒸汽膨胀过程线,得到新 汽焓等。0.33960=h kg kJ ,82.2970=in rh h kg kJ ,2425.3598=out rh h kg kJ , 9.62782.29702425.3598=-=rh q kg kJ 。 (2)根据水蒸汽表查的各加热器出口水焓wj h 及有关疏水焓'j h 或d wj h ,将机 组回热系统计算点参数列于表2。

图1 超临界压力600MW三缸四排汽凝汽式机组蒸汽膨胀过程线

600MW汽轮机汽水热力计算

第三章 热力分析 3.1汽轮机主要参数 汽轮机类型:600-24.2/566/566 蒸汽初参数 ;024.2p MPa =, 0566t =.0℃ 再热蒸汽参数:冷段压力 4.33in rh p MPa =,冷段温度314.9in rh t =℃: 热段压力 3.90out rh p MPa =,热段温度566.0out rh t =℃。 排气压力:0.00490c p MPa = 。 抽汽及轴封参数见表3-1和表3-2。机械效率、发电机效率分别取为0.99m η=、 0.988g η=。 表3-1 项目 单位 各 段 回 热 抽 汽 参 数 加热器编号 — H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 抽汽压力 j p MPa 5.62 4.33 2.31 1.16 0.438 0.128 0.0619 0.0237 抽汽温度j t ℃ 349.2 314.9 483.9 379.6 261.3 139.8 86.8 63.8 表3-2 项 目 单 位 1sg α 2sg α 3sg α 来 源 高压杆漏汽 低压缸后轴封 漏汽 高中压缸之间漏汽 轴封汽量sg α 0.0006339 0.001038 0.00007958 轴封汽比焓sg h kJ/kg 3396.0 2753.7 2993.7 去 处 H8 SG H2

原则性热力系统图3-1如下: 图 3-1 3.2热平衡法 热平衡式一般有两种写法:一是吸热量=放热量×h η,h η为加热器的效率;另一种方法是流入热量=流出热量。为了在同一系统计算中采用相同的标准,应采用统一的,h η故热平衡式的写法,在同一热力系统计算中也采用同一个方法。 拟定热平衡式时,最好根据需要与简便的原则,选择最合适的热平衡范围。热平衡范围可以是一个加热器或数个加热器,乃至全部加热器,或包括一个水流混合点与加热器组合的整体。 3.2.1 整理原始资料

汽轮机详细计算

300MW汽轮机热力计 算数据汇总表 项目符号单位调节级高压缸1高压缸2高压缸3高压缸4蒸汽流量G kg/s250.6250.82250.82250.82250.82喷嘴平均直径dn mm1155796816836856动叶平均直径do mm1155796816836856级前压力po Mpa15.836512.167411.3291910.58489.7538级前温度/干度to/x C533.62493.87485.4474.5462.5级前比焓值ho kj/kg3396.133336.3833317.583298.0543277.755圆周速度u m/s181.335124.9829128.1033131.2609134.3796理想比焓降⊿ht kj/kg8522.5923.4624.3525.24理想速度Ct m/s412.3106212.5559216.6102220.6808224.6775假想速比Xt-0.4398020.5880.59140.59480.5981反动度Ωm%847.942.948.347.9利用上级余速动能⊿hco kj/kg00 1.21 1.3 1.34喷嘴理想比焓降⊿hn kj/kg78.211.7693913.3956612.5889513.15004喷嘴滞止比焓降⊿hn*kj/kg78.211.7693913.3956612.5889513.15004喷嘴出口理想速度C1t m/s395.4744153.4235163.6805158.6755162.173喷嘴速度系数ψ-0.970.970.970.970.97喷嘴出口实际速度c1m/s383.6102148.8208158.7701153.9152157.3078喷嘴损失⊿hnζkj/kg 4.621620.6955710.7916840.7440070.777167喷嘴出口理想焓值h1t3317.933324.6133304.1843285.4653264.605熵st 6.4338 6.46 6.47 6.476749 6.483727喷嘴后压力p1Mpa12.433311.7410.9433710.14689.333897喷嘴后温度/干度t1/x C/490.347487.39479.201468.172455.962喷嘴出口理想比体v1t m3/kg0.02530.0268740.0285280.0303950.032609喷嘴出口截面积An cm2165.2737452.9297450.6714495.3104519.943喷嘴出汽角α1(o)15.114.7814.7914.814.78喷嘴高度Ln mm2079.8129877.4173882.9951685.19964部分进汽度e-0.891111喷嘴出口焓h13322.5523325.3093304.9763286.2093265.382 p112.433311.7410.9433710.14689.333897 s1 6.44084 6.46047 6.471979 6.47858 6.485347动叶进口相对速度w1m/s213.7542.4158947.8351143.0552443.86994相对于W1的比焓降⊿hw1kj/kg22.844530.899554 1.1440990.9268770.962286动叶滞止比焓降⊿h*b kj/kg29.6445311.7201611.2084412.6879313.05225动叶出口理想速度W2t m/s243.4935153.1023149.7227159.298161.5688动叶速度系数Ψ-0.9280.93550.93550.93550.9365动叶损失⊿hbζkj/kg 4.115135 1.463142 1.399259 1.583958 1.605005动叶出口相对速度w2m/s225.9619143.2272140.0656149.0233151.3092动叶出口绝对速度c2m/s83.3625235.6355735.5533836.6125336.95065余速损失⊿hc2kj/kg 3.4746550.6349470.6320220.6702390.682675 h2t3315.7523314.4883294.9113274.4483253.292 s1 6.44084 6.46047 6.471979 6.47858 6.485347动叶后压力p2Mpa12.167411.3291910.58489.75388.9521动叶后温度/干度t2/x2℃/489.52482.419473.951461.955449.581动叶出口比体积v2m3/kg0.0258820.027650.0293580.0314060.033667动叶出口面积Ab cm3273.3054464.777504.6194507.3747536.2627动叶出汽角β2(o)20.0318313.1375614.3584113.144313.22654动叶高度lb mm2281.8129879.4173884.9951687.19964轮周损失hu12.21141 2.79366 2.822964 2.998203 3.064848轮周有效比焓降⊿hu kj/kg72.7885919.7963420.6370421.351822.17515轮周功率pu kw18240.824965.3185176.1815355.4585561.972轮周效率ηu%85.6336487.633287.9669187.6870587.85718

