汽轮机概念及其分类
汽轮机的概念
任务训练
汽轮机的型号的含义? N100-9.8/535-10
CC25-8.82/0.98/0.118
B50-8.82/0.98 CB25-8.82/0.98/0.118
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1
高压缸 中压缸 低压缸
锅炉
再热器
b
a 2
4
3
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汽轮机 过热蒸汽
发电机 电能
煤
锅炉
热用户
给水
给水泵
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高压缸
中压缸
热用户
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2.汽轮机的特点
单机功率大
使用寿命长
特点
转速高 效率高
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3.汽轮机的用途
火力发电厂
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核电站
主要用途：在火力发电厂和核电站中驱动发电机
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拓展训练
邹县电厂
DH-600-40-T
DH --生产厂家 D为东方汽轮机厂 H为Hitachi 日立 600--额定功率为600MW 40---末级叶片高度为40Inch（英寸) 1016mm 1Inch=25.4mm T---- turbine 透平机
《汽轮机》课件一、绪论
例题：N300-16.7/537/537型汽轮机 表示为凝汽式、额定功率为300MW，新蒸汽压力为16.7MPa， 新蒸汽温度为537℃再热蒸汽温度为537℃的中间再热式汽轮机
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汽轮机的型号举例： N100-9.8/535-10 CC25-8.82/0.98/0.118 B50-8.82/0.98 CB25-8.82/0.98/0.118
效率高
3.汽轮机的用途
火力发电厂
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核电站
主要用途：在火力发电厂和核电站中驱动发电机
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其他用途：驱动其他设备。 驱动船舶螺旋桨
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汽轮机的外观
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二、汽轮机的发展史
1883年， Laval （瑞典）研制出第一台轴流式汽轮机3.67kW
1920给水回热汽轮机
1925第一台中间再热汽轮机
70年代后，进入百万级
汽轮机主要制造业：
GE Co.（General Electric Corporation) 美国通用电气公司（冲动式）
WH Co. (Westing House Electric Corporation) 西屋 （反动式）
BBC (Brown Boveri Co.)
瑞士
（反动式）
AA (Alsthon-Atlantague Co.)
汽轮机分类介绍
汽轮机分类介绍汽轮机分类介绍1. 汽轮机的基本概念和工作原理汽轮机是一种将热能转化为机械能的装置，广泛应用于发电厂、船舶、工厂等各个领域。
它通过利用高温高压蒸汽对涡轮叶片进行冲击推动叶轮转动，进而带动发电机或其他设备转动，产生电力或机械动力。
