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1、機(jī)組的控制及安全保護(hù)1 集控運(yùn)行授課提綱 機(jī)組控制保護(hù) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)2 第三章 機(jī)組的控制及安全保護(hù) DCS集控的概念: (P105) DCS以微處理機(jī)為基礎(chǔ),構(gòu)成分散控制、分級(jí)管理的過程控制 單元(DPU),完成對主機(jī)和輔機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行控制。 nDCS主要功能五方面-(調(diào)節(jié)/保護(hù)/順控/檢測/信息管理) n若干自控系統(tǒng)。 n主要自控系統(tǒng)的代號(hào)(P105) nDAS、CCS、FSSS、DEH、TSI、BPCS、SCS、MEH等 機(jī)組的控制及安全保護(hù)3 3-1控制系統(tǒng)簡介(P106) 1、DAS數(shù)據(jù)采集處理?(功能? P106) 2、CCS機(jī)爐協(xié)調(diào)主控 協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)功能 根據(jù)負(fù)荷需求(調(diào)度

2、命令和系統(tǒng)頻率)和機(jī)組負(fù)荷能力,對機(jī) 爐自控系統(tǒng)發(fā)出負(fù)荷控制指令,切換不同的運(yùn)行方式.當(dāng) 異常工況時(shí)還發(fā)出聯(lián)鎖保護(hù)指令 負(fù)荷控制方式 n機(jī)跟爐(安全)、爐跟機(jī)(基本)、協(xié)調(diào)控制(最佳) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)4 3、鍋爐控制系統(tǒng) 1)鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)(若干) 2)FSSS/BMP爐膛安全保護(hù)和燃燒器控制 -控磨煤機(jī)、燃燒器,風(fēng)門 4、汽機(jī)控制系統(tǒng)DEH、ETS、TSI、ATC 機(jī)組的控制及安全保護(hù)5 5、電氣控制系統(tǒng)(圖3-2) 勵(lì)磁、調(diào)速、同期并列控制及自動(dòng)發(fā)電AGS、廠 用電控制 6、SCS輔機(jī)系統(tǒng)順控 SCS包括鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng) 、化水系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、 輔汽系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、凝汽器系統(tǒng)、汽機(jī)油系統(tǒng),

3、 循環(huán)水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)等 注:協(xié)調(diào)控制,局部控制,給水調(diào)節(jié),汽溫控制, 旁路控制-屬于閉環(huán)調(diào)節(jié) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)6 3-2負(fù)荷協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 要求負(fù)荷快速響應(yīng)、運(yùn)行方式切換、防動(dòng)態(tài)超速 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)組成 協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)-鍋爐調(diào)節(jié)系統(tǒng) |_汽機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)7 3-2/一、負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方式 負(fù)荷控制方式 n機(jī)跟爐(安全)、爐跟機(jī)(基本)、協(xié)調(diào)控制(最佳) 協(xié)調(diào)控制優(yōu)點(diǎn)能快 速跟蹤電網(wǎng)負(fù)荷需求; 又能迅速補(bǔ)充燃料、調(diào) 整燃燒,保證主汽壓的 基本穩(wěn)定 機(jī)組的控制及安全保護(hù)8 1、主控系統(tǒng)基本構(gòu)成方塊圖(下頁) n負(fù)荷指令處理裝置(負(fù)荷指令運(yùn)算、機(jī)組負(fù)荷能力運(yùn)算) n機(jī)爐主控制器 2