热力发电厂课程设计说明书(国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算)

国产600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算 1 课程设计的目的及意义: 电厂原则性热力系统计算的主要目的就是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及参数、发电量、供热量及全厂的热经济性指标,由此可衡量热力设备的完善性,热力系统的合理性,运行的安全性和全厂的经济性。如根据最大负荷工况计算的结果,可作为发电厂设计时选择锅炉、热力辅助设备、各种汽水管道及附件的依据。 2 课程设计的题目及任务: 设计题目:国产600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算。 计算任务: ㈠ 根据给定的热力系统数据,在h - s 图上绘出蒸汽的汽态膨胀线 ㈡ 计算额定功率下的汽轮机进汽量0D ,热力系统各汽水流量j D ㈢ 计算机组和全厂的热经济性指标(机组进汽量、机组热耗量、机组汽耗率、机组热耗率、 绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率) ㈣ 按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘制出全厂原则性热力系统图 3 已知数据: 汽轮机型式及参数

锅炉型式及参数 锅炉型式英国三井2027-17.3/541/541 额定蒸发量Db:2027t/h 额定过热蒸汽压力P b17.3MPa 额定再热蒸汽压力 3.734MPa 额定过热蒸汽温度541℃ 额定再热蒸汽温度541℃ 汽包压力:P du18.44MP 锅炉热效率92.5% 汽轮机进汽节流损失4% 中压缸进汽节流损失2% 轴封加热器压力P T98kPa 疏水比焓415kJ/kg 汽轮机机械效率98.5% 发电机效率99% 补充水温度20℃ 厂用电率0.07 4 计算过程汇总: ㈠原始资料整理:

汽轮机火用分析方法的热力系统计算

汽轮机火用分析方法的热力系统计算 前言 在把整个汽轮机装置系统划分成若干个单元的过程中,任何一个单元由于某些因素而引起的微弱变化,都会影响到其它单元。这种引起某单元变化的因素叫做“扰动”。也就是说,某单元局部参量的微小变化(即扰动),会引起整个系统的“反弹”,但是它不会引起系统所有参数的“反弹”。就汽轮机装置系统而言,系统产生的任何变化,都可归结为扰动后本级或邻近级抽汽量的变化,从而引起汽轮机装置系统及各单元的火用损变化。因此,在对电厂热力系统进行经济性分析时,仅计算出某一工况下各单元火用损失分布还是不够的,还应计算出当某局部参量变化时整个热力系统火用效率变化情况。 1、火用分析方法 与热力系统的能量分析法一样,可以把热力系统中的回热加热器分为疏水放流式和汇集式两类(参见图1和图2),并把热力系统的参数整理为3类:其一是蒸汽在加热器中的放热火用,用q’表示;其二是疏水在加热器中的放热火用,用y 表示;其三是给水在加热器中的火用升,以r’表示。其计算方法与能量分析法类似。

对疏水式加热器: 对疏水汇集式加热器: 式中,e f、e dj、e sj分别为j级抽汽比火用、加热器疏水比火用和加热器出口水比火用。1.1 抽汽有效火用降的引入 对于抽汽回热系统,某级回热抽汽减少或某小流量进入某加热器“排挤”抽汽量,诸如此类原因使某级加热器抽汽产生变化(一般是抽汽量减少),如果认为此变化很小而不致引起加热器及热力系统参数变化,那么便可基于等效焓降理论引入放热火用效率来求取某段抽汽量变化时对整个系统火用效率的影响。 为便于分析,定义抽汽的有效火用降,在抽汽减少的情况下表示1kg排挤抽汽做功的增加值;在抽汽量增加时,则表示做功的减少值;用符号Ej来表示。当从靠近凝汽器侧开始,研究各级抽汽有效火用降时,Ej的计算是从排挤l kg抽汽的火用降(e j-e c)ηej中减去某些固定

汽轮机课程设计说明书..