2. 汽轮机的分类根据不同的分类标准，汽轮机可以分为以下几类：2.1 按工作原理分类2.1.1 背压式汽轮机背压式汽轮机是最简单的一种汽轮机，其主要由一台汽轮机和一个背压式蒸汽负载组成。
蒸汽进入汽轮机的叶轮进行膨胀，然后排出，供应给背压负载使用。
2.1.2 凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机在汽轮机的排汽端设置了凝汽器，用来冷却和凝结从汽轮机中排出的蒸汽，形成液态水，然后继续供给锅炉，循环利用。
2.2 按燃料类型分类2.2.1 燃气汽轮机燃气汽轮机主要是利用天然气等燃气作为燃料，通过燃烧产生高温高压的气体，推动涡轮旋转，进而带动发电机等设备发电。
2.2.2 燃煤汽轮机燃煤汽轮机则是利用煤炭等燃料进行燃烧，产生高温高压的蒸汽，进而推动涡轮旋转，发电。
2.2.3 生物质汽轮机生物质汽轮机是利用可再生能源生物质作为燃料，通过燃烧产生蒸汽，推动涡轮旋转，发电。
2.3 按用途分类2.3.1 发电用汽轮机发电用汽轮机是最常见的汽轮机类型，广泛应用于各种发电厂，通过将热能转化为电能，满足人们对电力的需求。
2.3.2 船用汽轮机船用汽轮机主要用于船舶推进系统，通过将蒸汽产生的机械能转化为推力，推动船舶在水中前进。
2.3.3 工业用汽轮机工业用汽轮机通常用于工厂、化工等领域，将蒸汽产生的机械能转化为机械动力，驱动各种设备运行。
3. 典型汽轮机的特点与应用不同类型的汽轮机具有各自的特点和应用场景：- 背压式汽轮机常用于能量回收系统、锅炉冷热联产等领域，其简单可靠，适用于小型工业应用。
- 凝汽式汽轮机适用于大型发电厂和冷热联产系统，能够提高热效率，减少能量损失。
- 燃气汽轮机由于燃料利用率较高，具有灵活、快速启动等优点，被广泛应用于城市供热、发电等领域。
汽轮机基础知识(教材)
汽轮机基本概念、工作原理介绍一、汽轮机运行基础知识1、流体力学基础知识一、流体的物理性质1、流动性流体的流动性是流体的基本特征，它是在流体自身重力或外力作用下产生的。
这也是流体容易通过管道输送的原因2、可压缩性流体的体积大小会随它所受压力的变化而变化，作用在流体上的压力增加，流体的体积将缩小，这称为流体的可压缩性。
3、膨胀性流体的体积还会随温度的变化而变化，温度升高，则体积膨胀，这称为流体的膨胀性。
4、粘滞性粘滞性标志着流体流动时内摩擦阻力的大小，它用粘度来表示。
粘度越大，阻力越大，流动性越差。
气体的粘度随温度的升高而升高，液体的粘度随温度的升高而降低。
二、液体静力学知识1、液体静压力及其基本特性液体静压力是指作用在液体内部距液面某一深度的点的压力。
液体静压力有两个基本特性：①液体静压力的方向和其作用面相垂直，并指向作用面。
②液体内任一点的各个方向的静压力均相等。
2、液体静力学基本方程Ｐ＝Ｐa＋ρgｈ式中Pa----大气压力ρ-----液体密度上式说明：液体静压力的大小是随深度按线性变化的。
3、绝对压力、表压力和真空①绝对压力：是以绝对真空为零算起的。
用Pj表示。
②表压力（或称相对压力）：以大气压力Pa为零算起的。
用Pb表示。
③真空：绝对压力小于大气压力，即表压Pb为负值。
绝对压力、表压力、真空之间的关系为：Pj=Pa+Pb三、液体动力学知识1、基本概念①液体的运动要素：液体流动时，液体中每一点的压力和流速，反映了流体各点的运动情况。
因此，压力和流速是流体运动的基本要素。
②流量和平均流速：假定流体在流过断面时，其各点都具有相同的流速，在这个流速下所流过的流量与同一断面各点以实际流速流动时所流过的流量相当，这个流速称为平均流速，记作V。
单位时间内，通过与管内液流方向相垂直的断面的液体数量，称为流量。
流量可分为体积流量Qv和质量流量Qm。
Qv=V AQm=ρV A③稳定流和非稳定流：稳定流是指流体流速和压力不随时间的变化而变化的流动，反之则为非稳定流。
汽轮机设备介绍
轴端汽封
轴封上的 汽封体
转子上的 汽封槽
