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DEH操作说明书.docx

DEH操作说明书

 

汽轮机数字电液控制系统DEH

操作说明

哈汽控制工程有限公司

二00八年九月1日

概述

第一节操作盘介绍

第二节数据显示

第三节运行方式选择

第四节控制方式选择

第五节试验

概述

DEH—汽轮机数字式电液控制系统,由计算机控制部分和EH液压系统组成。

典型的DEH计算机控制部分结构见附图。

一对控制柜和端子柜中主要包括:

•冗余电源

•冗余主控计算机(DPU)

•各种功能卡:

阀门控制卡(VPC)、测速卡(SDP)、模拟量输入卡(AI)、开关量输入卡(DI)、模拟量输出卡(AO)、开关量输出卡(DO)。

人机接口主要包括:

一个操作员站、一个工程师站、一个后备手操盘及打印机等。

工程师站、操作员站与控制DPU通过冗余数据高速公路(以太网)相连。

I/O卡与控制DPU之间,通过冗余I/O网相连。

后备手操盘通过硬接线直接连到阀门控制卡。

当控制DPU以上的设备发生故障时,均可由后备手操盘直接控制阀门位置。

冗余的控制DPU之间的切换,以及手动/自动之间的切换,对系统的控制来说均是无扰的。

在自动情况下,操作员主要通过操作员站的鼠标和键盘,进行各种控制操作和图象操作。

操作员指令通过操作员站传到控制DPU,由I/O卡执行输出控制。

机组状态及结果在CRT上显示。

典型的EH液压系统包括供油系统、油管路、油动机、危急保安系统组成。

一般机组均采用高压抗燃油系统。

其供油系统提供压力为14.5Mpa的压力油。

油动机采用单侧进油方式,即阀门开启靠压力油,而关闭靠弹簧力,以保证阀门可靠关闭。

油动机与阀门采用一对一方式,每一个阀门由一个单独的高压油动机驱动。

对可调节的阀门,其油动机上有一个电液伺服阀及2个LVDT位置传感器。

由DEH中的一块VPC卡控制一个这样的油动机,精确地控制阀门位置。

DEH根据控制要求,控制每个进汽门,从而达到控制机组转速、负荷、压力等的目的。

对仅作安全型式的阀门,往往设计成2位式控制。

如大多数主汽门和中压主汽门,当安全油建立时自动打开,安全油泄去时紧急关闭。

油动机上的关闭电磁阀,用于阀门关闭试验。

危急保安系统包括OPC电磁阀、AST电磁阀、隔膜阀等。

OPC电磁阀为2只并联结构,当OPC电磁阀带电时,OPC安全油泄去,紧急关闭调节汽门。

AST电磁阀为四只串/并联结构,当AST电磁阀失电时,AST安全油泄去,同时泄去OPC安全油,关闭所有阀门,停机。

隔膜阀与低压安全油接口,低压安全油失去时,通过隔膜阀泄去AST安全油,紧急关闭阀门,停机。

本手册介绍DEH的操作方法。

具体的汽机运行规程应根据汽轮机、发电机等主设备的要求,结合电厂的实际情况制定。

第一节操作盘介绍

一、图像画面上的软操作盘

在DEH画面上设计了六块软操盘,操作员对DEH的操作指令一般都在这些软操盘上输入。

1.升速控制操作盘

该盘上提供了设定负荷“目标值”、“升速率”、“进行”、“保持”、“摩擦检查”、“GV(高调)控制”、“自动同步”、“汽机挂闸”、开主汽门等汽机升速过程中常用的操作。