课程设计说明书 题目:12M W凝汽式汽轮机热力设计 2014年6月28 日

一、题目 12MW凝汽式汽轮机热力设计 二、目的与意义 汽轮机原理课程设计是培养学生综合运用所学的汽轮机知识,训练学生的实际应用能力、理论和实践相结合能力的一个重要环节。通过该课程设计的训练,学生应该能够全面掌握汽轮机的热力设计方法、汽轮机基本结构和零部件组成,系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识,达到理论和实际相结合的目的。 重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。 三、要求(包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等) 主要技术参数: 额定功率:12MW ;设计功率:10.5MW ; ;新汽温度:435℃; 新汽压力:3.43MP a ;冷却水温:20℃; 排汽压力:0.0060MP a 给水温度:160℃;机组转速:3000r/min ; 主要内容: 1、确定汽轮机型式及配汽方式 2、拟定热力过程及原则性热力系统,进行汽耗量与热经济性的初步计算 3、确定调节级形式、比焓降、叶型及尺寸等 4、确定压力级级数,进行比焓降分配 5、各级详细热力计算,确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整机实 际热力过程曲线 6、整机校核,汇总计算表格 要求: 1、严格遵守作息时间,在规定地点认真完成设计;设计共计二周。 2、按照统一格式要求,完成设计说明书一份,要求过程完整,数据准确。 3、完成通流部分纵剖面图一张(一号图) 4、计算结果以表格汇总

四、工作内容、进度安排 1、通流部分热力设计计算(9天) (1)熟悉主要参数及设计内容、过程等 (2)熟悉机组型式,选择配汽方式 (3)蒸汽流量的估算 (4)原则性热力系统、整机热力过程拟定及热经济性的初步计算 (5)调节级选型及详细热力计算 (6)压力级级数的确定及焓降分配 (7)压力级的详细热力计算 (8)整机的效率、功率校核 2、结构设计(1天) 进行通流部分和进出口结构的设计 3、绘制汽轮机通流部分纵剖面图一张(一号图)(2天) 4、编写课程设计说明书(2天) 五、主要参考文献 《汽轮机课程设计参考资料》.冯慧雯 .水利电力出版社.1992 《汽轮机原理》(第一版).康松、杨建明编.中国电力出版社.2000.9 《汽轮机原理》(第一版).康松、申士一、庞立云、庄贺庆合编.水利电力出版社.1992.6 《300MW火力发电机组丛书——汽轮机设备及系统》(第一版).吴季兰主编.中国电力出版社.1998.8 指导教师下达时间 2014 年6月 15 日 指导教师签字:_______________ 审核意见 系(教研室)主任(签字)

N25-3.5435汽轮机通流部分热力计算

第一节25MW汽轮机热力计算 一、设计基本参数选择 1. 汽轮机类型 机组型号: N25-3.5/435。 机组形式:单压、单缸单轴凝器式汽轮机。 2. 基本参数 额定功率:P el=25MW; 新蒸汽压力P0=3.5MPa,新蒸汽温度t0=435℃; 凝汽器压力P c=5.1kPa; 汽轮机转速n=3000r/min。 3. 其他参数 给水泵出口压力P fp=6.3MPa; 凝结水泵出口压力P cp=1.2MPa; 机械效率ηm=0.99 发电机效率ηg=0.965 加热器效率ηh=0.98 4. 相对内效率的估计 根据已有同类机组相关运行数据选择汽轮机的相对内效率,ηri=83% 5. 损失的估算 主汽阀和调节汽阀节流压力损失:ΔP0=0.05P0=0.175Mpa。 排气阻力损失:ΔP c=0.04P c=0.000204MPa=0.204kPa。 二、汽轮机热力过程线的拟定 (1)在h-s图上,根据新蒸汽压力P0=3.5MPa和新蒸汽温度t0=435℃,可确定汽轮机进气状态点0(主汽阀前),并查得该点的比焓值h0=3303.61kJ/kg,比熵s0=6.9593kJ/kg (kg·℃),比体积v0= 0.0897758m3/kg。 (2)在h-s图上,根据初压P0=3.5MPa及主汽阀和调节汽阀节流压力损失ΔP0=0.175Mpa 可以确定调节级前压力p0’= P0-ΔP0=3.325MPa,然后根据p0’与h0的交点可以确定调节级级前状态点1,并查得该点的温度t’0=433.88℃,比熵s’0= 6.9820kJ/kg(kg·℃),比体积v’0= 0.0945239m3/kg。 (3)在h-s图上,根据凝汽器压力P c=0.0051MPa和排气阻力损失ΔP c=0.000204MPa,可以确定排气压力p c’=P c+ΔP c=0.005304MPa。 (4)在h-s图上,根据凝汽器压力P c=0.0051MPa和s0=6.9593kJ/kg(kg·℃)可以确定气缸理想出口状态点2t,并查得该点比焓值h ct=2124.02kJ/kg,温度t ct=33.23℃,比体积v ct=22.6694183 m3/kg,干度x ct=0.8194。由此可以的带汽轮机理想比焓降 1179.59kJ/kg,进而可以确定汽轮机实际比焓降