为了完全阻止漏汽（气），采用轴封系统，将蒸汽相入汽 汽封中，阻断泄漏通道。
●隔板汽封：隔板内圆与转子之间的汽封。阻止蒸汽绕过喷嘴流 到隔板后。
●通流部分汽封（叶顶、叶根汽封）：阻止动叶顶、叶根处漏汽。
喷嘴
隔板体
（四）轴承 ●类型（按作用）：支持轴承、推力轴承。 1.支持轴承工作原理： （1）作用： 支撑转子重力+转动引起的附加加力，并确定转子的 径向位置，保证动、静部分的径向间隙。
2.热耗率：汽轮发电机组每发1KW.h的电所消耗的 热量。
汽轮机主要设备
汽轮机本体 汽 轮 机 设 备
汽轮机辅助设备
静子
转子 凝汽器 加热器
汽缸、隔板、 汽封、轴承
动叶片、主轴、 叶轮（转鼓）、 联轴器、盘车装置
除氧器
抽气器（真空泵）
一、汽轮机静子
（一）汽缸：是汽轮机的外壳。
1.作用：将汽轮机的通流部分与大气隔开，将蒸汽包容 在汽缸中膨胀做功，完成其能量转换。
汽轮机设备及系统
汽轮机的一般概念
1.定义： 汽轮机----将蒸汽的热能转换成机械能的高速旋转机械。 汽轮机设备----汽轮机本体设备及其附属设备。 汽轮发电机组----汽轮机与发电机的组合。
2.主要用途：在火电厂和核电站中，做为带动发电机的原动 机；也可直接用来驱动给水泵（称汽动给水泵）。
汽轮机的分类
2.结构特点：圆筒形或圆锥形；采用水平对分式，即分 为上、下汽缸，其垂直结合面用法兰螺栓连接。
3.根据功率不同，汽轮机有单缸、多缸结构。 单缸结构：用于功率100MW以下汽轮机。 双缸结构（1高、1低压缸）：如功率100MW、125MW汽轮机。 三缸结构（高、中、低压缸）：如200MW汽轮机。 四缸结构（1高、1中、2低）：如300MW、600MW汽轮机。 4.根据蒸汽参数不同，汽轮机有单层缸、多层缸结构。 超高压参数以上汽轮机高压缸、中压缸采用双层汽缸 低压缸用双层或三层汽缸（排汽室仍用单层结构）。 排汽室：汽轮机末级动叶排出的蒸汽导入凝汽器的部分。
汽轮机概念
汽轮机概念汽轮机是指带有叶轮的热机，是介于汽机和水轮机之间的一种热动机。
该类机械利用液体（如水或汽油）/燃料（如煤炭、天然气或核燃料）与叶轮之间的相互作用，以转动机械轴，来提供动力的机械装置。
汽轮机的命名来源于它的做功原理，即利用机械空气压缩机将低温低压的液体转变为高温高压的液体，然后再利用叶轮对该高压低温液体进行排放，以转动机械轴来提供动力。
自18世纪末发明汽轮机开始，汽轮机的生产和应用迅速发展，家用电力发电机的发明、蒸汽船的大量投入使用以及火车动力的发明，促进了汽轮机的发展。
18世纪末和19世纪初，英国和美国的著名发明家们对汽轮机的研究工作也取得了长足的成就，如英国的爱德华·贝克利（Edward Beckley）、约翰·吉罗（John Gill），美国的约翰·朴斯洛（John Piston），威廉·马尔福（William Marlow），他们都是重要的汽轮机发明家。
目前，汽轮机已经成为大型发电站中使用最多的动力设备，充当着该电厂提供动力的主要设备。
根据内燃机是否有涡轮增压装置，可以分为涡轮机和非涡轮机两类。
涡轮机采用涡轮增压，将内燃机的排气热能转换为机械能，以更高的效率实现动力推进。
另一方面，无涡轮机即使在大量燃烧热量和较低的动力转换效率的条件下，也能获得大量的动力输出。
随着技术的发展，多元技术与多种材料的融合，汽轮机也逐步由传统的缸体机制发展成螺旋桨机制，螺旋桨机具有体积小、结构紧凑、效率高、振动小、维护方便等特点，是当今机械发展的重要方向，深受广大科学工程技术人员的青睐。
汽轮机的发展过程，受历史的标签，及新材料技术的推动，中国，英国，美国都参与其中，形成一个全球性的发展新趋势。
从可再生能源、能源节约及新能源研究项目中，汽轮机以它出色的性能被一再升华，真正成为技术进步的标志之一。
DEH基础知识培训
二、 DEH系统介绍
DEH控制装置组成 ：
包括三大部分
控制柜 软件 液压执行机构
杭州3和工利程时课项自件动目（化内管有部理限资规公料划司）DEH培训