4、、系統(tǒng)運(yùn)行方式 n 參與調(diào)頻時(shí)協(xié)調(diào)控制/ 自動(dòng)/手動(dòng)切換為其它方式 三、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理方框圖(下頁) 3-2/二、負(fù)荷主控系統(tǒng) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)9 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方框圖 機(jī)組的控制及安全保護(hù)10 3-2/四、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理方框圖 機(jī)組的控制及安全保護(hù)11 3-3鍋爐FSSS/BMP系統(tǒng) 兩大任務(wù) 1)燃燒器及其輔機(jī)啟??刂疲?)爐膛燃燒安全保護(hù)。 CCSFSSSDAS 一、主要功能(框圖P124圖3-17) 1、鍋爐啟??刂棋仩t吹掃、點(diǎn)火、油系統(tǒng)及油層控制,制粉系統(tǒng)和 煤層控制,火檢 2、二次風(fēng)門控制、 3、一次風(fēng)機(jī)等輔機(jī)監(jiān)控 4、事故處理及聯(lián)鎖主燃料跳閘MFT, 5、運(yùn)行監(jiān)視和報(bào)警 與

5、CCS配合實(shí)現(xiàn)機(jī)組FCB和RB。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)12 二、FSSS工作描述(P166) n對燃燒系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)視、邏輯判斷動(dòng)作指令聯(lián)鎖程控完成燃燒器及有關(guān) 輔機(jī)啟停操作或處理未事故。 nFSSS與CCS被視為現(xiàn)代鍋爐控制的兩大支柱 n注CCS主要實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié),也有聯(lián)鎖保護(hù) nFSSS不直接參與燃料和風(fēng)量調(diào)節(jié),主要是邏輯控制保安全 機(jī)組的控制及安全保護(hù)13 三、FSSS的組成四部分 (圖4-15) n控制盤(開關(guān)按扭,指示燈,跳閘首出原因) n敏感元件(檢測燃燒、燃料及風(fēng)的壓力溫度流量)、 n驅(qū)動(dòng)器(對調(diào)節(jié)擋板啟閉指令送CCS系統(tǒng)執(zhí)行 n邏輯系統(tǒng)。 nCRT圖形站(OIS)主要有爐膛燃

6、油系統(tǒng)圖,制粉系統(tǒng)圖爐膛火焰 等模擬圖,。還可顯示主燃料跳閘、爐膛吹掃、油層啟動(dòng)等邏輯組態(tài) 圖, 機(jī)組的控制及安全保護(hù)14 3-3/四、FSSS運(yùn)行控制(選講) 1、鍋爐吹掃 n吹掃的目的和條件; n吹掃程控框圖P169(圖4-1) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)15 n2、自動(dòng)點(diǎn)火控制-P175,圖4-22 n3、風(fēng)門擋板控制P175 n4、事故狀態(tài)下燃燒器的投切控制P175 n當(dāng)FCB時(shí),F(xiàn)SSS根據(jù)穩(wěn)燃要求自動(dòng)選擇投 切油槍/煤燃燒器 n當(dāng)RB時(shí),由CCS選擇輔機(jī)允許的負(fù)荷及運(yùn) 行方式,F(xiàn)SSS根據(jù)自動(dòng)選擇投切油槍/煤燃 燒器 機(jī)組的控制及安全保護(hù)16 5、 MFT保護(hù)(P170) 1)MFT動(dòng)作

7、條件(緊急停爐條件)-水位異,風(fēng)機(jī) 全跳,燃料斷,火焰滅,爐壓異,汽溫高,空預(yù) 器全停,給水泵全停,手動(dòng)跳 MFT切斷所有燃料,通過總聯(lián)鎖緊急停爐停機(jī)。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)17 2) MFT保護(hù)主要內(nèi)容 nMFT-汽機(jī)跳、發(fā)電機(jī)跳、汽動(dòng)泵跳、電動(dòng)泵 啟、燃燒器全停延時(shí)輕油系統(tǒng)停、制粉系統(tǒng)停、 一次風(fēng)機(jī)停 3)MFT動(dòng)作后處理原則 n監(jiān)調(diào)汽包水位、調(diào)節(jié)爐壓、迅查原因、極熱態(tài)啟 動(dòng)準(zhǔn)備(啟重油泵、吹掃等)、原因不清按停爐 處理 機(jī)組的控制及安全保護(hù)18 4)MFT跳閘程控(P174圖4-20)P173 有條件之一MFT動(dòng)作,顯示首出跳閘原因。 在下次啟動(dòng)吹掃指令時(shí)顯示燈滅 吹掃完成后MFT狀態(tài)解