北重阿尔斯通公司超临界600MW汽轮机技术特点及其热力性能考核试验

53 北重阿尔斯通公司超临界600MW 汽轮机 技术特点及其热力性能考核试验 钟 平1,徐晓春2,邵文长1 1.西安热工研究院有限公司苏州分院,江苏苏州 215011 2.平圩第二发电有限责任公司,安徽淮南 232089 [摘 要] 介绍了平圩第二发电公司3号机组由北重阿尔斯通公司制造的首台超临界600MW 汽 轮机的主要技术特点,并对机组性能考核试验的热耗率、出力及缸效率等试验结果进行了分析。机组的热耗率为7463.5kJ/(kW h),经济性居于国内领先水平。 [关 键 词] 600MW 机组;超临界;热力性能;考核试验;热耗率;缸效率[中图分类号] T K267 [文献标识码] A [文章编号] 1002-3364(2008)06-0053-04 收稿日期: 2007-11-06 作者简介: 钟平(1977-),男,工程硕士,西安热工研究院有限公司苏州分院工程师,主要从事电站汽轮机性能研究。 自1959年GE 公司生产的世界首台125M W 超临界火电机组在美国投运以来,超临界汽轮机组历经多年的发展和完善,单机功率不断增大,初参数不断提高。我国近期建设的国产超临界600M W 机组将成为今后电网中的主力机型,超临界发电技术已作为一种高效、节能和环保的发电技术在全国推广应用。早期我国投产的超临界600M W 等级大型机组均为进口机组,例如我国首台投产的超临界600M W 机组为华能石洞口第二发电厂1号机组,其汽轮机为ABB 公司生产。此后,盘山电厂的俄罗斯超临界500M W 机组、后石电厂的三菱公司超临界600M W 机组相继投产。 随着超临界机组国产化的发展,由哈尔滨汽轮机厂设计生产的首台超临界600MW 汽轮机在华能沁北电厂投产,而由北重阿尔斯通公司生产的首台超临界600M W 汽轮机也于2007年3月在平圩第二发电公司投产。 1 汽轮机特点 1.1 补汽阀 北重阿尔斯通公司的超临界600M W 汽轮机进汽采用节流调节全周进汽方式,无调节级,有两个调节汽阀,还设置两个补汽阀。 补汽阀设计是在主蒸汽流量高于热耗率保证(TH A)工况的流量时才开始过载补汽,并在调节汽阀全开(VWO)工况时所有调节汽阀和补汽阀均全开。补汽是从主汽阀后、调节汽阀前引出部分新蒸汽,经节流降低参数后进入高压第8级动叶后空间,与缸内主流蒸汽混合后在后面各级继续膨胀做功。从设计角度考虑,过载补汽技术可以提高机组的运行灵活性,使机组具备快速响应过载的能力。补汽阀的设计将同时提高机组在补汽阀开启前所有工况的经济性,但在高于TH A 工况后开启补汽阀时所引出的部分主蒸汽将牺牲一定的经济性。 1.2 汽缸结构型式 北重阿尔斯通公司超临界600M W 汽轮机为四缸四排汽的结构型式,汽轮机包括1个反向单流的高压模块,1个分流的中压模块和2个分流的低压模块。