DEH机构
LVDT反馈
主控 主控 I/O模块
I/O模块
SM461/SM34 61
伺服模块
操作员站
HUB
控制柜
处理通用标准信 号AI、DI、AO、
DO、PI等等
一、汽轮机的一般概念
汽轮机的供汽方式 ：
供汽方式
单元制
－滑压启动，机炉协调控制
母管制
调节阀启动
－定压启动，启动方式 主汽门启动
旁通阀启动
杭州和利时自动化有限公司DEH培训课件（内部资料） 3 工程项目管理规划
一、汽轮机的一般概念
发电工艺流程 ：
燃料 风
化学能
燃烧
燃烧
水 热能
势能
吹动转子 机械能
电机转子 电能
杭州3和工利程时课项自件动目（化内管有部理限资规公料划司）DEH培训
二、 DEH系统介绍
DEH主要功能 ： ➢ 自动调节控制功能 ➢ 限制控制功能 ➢ 试验控制功能 ➢ 保护控制功能
杭州3和工利程时课项自件动目（化内管有部理限资规公料划司）DEH培训
二、 DEH系统介绍
DEH主要功能 －自动调节控制功能
➢ 试验部分：包括喷油试验部套、遮断试验部套等。
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二、 DEH系统介绍
传统的电液转换器 ：
杭州3和工利程时课项自件动目（化内管有部理限资规公料划司）DEH培训
二、 DEH系统介绍
新型的DDV电液转换器 ：
汽机本体部分讲义
汽机本体部分讲义一、汽轮机原理及其分类：1、汽轮机作功原理：汽轮机是一种以蒸汽为工质，利用蒸汽热能作功的旋转式原动机。
蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，首先将蒸汽的热能在喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。
图一是简单的单级冲动式示意图。
喷 嘴动 叶蒸 汽图 一从上图可以看出：具有一定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速，蒸汽的压力、温度降低，速度增加。
将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能。
从喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道中，汽流改变速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力，推动叶轮旋转作功。
上面在讲述过程中，我们提到了“级”这个名词，那么什么叫级？它就是一列喷嘴叶栅和其后相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元。
它是蒸汽进行能量转换的基本单元。
我公司其它三台机组汽缸级的组成：高压缸由一个单列调节级和八个压力级组成；中压缸由十一个压力级组成；低压缸由2个12个压力级组成。
国产汽轮机的型号表示方法：变型设计次序蒸汽参数额定功率（）汽轮机类型N300------16.5/535/535表示：凝汽式；亚临界；一次中间再热；主蒸汽温度535℃；再热蒸汽温度535℃；额定功率300MW 。
二、汽轮机本体部分的组成：汽轮机本体部分由两大部分组成：静止部分和转动部分。
下面逐一讲述： 静止部分：（一）、汽缸（高压外缸图纸）1、汽缸的作用：汽缸即汽轮机的外壳，将汽轮机的通流部分与大气隔开，以形成蒸汽热能转换为机械能的密闭腔室。
为了便于制造、安装和检修，汽缸一般沿水平中分面分为上、下两个半缸，通过水平法兰用螺栓装配紧固。
汽缸工作时受力情况复杂，除了承受缸内、外汽体的压差以及汽缸本身和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下，对汽缸的作用力以及沿汽缸轴向、径向温度分布不均匀所引起的热应力。