2.负荷控制操作盘

该盘上提供了设定“目标值”、“变负荷率”、“进行”、“保持”、“回路投切”、“单阀/顺序阀”、“CCS遥控”等操作。

3.其他控制方式

该盘上提供了“负荷高低限制”等投入按钮以及用户要求的其它功能。

4.超速试验操作盘

该盘上提供了做超速试验“103%”、“110%”、“机械超速”的选择按扭。

5.工业抽汽控制操作盘

该盘上提供了抽汽控制的“抽汽投入”及“抽汽回路投入”等控制方式的选择按扭以及设定抽汽“目标值”、“升速率”、“进行”、“保持”、等控制抽汽压力常用的操作。

6.采暖抽汽控制操作盘

该盘上提供了抽汽控制的“供暖抽汽投入”及手动增加和减少控制抽汽压力常用的操作。

上述六个软操盘中,均为弹出式小操作盘。

需要操作时,按图像下方相应按钮,小操作盘就会弹出显示在画面左上角。

用鼠标左键按住小操作盘标题栏拖到适当位置,即可以一边观察画面上的数据,一边在软操作盘进行操作。

DEH最常用的操作是升降负荷和转速,因此在大部分模拟图的右上方都设计了“目标值”、“保持”、“进行”三个按钮,运行人员可直接操作这些按钮。

当要进行其他操作,例如改变运行方式时,需调出相应的专用操作盘。

根据各电厂运行人员的习惯,以上一些按钮也可设计在其它画面中。

无论从哪幅画面调出,其操作的结果及意义均相同。

二、硬手操盘

DEH系统配备了一块硬操盘。

硬操盘上集中了DEH的手动操作功能和部分重要的开关操作。

1.手动操作

当DEH发生故障,无法实现自动控制时会切至手动。

此时硬操盘手动指示灯点亮。

如DEH正常,机组有异常情况时,操作人员也可通过钥匙开关强行将DEH切到手动操作。

操作员如需操作阀门位置,必须先将手动/自动钥匙开关切至手动位置,然后按相应的阀门增、减键,并通过条形指示表观察实际阀位。

每种阀门对应一对增、减操作按钮。

如操作高调门增时,所有高调门均在原位置的基础上往上增。

(注:

手动增高调门时,四个高调门基本上以同样的增量上升,中调门也是如此)

操作员通过硬手器增、减按钮,可控制阀门开/关的速度,连续按10秒内,阀门以20%/分钟速度变化,10秒~20秒内阀门开/关速度变为40%/分钟,20秒以后为80%/分钟。

如中间不连续按则重新计时。

2.超速保护钥匙开关

可用钥匙开关选择进入“试验”、“投入”或“切除”状态。

正常时,此开关应在“投入”位置,一般不插入钥匙开关,以免无关人员误操作。

超速试验时,需打到“试验”位置。

运行人员不能将此打到“切除”位置。

二、控制指令与数据的输入

运行人员要对DEH输入控制指令,一般是调出相应的操作盘,按上面的按钮即可。

例如,投自动操作:

当自动按钮为灰色,DEH指示为手动状态,如条件满足,只需按下“自动”按钮,“自动”按钮由灰色变为红色。

同时,DEH指示为自动,自动投入即完成。

如果条件不满足,运行员操作了此按钮,DEH也不会响应。

例如,在转速控制方式下,当转速在临界转速区时,如按“保持”按钮,汽机转速不会保持,只有当转速不在临界转速区时,按“保持”按钮,汽机转速才会停在当时的转速。

有些按钮设计了二次确认,按下该按钮时,会弹出一个对话框,如运行员选择确认,则指令操作有效,否则指令操作无效。

但DEH是否响应此指令,仍需看相关条件是否满足。

运行人员要对DEH的给定数据,如转速目标值、负荷目标值、升速率、升负荷率、压力设定值等,只需按相应的按钮,CRT上即会弹出数值框,运行人员可通过鼠标或键盘,输入所需数据即可。

对“目标值”按钮,在并网前为转速目标值,并网后为负荷目标值。

所有的输入数据,DEH均会检查其是否有效,如是否超限。

当输入数据无效时,DEH保持原来的数值不变。

当输入的数据大于高限时,输入的结果是高限。

第二节数据显示

DEH的数据都在操作员站和工程师站的模拟图中显示。

模拟图的数量、格式,根据不同的项目略有不同,用户也可根据需要自己添加或修改。

一、模拟图基本格式

DEH中的绝大部分模拟图均按统一的格式绘制。

在模拟图左上方为报警提示窗口,上方显示了汽机和DEH当前所处的控制状态,右上角为最常用指令输入区,模拟图右侧是控制系统几个重要参数的实时显示。

中间部分每幅画面不同,绝大部分如以下排列。

二、模拟图清单(不同项目有所区别)