8、除 機(jī)組的控制及安全保護(hù)19 3-4汽機(jī)控制系統(tǒng)(P141) 一、DEH系統(tǒng) 1、組成(圖3-31) 2、DEH功能(P142) 功率調(diào)節(jié)、參數(shù)監(jiān)視、OPC控制、自動(dòng)啟動(dòng)、閥門 管理及試驗(yàn)、手動(dòng)控制 3、DEH功率控制原理(圖示) n三回路PI串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng), n自動(dòng)/手動(dòng)構(gòu)成多種運(yùn)行方式。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)20 DEH調(diào)節(jié)三回路圖 n調(diào)節(jié)級(jí)壓力反饋增強(qiáng)調(diào)節(jié)的快速性, n功率反饋保證調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。 n一次調(diào)頻回路 由調(diào)節(jié)特性確定功率請求信號(hào) n調(diào)頻運(yùn)行負(fù)荷增,功率給定隨增。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)21 二、汽機(jī)TSI系統(tǒng)P127 n1、TSI系統(tǒng)的作用(P128)多通道連續(xù)測汽機(jī)機(jī) 械狀態(tài)參數(shù)

9、。指示、報(bào)警、跳閘、事故分析。 2、TSI監(jiān)視項(xiàng)目 n汽機(jī)運(yùn)行的主要監(jiān)視項(xiàng)目(汽機(jī)機(jī)械狀態(tài)參數(shù))? 測點(diǎn)布置?(圖示) n東汽300MW機(jī)TSI項(xiàng)目有:轉(zhuǎn)速、軸承振動(dòng)、大軸 振動(dòng)、軸向位移、大軸偏心、大軸撓度、汽缸膨 脹、脹差、推力軸瓦磨損等。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)22 TSI系統(tǒng)簡介 1、 測點(diǎn)布置(P131)(圖3-24:200MW機(jī)、圖3-23: 300MW機(jī)) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)23 300MW機(jī)TSI系統(tǒng)(131圖3-23) 常用渦流傳感 器和LVDT線性 差動(dòng)傳感器。 n顯示汽機(jī)軸系 結(jié)構(gòu)示意圖 測點(diǎn)位置標(biāo) 示被測參數(shù)測 量值、設(shè)置報(bào) 警燈A和跳閘燈 T 機(jī)組的控制及安全保護(hù)24

10、 TSI與DEH的關(guān)系 機(jī)組的控制及安全保護(hù)25 3-5/三、機(jī)組安全保護(hù) 安全保護(hù)監(jiān)視報(bào)警,主機(jī)跳閘,輔機(jī)聯(lián)鎖啟停 機(jī)組安全保護(hù)典型項(xiàng)目: n鍋爐汽包水位保護(hù)、滅火保護(hù)、緊急停爐保護(hù)MFT等 n汽機(jī)超速控制OPC(功能?),遮斷保護(hù)ETS(項(xiàng)目?) n輔機(jī)系統(tǒng)鍋爐輔機(jī)聯(lián)鎖(制粉系統(tǒng)、送引風(fēng)機(jī)、空預(yù) 器)、泵類聯(lián)鎖、給水泵低水壓和事故聯(lián)動(dòng);旁路聯(lián)鎖保護(hù), 加熱器水位保護(hù)等 n發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)相間短路后備保護(hù)、發(fā)電機(jī)失步保 護(hù)、發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子接地保護(hù)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)等 n機(jī)組大聯(lián)鎖保護(hù) 。FCB和RB。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)26 3-5/一、典型鍋爐保護(hù)簡介 1、鍋爐滅火保護(hù)火檢滅火保護(hù),爐