600MW凝汽式机组原则性热力计算

国产600MV凝汽式机组全厂原则性热力系统计算 (一)计算任务 1.最大计算功率下的汽轮机进汽量D,回热系统各汽水流量D j; 2?计算机组和全厂的热经济性指标(机组汽耗量、机组热耗量、机组热耗率、绝对电效率、 管道效率、全厂热耗率、全厂标准煤耗率、全厂热效率); 3?按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘出全厂原则性热力系统图,并将所计算的全部汽水流量绘制成表格,绘制回热系统计算点汽水参数表格,并进行功率校核。 (二)计算类型:定功率计算 (三)系统简介 国产600MW凝汽式机组,机组为亚临界压力、一次中间再热、单轴、反动式、四缸四排汽机组。汽轮机高、中、低压转子均为有中心孔的整锻转子。汽轮机配HG-2008/18-YM2型 亚临界压力强制循环汽包炉。采用一级连续排污系统,扩容器分离出得扩容蒸汽送入除氧器。 该系统共有八级抽汽。其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器,第五、六、七、 八级抽汽分别供四台低压加热器,第四级抽汽作为除氧器的加热汽源。八级回热加热器(除 氧器除外)均装设了疏水冷却器,以充分利用本级疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压 加热器均安装了内置式蒸汽冷却器,将三台高压加热器上端差分别减小为-1.7 C、0C、0C, 从而提高了系统的热经济性。四台低压加热器上端差均为 2.8 C,八级加热器下端差(除氧 器除外)均为5.5 Co 汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出,依次流过轴封加热器、4台低压加热器,进入除氧 器。然后由汽动给水泵升压,经三级高压加热器加热,最终给水温度达到273.3 C,进入锅 炉。 三台高加疏水逐级自流至除氧器;四台低加疏水逐级自流至凝汽器。凝汽器为双压式凝汽器,汽轮机排汽压力0.0049MPa ,凝汽器压力下饱和水焓h'c=136.2 ( kJ/kg)与单压凝汽器相比,双压凝汽器由于按冷却水温度低、高分出了两个不同的汽室压力,因此它具有更低些的凝汽器平均压力,汽轮机的理想比焓降增大。 给水泵汽轮机(以下简称小汽机)的汽源为中压缸排汽(第4级抽汽),无回热加热, 其排汽亦进入凝汽器。热力系统的汽水损失计有:全厂汽水损失、锅炉排污量(因排污率较 小,未设排污利用系统)。 轴封漏气量D sg =2%D 0全部送入轴封加热器来加热主凝结水,化学补充水量直接送入凝 汽器。 (四)全厂原则性热力系统图如图4-2所示。

凝汽式机组原则性热力计算

国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算(一)计算任务 1.最大计算功率下的汽轮机进汽量D0,回热系统各汽水流量D j; 2.计算机组和全厂的热经济性指标(机组汽耗量、机组热耗量、机组热耗率、绝对电效率、管道效率、全厂热耗率、全厂标准煤耗率、全厂热效率); 3.按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘出全厂原则性热力系统图,并将所计算的全部汽水流量绘制成表格,绘制回热系统计算点汽水参数表格,并进行功率校核。 (二)计算类型:定功率计算 (三)系统简介 国产600MW凝汽式机组,机组为亚临界压力、一次中间再热、单轴、反动式、四缸四排汽机组。汽轮机高、中、低压转子均为有中心孔的整锻转子。汽轮机配HG-2008/18-YM2型亚临界压力强制循环汽包炉。采用一级连续排污系统,扩容器分离出得扩容蒸汽送入除氧器。 该系统共有八级抽汽。其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器,第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器,第四级抽汽作为除氧器的加热汽源。八级回热加热器(除氧器除外)均装设了疏水冷却器,以充分利用本级疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷却器,将三台高压加热器上端差分别减小为-1.7℃、0℃、0℃,从而提高了系统的热经济性。四台低压加热器上端差均为2.8℃,八级加热器下端差(除氧器除外)均为5.5℃。 汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出,依次流过轴封加热器、4台低压加热器,进入除氧器。然后由汽动给水泵升压,经三级高压加热器加热,最终给水温度达到273.3℃,进入锅炉。 三台高加疏水逐级自流至除氧器;四台低加疏水逐级自流至凝汽器。凝汽器为双压式凝汽器,汽轮机排汽压力0.0049MPa ,凝汽器压力下饱和水焓h’c=136.2 ( kJ/kg)与单压凝汽器相比,双压凝汽器由于按冷却水温度低、高分出了两个不同的汽室压力,因此它具有更低些的凝汽器平均压力,汽轮机的理想比焓降增大。 给水泵汽轮机(以下简称小汽机)的汽源为中压缸排汽(第4级抽汽),无回热加热,其排汽亦进入凝汽器。热力系统的汽水损失计有:全厂汽水损失、锅炉排污量(因排污率较小,未设排污利用系统)。 轴封漏气量D sg=2%D0全部送入轴封加热器来加热主凝结水,化学补充水量直接送入凝汽器。 (四)全厂原则性热力系统图如图4-2所示。