1.15分钟运行参数曲线

显示了汽机运行各重要参数的变化趋势,连续记录时间为15分钟。

包括以下九种曲线;用不同颜色表示。

曲线颜色与字符颜色对应。

a.功率实际值

b.转速实际值

c.主汽压

d.抽汽压力

e.主汽压

f.再热汽压

2.汽机状态

显示了汽机的当前状态,DEH的控制状态、回路投切状态等。

3.阀位指令及反馈

显示汽机各阀门(高压主汽门、高压调门、中压调门、中压主汽门等)的阀位指令与反馈。

用双色条形图显示,绿色为指令,其单位为百分比,黄色为反馈,其单位为毫米。

4.阀门试验

图中有阀门试验,阀门松动试验投入按钮,以及阀门试验“关闭”,“复位”按钮。

在每个阀门的指令与反馈图下,有对应按钮,以选择是对那个阀门进行试验。

5.VPC调试图--仅在工程师站上,供VCC卡调试时用

6.控制总图

第三节运行方式选择

DEH有几种运行方式:

1.操作员自动操作(自动)——这是主要的运行方式。

2.遥控自动操作

3.手动操作

4.ATC或程控启动

5.各种运行情况下的保护功能

6.抽汽控制

一、操作员自动操作(自动)

操作员自动操作简称为自动,这是电厂运行人员控制汽轮发电机组的主要运行方式。

在该方式下,操作员可以进行如下控制:

1.在汽机升速期间,可以确定或修改汽轮发电机组的升速率和转速目标值。

2.当机组到达同步转速时,可投入“自动同步”。

3.在机组并网运行后,可随时修改机组的负荷目标值及变负荷率。

4.可根据实际运行情况决定是否投入功率反馈回路和调节级压力回路。

5.在并网后,可投入转速回路(一次调频)。

7.可投运遥控操作。

8.可进行单阀/顺序阀的切换。

9.可进行抽汽控制

二、遥控操作

一般情况下,都在操作员自动方式下投入遥控操作,一旦投入了遥控,DEH的目标值就由遥控源来决定,由DEH根据遥控指令进行负荷控制。

但运行人员能在任何时刻再按相应的“遥控”键退出遥控。

遥控源可以是CCS,也可以是机组AGC指令,在小机组中也可能是集中的远方负荷操作指令如电气等。

1.自动同步

“自动同步”是一种特殊的遥控操作,即遥控汽机转速。

在这种方式中,依靠“自动同步增”和“自动同步减”的触点输入来调整目标值和给定值,直至汽轮发电机达到同步转速,为机组并网做准备。

采用这种遥控方式,控制系统必须满足下列条件:

a.DEH处于“自动”方式。

b.主变开关断开(未并网)。

c.自动同步允许触点闭合(可修改)

d.汽机转速在同步范围内

此时,运行人员按下“自动同步”键,该键灯亮,表明上述条件符合,控制系统已处于该种控制方式下。

DEH根据同期装置(或其他设备如电气等)发出的增、减触点来改变目标值,运行人员在投入自动同步期间无法通过键盘改变目标值和升速率。

在该种方式运行期间,如果主变开关闭合或“自动同期控制允许”触点断开,控制系统会自动从“自动同步”转到“操作员自动”方式运行。

如遇控制系统切换到“手动操作”则自动终止“自动同步”运行方式。

状态指示:

当没有同期允许信号时自动同期按钮显示灰色的字。

当有同期允许信号且未投入自动同步时自动同期按钮显示黑色的字。

当已投入自动同期时自动同期按钮显示红色的框。

2.遥控CCS方式(也可有其他遥控源操作方式)

协调控制是DEH装置最主要的一种遥控方式,即负荷控制下的遥控负荷操作,如要采用这种方式,必须满足下列条件:

a.DEH必须运行在“自动”方式

b.油开关必须闭合

c.遥控允许触点必须闭合

上述条件均满足后,运行人员按下“遥控”键,键灯亮,表示控制装置已投入协调控制方式,同时送出“遥控投入”触点至CCS控制装置,表示DEH已可接收CCS来的负荷增、减脉冲。