11、壓滅火保護(hù) P170 2、緊急停爐保護(hù)MFT 3、汽包水位保護(hù) 4、主汽壓高保護(hù) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)27 3-5/一/鍋爐水位保護(hù) 根據(jù)下列條件繪出汽包水位保護(hù)功能框圖 n水位高分三值保護(hù)(300MW機(jī)為+100、+200、+250) 報(bào)警、開汽包放水門、緊急停爐。 n水位低分三值保護(hù)(300MW機(jī)為-100、-150、-250) 報(bào)警、開備用給水門、緊急停爐。 注:為防止安全門動(dòng)作時(shí)假高水位影響,禁開放水門,規(guī)定 延時(shí)確認(rèn)假高水位消失才解除閉鎖。 為防止甩負(fù)荷動(dòng)作時(shí)假低水位影響,水位保護(hù)閉鎖,延時(shí)自 動(dòng)解鎖。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)28 3-5/ 一/主汽壓高保護(hù) 根據(jù)下列條件繪出主汽壓高保

12、護(hù)功能 框圖。 n汽壓高一值(亞臨界爐17.15)報(bào)警,如發(fā)電機(jī)失磁故障,停 部分燃燒器減負(fù)荷, n汽壓高二值(17.35)(可能電氣故障造成) 繼續(xù)停部分燃燒器 減負(fù)荷,投旁路系統(tǒng)(或開向空排汽門)維持低負(fù)荷運(yùn)行; n如汽機(jī)甩全負(fù)荷、汽包水位高二值時(shí),則自動(dòng)投高旁、停 部分 燃燒器、投油穩(wěn)燃。實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停爐(FCB)如汽 壓繼續(xù)升高,應(yīng)動(dòng)作開啟安全門或?qū)崿F(xiàn)緊急停爐(MFT)。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)29 二、汽機(jī)安全保護(hù) 1、DEH的超速控制OPC、 n103%超速控制、甩負(fù)荷超速控制調(diào)門快關(guān)延時(shí)開。 2、電氣危急遮斷控制系統(tǒng)ETS、(可編程控制器PLC) n對機(jī)組有重大影響的參數(shù)超限,關(guān)汽門

13、停機(jī)。 n通過電磁閥泄油關(guān)門。 主要項(xiàng)目有超速低真空低油壓主再汽溫異常軸向位移油 位低瓦溫高振動(dòng)大排汽缸溫高脹差大轉(zhuǎn)子偏心度大手 動(dòng)停項(xiàng)目。能進(jìn)行在線動(dòng)作試驗(yàn) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)30 n3、機(jī)械超速危急遮斷系統(tǒng) n動(dòng)作轉(zhuǎn)速為1.11.12額定轉(zhuǎn)速.危急保安器 偏心飛錘(飛環(huán))擊出,通過機(jī)械超速遮斷機(jī) 構(gòu)泄油關(guān)門 n1、 手動(dòng)停機(jī) n2、 聯(lián)鎖保護(hù)(若干) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)31 3-5/三、機(jī)組聯(lián)鎖保護(hù) 主機(jī)聯(lián)鎖,主輔機(jī)聯(lián)鎖 機(jī)組聯(lián)鎖保護(hù)框圖 機(jī)組的控制及安全保護(hù)32 3-5/三/(一)大聯(lián)鎖保護(hù) n機(jī)組大聯(lián)鎖(圖147圖3-33) n1、MFT-ETS-發(fā)電機(jī)跳閘(項(xiàng)目P134)- -斷