习题1-级的热力计算过程

习题1:级的热力计算过程 例 已知汽轮机转速n=3000rpm,流过该级的蒸汽量G=16.67kg/s,某冲动级中级的平均直径d m=1.44m,级前蒸汽压力P0=0.098MPa,干度x0=0.99,流入该级的蒸汽初速C0=91.5m/s。级的理想比焓降为Δh t=125.6kJ/kg,级的平均反动度Ωm=0.2,叶顶反动度Ωt=0.24,喷嘴出汽角α1=19o。隔板汽封采用平齿汽封,汽封齿的平均直径d p=200mm,汽封间隙=0.5mm,齿数=2,动叶顶当量间隙=2mm,余速利用系数=0.85试求: ①进行喷管热力计算,确定喷管通流面积和叶高; ②进行动叶热力计算,确定动叶通流面积和高度; ③画出该级的进出口速度三角形; ④计算级的内效率和内功率; ⑤画出级的热力过程线。 解:根据已知条件求得: 级的圆周速度: 级前蒸汽初始动能: 级的滞止理想比焓降: 喷嘴的滞止理想比焓降: 动叶的理想比焓降: 由焓熵图可查得:级前滞止压力=0.1Mpa,喷嘴后压力=0.054MPa级前滞止焓 =2656kJ/kg,级前滞止比体积,喷嘴出口理想比体积,级后 压力=0.044MPa。 1.喷嘴热力计算 等熵指数: 临界压比:

喷嘴压比: 因为<,可知汽流在喷嘴的斜切部分发生膨胀。 喷嘴临界压力: 由焓熵图可查得喷嘴临界状态参数:, 喷嘴出口汽流理想速度: 取喷嘴速度系数,则喷嘴出口汽流实际速度为 喷嘴临界速度: 因为喷嘴出口压力,喷嘴斜切部分中汽流产生膨胀,发生偏转,则喷嘴汽流出口角应为喷嘴出口角加上汽流偏转角,其正弦为 喷嘴出口汽流角: 根据之值可查得喷嘴流量系数 隔板漏气量: 流经喷嘴的流量: 喷嘴叶栅流通面积: 喷嘴叶片高度: 喷嘴损失: 喷嘴出口实际比焓值: 由焓熵图可查得喷嘴出口实际比体积: 2.动叶栅热力计算

汽轮机600MW汽轮机原则性热力系统设计计算

600MW汽轮机原则性热力系统设计计算 目录 毕业设计............... 错误!未定义书签。内容摘要 (3) 1.本设计得内容有以下几方面: (3) 2.关键词 (3) 一.热力系统 (4) 二.实际机组回热原则性热力系统 (4) 三.汽轮机原则性热力系统 (4) 1.计算目的及基本公式 (5) 1.1计算目的 (5) 1.2计算的基本方式 (6) 2.计算方法和步骤 (7) 3.设计内容 (7) 3.1整理原始资料 (9) 3.2计算回热抽气系数与凝气系数 (9) 回热循环 (10) 3.2.1混合式加热器及其系统的特点 (10) 3.2.2表面式加热器的特点: (11) 3.2.3表面式加热器的端差θ及热经济性 (11) 3.2.4抽气管道压降Δp j及热经济性 (12) 3.2.5蒸汽冷却器及其热经济性 (12)

3.2.6表面式加热器的疏水方式及热经济性 (13) 3.2.7设置疏水冷却段的意义及热经济性指标 (14) 3.2.8除氧器 (18) 3.2.9除氧器的运行及其热经济性分析 (19) 3.2.10除氧器的汽源连接方式及其热经济性 (19) 3.3新汽量D0计算及功率校核 (23) 3.4热经济性的指标计算 (26) 3.5各汽水流量绝对值计算 (27) 致谢 (32) 参考文献 (33)

600MW汽轮机原则性热力系统设计计算 内容摘要 1.本设计得内容有以下几方面: 1)简述热力系统的相关概念; 2)回热循环的的有关内容(其中涉及到混合式加热器、表面式加热器的特点,并对其具有代表性的加热器作以细致描述。表面式加热器的端差、设置疏水冷却段、蒸汽冷却段、疏水方式及热经济性、除氧器的运行及其热经济性分析、除氧器的汽源连接方式及其热经济性) 3)原则性热力系统的一般计算方法 2.关键词 除氧器、高压加热器、低压加热器

汽轮机组效率及热力系统节能降耗定量分析计算

汽轮机组主要经济技术指标的计算 为了统一汽轮机组主要经济技术指标的计算方法及过程,本章节计算公式选自中华人民国电力行业标准DL/T904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》和GB/T8117—87《电站汽轮机热力性能验收规程》。 1 凝汽式汽轮机组主要经济技术指标计算 1.1 汽轮机组热耗率及功率计算 a. 非再热机组 试验热耗率: G 0H G H HR0 fw fw N t kJ/kWh 式中G ─主蒸汽流量,kg/h;G fw ─给水流量,kg/h;H ─ 主蒸汽焓值,kJ/kg ;H fw─ 给水焓值,kJ/kg; N t ─实测发电机端功率,kW。 修正后(经二类)的热耗率: HQ HR C Q kJ/kWh 式中C Q─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对热耗的综合修正系数。修正后的功率: N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对功率的综合修正系数。 b. 再热机组 试验热耗率:: G 0H G fw H fw G R (H r H 1 ) G J (H r H J) HR N t kJ/kWh 式中G R─高压缸排汽流量,kg/h; G J ─再热减温水流量,kg/h; H r ─再热蒸汽焓值,kJ/kg; K