此时,运行人员已无法改变负荷的目标值和变负荷率。

一旦目标值达到上限或下限,DEH也会发出“遥控上限闭锁”或“遥控下限闭锁”触点信号,送至CCS装置,表明此时再发脉冲已无效。

一般情况下,当投入CCS控制时,DEH的功率、调节级压力回路均被切除,DEH运行成为阀位控制方式,由CCS完成功率闭环控制。

对无CCS的机组,功率闭环仍由DEH完成,即遥控方式下DEH功率闭环也可投入。

在协调控制期间,当油开关断开或遥控允许触点断开,则DEH会立即自动恢复到“自动”方式运行。

运行人员也可再按“遥控”键退出“遥控”方式,进入“自动”方式运行。

对DEH来说,遥控负荷指令也可以来自CCS,也可以来自电厂的其它系统(如电气)。

此时负荷指令不是DEHCRT上运行人员输入的指令,而是来处其它系统,是处于“遥控”状态。

三、汽轮机手动操作

当基本控制计算机的一对冗余(一般标识为DPU11和DPU31)均发生故障,或VCC部分发生故障后,则DEH会切到手动,硬操盘上“手动”灯点亮。

(如果DPU坏,“手动”不一定会亮,但在CRT上有DPU故障显示)此时运行人员应立即把“自动/手动”钥匙开关切向“手动”位置。

当DEH控制器处于“手动”时,如运行人员要求从“手动”切回到“自动”,先观察图像画面上DPU15、DPU35、VPC部分和SDP是否正常,如无报警则把钥匙开关置“自动”位置,通过“自动”按钮请求升至“自动”方式。

上述升级一般都在并网、带负荷后进行。

因在升速阶段用手动开环控制转速很难达到准确平稳,建议不要在升速阶段切手动控制。

在升速阶段出现DEH严重故障,建议打闸处理后,再投自动,升速。

手动操作有一组增/减按钮,分别对应一种类型的阀门。

按住任一键,键灯亮,可在硬操盘条形表或“阀门指令与反馈”画面上观察相应阀门位置的变化。

手动增/减时,一类阀门(如按高调增/减时所有高调门)均按同一速率在原位置上增或减,而不管手动前机组处于单阀或顺序阀控制。

按钮按的时间越长,阀门变化速度越快。

手动操作是在紧急情况或DEH故障下的应急操作,仅作维持机组运行,等待故障处理恢复自动用。

不推荐长期处于手动运行,或用手动来大范围改变负荷。

四、ATC启动或程控启动

对配ATC或程控启动的机组,在满足自动的条件下,当外部测点正确,可以选择ATC或程控启动方式。

在此方式下,并网前的升速过程为自动进行。

DEH自动给出转速目标值,自动进行暖机,进入同步等操作。

并网带初负荷后,需运行人员给出负荷的最终目标值。

一般仅300MW以上的机组才配备ATC及应力计算功能。

其它机组仅配简单的程控启动功能。

五、各种运行方式下的保护

在以上各种运行方式下,DEH都具有OPC超速保护的功能,因为DEH的OPC超速保护是由硬件完成的。

在正常运行时,如OPC回路有故障,在CRT或光字牌上会有相应的报警。

六、抽汽控制

当机组负荷大于60%(由各电厂自己定),抽汽才能投入。

第四节控制方式选择

DEH控制装置在操作员自动方式时,运行人员可以根据不同的工况选择各种不同的控制方式,并能根据机组的要求,选用合适的启动方式。

如在冷态时可选择高压缸启动升速,在热态或极热态时可选择中压缸启动的控制方式等。

机组的启动运行方式主要由汽轮机组决定,运行人员必须根据机组的运行规程选择合适的运行方式。

以下介绍的仅是DEH上的操作方式。

一、启动及启动方式选择

汽机挂闸后,DEH处于“自动”方式。

检查机组及DEH状态正常。

对高调门控制的机组,输入转速目标值,输入或检查升速率,按“进行”按钮,即进行冲转。

需要暖机时,在暖机转速下按“保持”即可,也可将目标转速设置到暖机转速,按“进行”,当转速给定值到达设定转速时,会自动保持、暖机。

启动时,一般应选择“单阀”方式。

个别机组因阀门漏汽大,转速难于控制,而汽机又允许顺序阀启动时,可以选择顺序阀(多阀)方式启动。

在启动时,应密切监视进汽阀门及汽机转速,如发生异常情况:

如超速或阀门已开而CRT上无转速显示,应立即打闸,停机检查。

在汽机达到同步转速时,可投自动同步功能。

机组并网后,DEH能自动带初负荷,DEH转入负荷控制。

二、功率回路投入

当机组并网运行,DEH处于全自动时,运行人员可通过按“功率回路”键来投切此回路。

当DEH检测到三路功率中有两路以上发生故障时,则会自动切除该回路。

在通道板故障未消除前,运行人员无法再投入该回路。

此外,CCS开关量要求功率回路切除,则该回路也会自动切除。

三、转速回路投入

转速回路通常称为一次调频回路。

当汽轮发电机组并网运行时,运行人员可按“转速回路”键投入该回路。

该回路投入后,如遇两路以上速度通道故障或油开关跳闸,会自动切除。

四、单/顺序阀控制

单/顺序阀控制即节流调节/喷嘴调节,是DEH装置中的一个主要功能。

所谓单阀,即所有高压调门在控制中开度相同,好象一个阀一样。

在这种运行方式下,所有的高压调节阀门均处于节流状态,但进汽均匀。

对于汽轮机运行初期,使汽轮机各部件获得均匀加热较为有利。

在喷嘴调节运行时,调节汽阀按预先设定的顺序逐个开启,仅有一个调节汽阀处于节流状态,其余均处于全开或全关状态,这种调节发生可改善汽机的效率。

当DEH画面上“单阀”灯亮时,则说明DEH正处于单阀节流调节方式。

此时运行人员可按下“顺序阀”键,进行两种运行方式的切换。

“单阀”灯灭,“顺序阀”灯亮后,切换完成。

同样,运行人员也可从“顺序阀”向“单阀”切换。

应特别注意的是,虽然从“单阀”控制切到“顺序阀”控制或反之,在功能上都是行得通的,但这会导致汽轮机部件经受不必要的热应力变化,因而建议运行人员要严格遵守汽轮机“调节汽阀管理规程”和“启动和负荷变化的建议”的操作规程(哈汽机组要求运行半年后投入顺序阀控制)。

第五节试验

一、阀门试验

这里介绍的“阀门试验”仅仅作为操作盘上的功能说明,在作实际试验时,汽机运行人员必须根据主机厂提供的专用运行说明书及有关“进汽阀试验”资料作为指导。

DEH-IIIA具有阀门试验(全行程关闭试验)和阀门松动(活动)试验两种方式。

前者在试验时,阀门做全行程关闭,后者仅在当前位置上关10%~20%。

为不影响负荷,做全行程试验时要求机组负荷在60%~80%额定负荷,且功率回路投入。

阀门松动试验可在满负荷下进行。

1.试验条件:

a.运行在操作员自动方式

b.机组运行在单阀方式

c.功率回路投入

d.在接近满负荷时做松动试验,可不投功率回路。

e.全行程试验需在60%~80%额定负荷

f.CRT选择在阀门试验画面

2.阀门试验开关/按钮

a.“阀门试验”键

该键为试验的投入键,当DEH满足进行阀门试验的各项条件后按下此键。

键灯亮,表明已进入阀门试验状态。

b.阀门选择键

阀门试验投入后,在阀门试验图中对应的棒图下,按下其中一个按钮,即表示选择此阀门做试验。

c.“关闭”键

按下“关闭”键键灯亮,此时可从画面上观察被试验阀门的阀位指令和反馈值同时下降,全行程试验时所选择阀门关到零,松动试验关小10%~20%(此数可按用户要求修改)。

d.“阀门复位”键

该键为阀门试验后所有阀门进行复位。

一旦按下此键,“阀门复位”灯亮。

此时要求所有阀门(包括被试验的阀门)均恢复到试验前阀位,如阀门复位完成,则“阀门复位”键灯灭。

e.“试验保持”键

在试验过程中,如发现有异常情况,如负荷突降等,可迅速按下“试验保持”键,键灯亮,阀门停留在原位不动以便运行人员及时排除故障。

故障排除后,可再按下“试验保持”键使试验继续进行。

f.“阀门试验”退出

阀门试验结束时,按此键退出阀门试验功能。

注:

当高调门处于顺序阀状态时不能做高调门阀门试验,当中调门未全开时不能做中调门阀门试验,当处于抽汽状态时不能做低调门活动试验

二、超速保护试验

超速保护试验按钮是由超速保护钥匙开关和CRT上软操盘上的“103试验”、“110试验”、“危急遮断”三只按钮组成。

1.超速保护钥匙开关

该钥匙在硬操盘上分成三档:

a.试验

在机组升速到同步转速后,当钥匙开关置向试验档时,DEH可进行各种超速试验。

b.投入

当钥匙开关置向投入时,说明DEH控制装置已和各种正常的超速保护功能。

当转速超过103%时,发出OPC信号关高、中压调门;转速超过110%时,发出AST信号。

一般情况下,应拔出超速保护钥匙,放在方便、安全的地方。

此时,超速保护处于投入状态。

(在其它位置,钥匙拔不出)

c.切除

当钥匙开关置向切除时,切除OPC超速保护功能,即OPC板上103%和110%超速信号(开关量输出信号)不输出。

这只有在确认OPC不正常时才打到切除位置,以便维修更换OPC板。

此功能仅由热工维护人员使用。

2.“103%”试验

当超速保护开关置向试验时,且转速通道正常,110%按钮和危急遮断试验未投;按下该键,灯亮。

DEH允许操作员将目标值设到3100r/min以下,当实际转速升到3090r/min时,超速保护动作。

DEH即把目标值置为3000r/min,控制转速到3000r/min。

3.“110%”试验

当超速保护开关置向试验时,且转速通道正常,103%按钮和危急遮断试验未投;按下110%键,灯亮。

此时DEH允许转速超过3090r/min(屏蔽103%保护),直到3300r/min时,110%超速保护动作,DEH即送出AST信号到危急保安系统跳机,同时将所有阀门指令置为0。

4.“危急遮断”

当超速保护开关置向试验时,且按下“危急遮断”键,灯亮,此时最高转速目标值允许升到3400r/min。

DEH控制转速不断上升,此时103%和110%均不动作,直到危急遮断器动作,通过低压安全油跳闸,主汽门、调门全部关闭。

汽机脱扣,转速开始下降。

应注意的是在做此试验时,需有运行人员在汽机现场,边观察现场转速及危急遮断器动作情况。

三、汽门严密性试验

在机组转速为3000r/min,未并网的情况下,可以进行阀门严密性试验,以检查汽门是否严密。

按“主汽门严密试验”,主汽门全关,调门全开,检查汽机转速下降情况,判断主汽门严密性是否合格。

按“调门严密试验”,调门全关,主汽门全开,检查汽机转速下降情况,判断调门严密性是否合格。

第七节抽汽控制

一、抽汽控制

当机组并网,DEH在操作员自动并且负荷大于一定负荷才能投入抽汽,操作人员可按“抽汽投入”按钮来投入该回路,该回路投入后如果负荷低于要求负荷时,自动退出抽汽控制工况。

当抽汽控制投入之后,且抽汽在自动控制时高、中调门实现牵连调节,在牵连调节的范围内操作人员增减负荷时,抽汽压力基本维持不变。

当操作人员增减抽汽压力时,同样保持负荷基本不变。

在未投抽汽闭环时,抽汽的目标及给定类似负荷控制的阀位方式。

为一计算值,不代表实际要求的抽汽压力。

二、抽汽回路调节

当机组投入抽汽控制,在操作员自动的情况下,运行人员可通过按“抽汽回路调节”按钮来投切此回路。

此回路投入后,抽汽压力控制在牵连调节的同时实现闭环调节,保证抽汽压力的稳定。

当DEH检测到抽汽压力信号故障时会自动切除该回路,在故障未消除前无法投回路。

当该回路投入时,抽汽目标给定值跟踪当前抽汽压力值,抽汽目标给定值即为要求的抽汽压力值。

三、抽汽软手操

抽汽控制投入时,可按“手操”按钮将抽汽控制切为手动,此时将切除抽汽压力回路,在抽汽手操时,高调门对中调门的牵连调节不起作用,运行可直接操作增减按钮来改变低调门阀位。

四、抽汽操作步骤

1.按“抽汽投入”按钮投入抽汽工况,按钮变红后可以改变目标值及速率值,按“进行”改变给定值,即可改变抽汽压力。

按“保持”可保持给定值。

2.按“抽汽压力回路”投入抽汽闭环,给定值即为实际要求的抽汽压力值。

3.按“手操”,抽汽切为软手操,按“▲▼”按钮可直接改变抽汽阀门的阀位,按“自动”按钮可回到抽汽投入工况。

4.对双抽机组,另一抽汽的操作与此类似。

5.

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