14、路器跳閘; nETS-FCB,F(xiàn)CB不成功則MFT; n主變跳但機(jī)組變壓器末跳甩負(fù)荷帶廠用電。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)33 3-5/ 三/(二)FCB保護(hù)(P148) 1、 FCB的目的 n當(dāng)汽機(jī)/電氣故障時(shí),機(jī)組快速切回,停機(jī)不停爐或帶廠 用電運(yùn)行。 2、FCB動(dòng)作的主要內(nèi)容P148 重新建立能量平衡,不使參數(shù)偏離過大 四條原則穩(wěn)壓、穩(wěn)水位,穩(wěn)燃,穩(wěn)廠電周波 3、FCB動(dòng)作邏輯(P149圖3-34) FCB允許條件?FCB相關(guān)系統(tǒng)投自動(dòng) 甩負(fù)荷的原因及現(xiàn)象?P234 FCB動(dòng)作設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)切換? 機(jī)組的控制及安全保護(hù)34 FCB動(dòng)作邏輯(P149圖3-34) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)35 n4、F

15、CB動(dòng)作后的處理P149 FCB觸發(fā)邏輯處理1分鐘FCB自動(dòng)復(fù)置。適當(dāng)手動(dòng)調(diào)整 n查輔機(jī)汽源切換、查安全門動(dòng)作、水擊等異常、 n水位急劇變化水位調(diào)節(jié) n如低負(fù)荷運(yùn)行監(jiān)視燃燒、汽溫調(diào)節(jié)、 n5%FCB運(yùn)行 10分鐘、維持廠用電頻率、監(jiān)視輔 機(jī)運(yùn)行。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)36 3-5/三/(三)RB保護(hù)(P150) 1、RB保護(hù)輔機(jī)跳閘快減負(fù)荷保護(hù) 有50%RB、75%RB兩種方式。 鍋爐輔機(jī)故障甩負(fù)荷主要有? 2、鍋爐輔機(jī)RB保護(hù)的主要?jiǎng)幼鳎≒150) 鍋爐快減負(fù)荷、機(jī)跟爐方式 50%RB時(shí),各層燃燒器點(diǎn)火器遞次投入(由上至下、15 秒間隙)投油減煤減風(fēng) 送風(fēng)機(jī)跳聯(lián)鎖跳同側(cè)一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)及空預(yù)

16、器。 3、RB動(dòng)作后處理P152 、確認(rèn)所有自動(dòng)動(dòng)作正常,90秒后RB信號(hào)復(fù)置 監(jiān)視汽溫、水位、燃燒、;查原因。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)37 典型爐引風(fēng)機(jī)RB動(dòng)作流程(規(guī)程整理) nRB投入條件(若干)CCS投入、旁路投入、MFT投入、 燃油壓力合格等 n引風(fēng)機(jī)RB50% n自動(dòng)機(jī)跟蹤; n減少一套燃煤處理裝置; n自動(dòng)關(guān)閉跳閘引風(fēng)機(jī)入口檔板,開完運(yùn)行引風(fēng)機(jī)入口擋板, 關(guān)小送風(fēng)機(jī)入口擋板,維持爐膛負(fù)壓; n自動(dòng)投油減煤減風(fēng)、自動(dòng)減負(fù)荷到50%(速率100%/分) n。 機(jī)組的控制及安全保護(hù)38 n注:單臺(tái)引風(fēng)機(jī)跳現(xiàn)象紅燈熄電流到零、爐 壓變正、汽壓汽溫下降、MFT可能動(dòng)作 n四角噴燃爐自動(dòng)投入下