p c ?υ0 p 0?υc k H k H 1─ 高压缸排汽焓值,kJ/kg ; H J ─ 再热减温水焓值,kJ/kg 。 修正后(经二类)的热耗率: HQ HR C Q kJ/kWh 式中 C Q ─ 主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽 机背压对热耗的综合修正系数。 修正后的功率: N N t kW p Q 式中 K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及 汽机背压对功率的综合修正系数。 1.2 汽轮机汽耗率计算 a. 试验汽耗率: SR G 0 N t kg/kWh b. 修正后的汽耗率: SR G c kg/kWh c p 式中G c ─修正后的主蒸汽流量,G c G 0 ,kg/h ; p c 、c ─设计主蒸汽压力、主蒸汽比容; p 0、 ─实测主蒸汽压力、主蒸汽比容。 1.3 汽轮机相对效率计算 a. 非再热机组 汽轮机相对效率: H 0 H k 100% oi 0 - H ' 式中 ' H k ─ 汽轮机等熵排汽焓,kJ/kg ; ─ 汽轮机排汽焓,kJ/kg 。 K N H

联合循环汽轮机热力性能试验方法的研究

第26卷第4期 2012年7 月POWER EQUIPMENT Vol.26,No.4 July.2012   收稿日期:2012-04-23 作者简介:刘向民(1977-),男,工程师,主要从事汽轮机及其热力系统性能试验研究。 E-mail:liuxiangmin@speri.com.cn 联合循环汽轮机热力性能试验方法的研究 刘向民 (上海发电设备成套设计研究院,上海200240) 摘 要:介绍了燃气轮机改联合循环发电的汽轮机热力性能试验,给出了试验方案、计算方法、修正方法和试验不确定度计算方法,分析了试验结果,提出了优化试验方案的建议。通过试验得出:热耗率总不确定度为±0.420,发电机功率总不确定度为±0.355%,表明了该试验方案能够保证试验结果的准确、有效。 关键词:联合循环;汽轮机;热力性能;试验方法;改造 中图分类号:TK267 文献标识码:A 文章编号:1671-086X(2012)04-0226-04 Research of Steam Turbine Thermal Performance Test Method ofGas Turbine Unit Expanded to Combined Cycle LIU Xiang-min (Shanghai Power Equipment Research Institute,Shanghai 200240,China) Abstract:Steam turbine performance test of a gas turbine unit expanded to combined cycle is introduced.Test program,calculation method,correction method and test uncertainty calculation method are given.The test is analyzed and recommendation for optimizing the plan is presented.It is obtained though the test that the total uncertainty of heat rate is±0.420 and the total uncertainty of generation output is±0.355%.It is showed that the test program can ensure accurate and valid results.Keywords:combined cycle;steam turbine;thermal performance;test method;retrofit 一座以天然气为燃料的燃气轮机电厂装有4台9E级燃气轮机发电机组,在运行一段时间后,需要改造成联合循环,利用燃气轮机排出的余热发电,以进一步提高发电厂的热经济性,为此进行了扩建工程,安装了4台余热锅炉和2台汽轮机。该扩建工程项目规定了必须对汽轮机的热力性能保证值进行考核。对联合循环中汽轮机的热力性能试验,国内至今尚无专门标准可循,因此在实际工作中以GB/T 8117.1《大型凝汽式汽轮机高准确度试验》[1]作为参考,综合考虑了试验的准确度、实施难易度和试验成本等因素,研究制定了试验方案。 1 试验方案 该汽轮机为单压、无再热、直接冷凝式的引进汽轮机,其额定主蒸汽压力为4.202MPa,主蒸汽温度为503℃。额定工况下汽轮机热力性能保证值:热耗11 102kJ/(kW·h),发电机输 出功率107 291kW。额定工况热平衡图见图1 。 图1 额定工况的汽轮机热平衡图

【精品】热力发电厂课程设计说明书国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算

国产600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算 课程设计的目的及意义: 电厂原则性热力系统计算的主要目的就是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及参数、发电量、供热量及全厂的热经济性指标,由此可衡量热力设备的完善性,热力系统的合理性,运行的安全性和全厂的经济性.如根据最大负荷工况计算的结果,可作为发电厂设计时选择锅炉、热力辅助设备、各种汽水管道及附件的依据. 课程设计的题目及任务: 设计题目:国产600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算. 计算任务: ㈠根据给定的热力系统数据,在h —s 图上绘出蒸汽的汽态膨胀线 ㈡计算额定功率下的汽轮机进汽量0D ,热力系统各汽水流量j D ㈢计算机组和全厂的热经济性指标(机组进汽量、机组热耗量、机组汽耗率、机组热耗率、绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率)