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第1章汽轮机概念及其分类
1.1 汽轮机概述
1.1.1 汽轮机的概念
概念：汽轮机是一种将蒸汽的热能转换成机械能的蒸汽动力装置，又称为蒸汽透平。
汽轮机是以蒸汽为工质的旋转式机械，主要用作发电原动机，也用来直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
特点：功率大、转速高、运行平稳、热经济性高、易损件少，运行安全可靠，调速方便、振动小、噪音小等。
1.1.2 汽轮机的工作原理
1、具有一定温度（T）和压力（P）的蒸汽（锅炉或核反应堆）首先进入固定不动的喷嘴（也称静叶），蒸汽在喷嘴内膨胀，蒸汽的压力（P）、温度（T）不断降低，速度（V）增大，形成一股高速汽流，蒸汽的热能转化为动能。
2、高速汽流流经动叶（也称叶片）做功，动叶片带动汽轮机转子以一定的速度均匀转动，蒸汽的动能转化为机械能。
能量转换过程：蒸汽在汽轮机中，能量转换包括2个阶段，如图1所示：
图1 汽轮机能量转换过程
1.1.3 汽轮机的分类
汽轮机的类别和型式很多，可按工作原理、主蒸汽（进汽）参数、热力特性、结构类型、转速、用途等几个方面进行分类（如表1所示）。
1、按工作原理分类
（1）冲动式汽轮机：各级按照冲动原理设计，蒸汽主要在静叶（喷嘴）叶栅槽道中膨胀，在动叶叶栅槽道中主要改变流动方向，只有少量膨胀。
（2）反动式汽轮机：各级按冲动和反动原理设计，蒸汽在静叶（喷嘴）叶
栅槽道和动叶叶栅槽道中都发生膨胀，且膨胀程度相等。
备注：调节级采用冲动级，其它级均为反动级。
（3）冲动反动组合式汽轮机：转子各级动叶片既有冲动级又有反动级。
2、按主蒸汽（进汽）参数分类
（1）低压汽轮机：压力小于1.47 Mpa（0.12～1.5MPa）
（2）中压汽轮机：压力为1.96～3.92 Mpa（2~4 MPa）
（3）次高压汽轮机：压力为5~6 MPa
（4）高压汽轮机：压力为5.88～9.81 Mpa（6~12Mpa）
（5）超高压汽轮机：压力为11.77～13.93 Mpa（12~14 MPa）
（6）亚临界压力汽轮机：压力为15.69～17.65 Mpa（16～18 MPa）
（7）超临界压力汽轮机：压力大于22.15 Mpa
（8）超超临界压力汽轮机：压力大于32 Mpa
3、按热力特性分类
（1）凝汽式汽轮机（N）：蒸汽在汽轮机内做功后，乏汽（排汽）在低于大气压力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。
备注：有些小汽轮机没有回热系统，称为纯凝汽式汽轮机。
（2）背压式汽轮机（B）：蒸汽在汽轮机内做功后，乏汽（排汽）在高于大气压力的状态下供热用户使用，没有布置凝汽器用于乏汽的冷凝。
备注：若乏汽（排汽）作为其它中低压汽轮机的新汽时，称为前置式汽轮机。
（3）抽汽凝汽式汽轮机（调节抽汽式汽轮机）：在汽轮机的级间某一位置抽出部分蒸汽，调整压力后对外供热，其余蒸汽在汽轮机内做功，做功后乏汽（排汽）在低于大气压力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。
（4）抽气背压式汽轮机：在汽轮机的级间某一位置抽出部分蒸汽，供热用户使用，其余蒸汽在汽轮机内做功，做功后乏汽（排汽）在高于大气压力的状态下供热用户使用，没有布置凝汽器用于乏汽的冷凝。
备注：调节抽汽和排汽都供热用户使用。
（5）中间再热式汽轮机：新汽在高压缸做功后，进入锅炉再热器再热，经过再热后的高压缸排汽进一步进入低中压缸做功，最后乏汽（排汽）在低于大气压力的真空状态下全部排入凝汽器，凝结成水。
（a）凝汽式汽轮机（b）背压式汽轮机（c）抽汽凝汽式汽轮机
图2 汽轮机分类
4、按汽流方向分类
（1）轴流式汽轮机：组成汽轮机的各级叶栅沿轴向依次排列，汽流方向的总趋势是轴向的，绝大多数汽轮机都是轴流式汽轮机。