17、油槍;自動(dòng)停運(yùn)上 層給煤機(jī)、減少相應(yīng)二次風(fēng)層、自動(dòng)減負(fù) 荷到點(diǎn)50%(固定速率) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)39 3-5/四、輔機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)(選講) 1、給水泵保護(hù) 讀圖練習(xí):簡述給水泵保護(hù)框圖動(dòng)作流程 機(jī)組的控制及安全保護(hù)40 3-5/四/(二)旁路聯(lián)鎖保護(hù) 旁路保護(hù)框圖簡述動(dòng)作流程 機(jī)組的控制及安全保護(hù)41 3-6電氣系統(tǒng)安全監(jiān)控(電氣系統(tǒng)安全監(jiān)控(P134) 一、同期控制系統(tǒng)、二、勵(lì)磁控制系統(tǒng) 三、發(fā)變組保護(hù)(眾多)了解功能,例 1、差動(dòng)保護(hù)1)縱聯(lián)差動(dòng):防止定子繞組相間短路;2) 橫聯(lián)差動(dòng):防止定子繞組匝間短路;短路電流增大發(fā)熱燒毀 發(fā)電機(jī)) 保護(hù)動(dòng)作將主斷路器和勵(lì)磁系統(tǒng)跳閘并報(bào)警。 2、定子

18、接地保護(hù)/轉(zhuǎn)子接地保護(hù)保護(hù)動(dòng)作同上 3、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)(保護(hù)汽輪機(jī)不空轉(zhuǎn)過熱) 保護(hù)動(dòng)作 同上 ; 機(jī)組的控制及安全保護(hù)42 發(fā)變組安全控制(電氣課已講) 4、瓦斯保護(hù)保護(hù)變壓器 5、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)部分失磁時(shí)備用勵(lì)磁迅速 投入,不成功時(shí)動(dòng)作停機(jī) 還有定子過負(fù)荷保護(hù)、低頻保護(hù)、失步保護(hù)、逆 功率保護(hù)、過勵(lì)磁保護(hù)等 機(jī)組的控制及安全保護(hù)43 發(fā)電機(jī)側(cè)穩(wěn)定性控制措施(P136) n自動(dòng)切除發(fā)電機(jī) n電氣制動(dòng) n快關(guān)汽門 n自動(dòng)重合閘 n快速勵(lì)磁/切除部分負(fù)荷/再同步控制、解列 機(jī)組的控制及安全保護(hù)44 3-5輔機(jī)系統(tǒng)程控SCS(選 講) n順控概念 n時(shí)間順控,條件順控,邏輯順控 n基本邏輯功能與

19、、或、非 n延時(shí)器、觸發(fā)器RS等 n觸發(fā)器RS(R條件俱備,S開始執(zhí)行) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)45 一、高加運(yùn)行控制 1、給水管路系統(tǒng)特點(diǎn)(P196圖4-45) 2、高加啟動(dòng)控制要求圖4-46 n注水排氣查漏(監(jiān)視水位可知) n通水操作(先出后進(jìn))通汽操作(由低到 高) n控溫變率預(yù)暖(通過抽汽旁路) n疏水調(diào)整逐級(jí)自流、及時(shí)回收除氧器/ n疏水水位負(fù)荷穩(wěn)定投自動(dòng) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)46 一/3、高加程控(P201圖4-47、圖4-46) 順合:注水排氣、水壓合格投水側(cè)(出進(jìn)); 投汽側(cè)(逆止門、旁門預(yù)暖、關(guān)旁進(jìn)汽(低高) 機(jī)組的控制及安全保護(hù)47 一/4、高加正常運(yùn)行維護(hù) 1)監(jiān)視指標(biāo)(P199)圖示?意義? 端差、水位、汽壓、出水溫、 2)維護(hù)工作(P198)、 任務(wù)調(diào)水位、調(diào)端差高加疏水門和抽汽門 3)防腐、事故處理 機(jī)組的控制及安全保護(hù)48 二、給水泵組運(yùn)行控制P205 1、給水泵組:前置泵、汽動(dòng)泵變速小汽機(jī),電動(dòng)泵液力偶合器。 2、給水泵組運(yùn)行 1)變速控制 給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)伺服杠桿液力偶合器勺管位置或進(jìn)油閥位調(diào)節(jié) 小汽機(jī)靠MEH控制。30005000轉(zhuǎn)/分變速。 2)運(yùn)行要求 n 暖泵備用(泵上下溫差壁溫度)、 2)控制措

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