㈣按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘制出全厂原则性热力系统图3已知数据: 汽轮机型式及参数 机组型式:亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机; 回热加热系统参数

锅炉型式及参数 锅炉型式英国三井2027—17。3/541/541 额定蒸发量Db:2027t/h 额定过热蒸汽压力P b17。3MPa 额定再热蒸汽压力3。734MPa 额定过热蒸汽温度541℃ 额定再热蒸汽温度541℃ 汽包压力:P du18。44MP 锅炉热效率92.5% 汽轮机进汽节流损失4% 中压缸进汽节流损失2% 轴封加热器压力P T98kPa 疏水比焓415kJ/kg 汽轮机机械效率98。5% 发电机效率99% 补充水温度20℃ 厂用电率0.07 4计算过程汇总: ㈠原始资料整理:

热电厂热力系统计算

热电厂热力系统计算

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热力发电厂课程设计 1.1设计目的 1.学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则 2.学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法 3.提高计算机绘图、制表、数据处理的能力 1.2原始资料 西安某地区新建热电工程的热负荷包括: 1)工业生产用汽负荷; 2)冬季厂房采暖用汽负荷。 西安地区采暖期101天,室外采暖计算温度–5℃,采暖期室外平均温度1.0℃,工业用汽和采暖用汽热负荷参数均为0.8MPa、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热负荷如下表所示: 热负荷汇总表 项目单位 采暖期非采暖期 最大平均最小最大平均最小 用户热负荷工业t/h 175 142 108 126 92 75采暖t/h 177 72 430 0 0 1.3计算原始资料 (1)锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值: 锅炉类别链条炉煤粉炉沸腾炉旋风炉循环流化床锅炉锅炉效率0.72~0.85 0.85~0.90 0.65~0.700.85 0.85~0.90(2)汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下: 汽轮机额定功率750~6000 12000~25000 5000 汽轮机相对内效率0.7~0.8 0.75~0.85 0.85~0.87 汽轮机机械效率0.95~0.98 0.97~0.99 ~0.99 发电机效率0.93~0.96 0.96~0.97 0.98~0.985(3)热电厂内管道效率,取为0.96。 (4)各种热交换器效率,包括高、低压加热器、除氧器,一般取0.96~0.98。 (5)热交换器端温差,取3~7℃。

热力试验管理规定

热力试验管理规定 第一章总则 第一条为规范店塔发电公司机组热力试验管理工作,通过机组性能试验,充分了解机组设备特性,为机组经济运行提供技术依据,保证机组安全、稳定及经济运行,特制定本规定。 第二条本规定适用于店塔发电公司的汽轮发电机组热力性能试验。 第二章组织与职责 第三条组织体系 (一)本规定的执行主体为生产技术部; (二)本规定的相关部门设备维护部和运行部。 第四条责任与权限 (一)生产技术分管负责人; 1. 审批本规定修订意见建议书; 2. 审批店塔发电公司机组性能试验实施途径和重大试验项目。 (二)生产技术部负责人; 1. 担任本规定的负责人; 2. 负责组织制定本实施规定; 3. 负责全面督促、检查、指导本部门设备主管推进本规定的实施; 4. 负责收集并提出本规定的修订意见和建议,及时向分管领导汇报本规定在执行中的反馈意见。 (三)生产技术部A级主管;

1. 担任本规定的执行人; 2. 贯彻落实本规定,检查评价标准执行情况; 3. 收集在性能试验管理过程中的信息,并及时检查、分析、评估和反馈; 4. 负责组织所属人员对性能试验查出的问题进行分析整改。 (四)设备维护部及运行部负责人。 1. 对涉及本部门性能试验项目配合工作负责,确保设备安全、可靠、经济运行; 2. 负责组织所属人员对性能试验查出的问题进行分析整改。 第三章管理内容与要求 第五条机组试验的种类和目的 (一)新机试验:主要针对机组出厂保证值进行考核试验,通过试验取得热力系统数据并与制造厂设计数据进行比较,以验证设计和制造是否达到保证的经济指标,为制造厂改进设计和改进加工工艺提供经验资料,为鉴定新机组是否达设计值提供依据; (二)达标试验:按原电力部颁新启规(《火电机组启动验收性能试验导则》1998.3)的要求,新机组移交生产必须有达标投产试验报告; (三)专题试验:为查清机组运行真实水平,充分挖掘机组的经济运行潜力,找出机组最佳运行方式,以便对发电厂负荷进行经济分配并为制定生产指标和经济运行提供依据,如测试机组各种负荷下的热耗和煤耗、缸效率和锅炉效率等,分析经济性差的原因,以便制定技术改造、运行优化、计划检修措施。 第六条试验实施途径

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