（2）辐流式汽轮机：组成汽轮机的各级叶栅沿半径方向依次排列，汽流方向的总趋势是半径方向的。
5、按用途分类
（1）电站汽轮机：用来发电或热电联产的汽轮机，汽轮机转速恒定，也称为恒速汽轮机。
主要采用凝汽式汽轮机，也采用同时供热供电的(抽汽式、背压式)汽轮机。
如图3所示。
（2）工业汽轮机：用于拖动风机、水泵、油泵等转动机械，其运行速度经常是变动的，也称为变转速汽轮机。
（3）船用汽轮机：用于船舶的动力装置，驱动螺旋桨。
为适应倒车的需要，其转动方向是可变的。
6、按汽缸的数目分类
（1）单缸汽轮机
（2）双缸汽轮机
（3）多缸汽轮机
图3电站汽轮机工作简易示意图
7、按排汽冷却方式分类
（1）水冷（湿冷）汽轮机：汽轮机排汽由循环水（通过冷凝器）冷却，凝结成水。
（2）空冷（干冷）汽轮机：采用空气（风）带走凝汽器废热的汽轮机。
汽轮机排汽经空气直接冷却或间接冷却，凝结成水，常用于缺水富煤地区。
8、按燃料分类
（1）火电汽轮机：燃用化石燃料（煤、石油、天然气等）。
（2）核电汽轮机：核燃料。
图4 简单蒸汽循环汽轮机示意图
9、按热力循环方式分类
（1）简单循环汽轮机：以蒸汽为单一工质进行发电，如图4所示。
（2）燃气-蒸汽联合循环：以燃气轮机的排气（高温烟气）作为热源，进入余热锅炉加热水形成一定温度和压力的水蒸汽，水蒸汽进入汽轮机进行发电。
10、按转速分类
（1）低速汽轮机：n＜3000 r/min
（2）中速汽轮机：n＝3000 r/min
（3）高速汽轮机：n＞3000 r/min
由于发电机的极数只能成对增加或减小，大型汽轮机的转速通常选用两档：（1）对于50Hz电网：3000 r/min或1500 r/min；
（2）对于60Hz电网：3600 r/min或1800 r/min。
3000 r/min和3600 r/min称为全转速机组，1500 r/min和1800 r/min称为半转速机组。
工业用、给水泵小汽轮机，最高转速可达12000r/min（变转速）。
1.1.4 汽轮机的型号
汽轮机型号表示汽轮机基本特性，我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号，其型号组成方式如图5所示。
表2给出了我国常用汽轮机型式号，表3给出了我国常用汽轮机型号中蒸汽参数表示法。
图5汽轮机型号的表示方法
例一：N300-16.7/537/537-2型汽轮机
含义：300MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为16.7MPa，温度为537ºC，再热蒸汽温度537ºC，中间再热凝汽式汽轮机，属第二次变型设计。
例二：N100-90/535型汽轮机
含义：100MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为8.82 MPa，温度为535ºC。
表2 汽轮机型式代号
代号型式代号型式
N凝汽式CB抽汽背压式
B背压式CY船用
C一次调整抽汽式Y移动式
表3汽轮机型号中蒸汽参数表示法
1、N3-2.35：3MW凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为2.35 MPa。
2、C12-4.9/1.5/0.98：12MW抽汽式汽轮机，主蒸汽压力为4.9 MPa，高压抽汽压力为1.5 MPa，低压抽汽压力为0.98 MPa。
3、CC12-3.43/0.98/0.49：12MW两次调整抽汽式汽轮机，主蒸汽压力为
3.43MPa ，一级抽汽压力为0.98 MPa、二级抽汽压力为0.49 MPa。
4、B3-3.43/0.49 ：3MW背压式汽轮机、主蒸汽压力为3.43MPa ，背压为
4.9 MPa。
5、CB12-4.9/1.18/0.17：12MW抽汽背压式汽轮机、主蒸汽压力为4.9 MPa、抽汽压力为1.18 MPa、背压为0.17 MPa。