火力发电厂教学软件知识点总结.docx
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火力发电厂教学软件知识点总结
火力发电厂实习热动
一.火力发电生产过程3
二.水、煤、空气路径3
三.火电厂设备简介3
1.给水泵3
2.加热器3
3.省煤器3
4.汽包3
5.过热器3
6.汽轮机3
7.发电机3
8.再热器3
9.凝汽器3
10.凝结水泵3
11.除氧器3
12.磨煤机3
13.空气预热器3
14.煤粉燃烧器3
四.火电厂热力系统(thermalsystemofacoal-fired)3
(一)给水系统(feed-watersystem)3
(二)过热汽系统(superheatedsteamsystem)3
(三)再热汽系统(reheatedsteamsystem)3
(四)输煤系统(coalhandlingsystem)3
(五)制粉燃烧系统(pulverized-coalpreparationandfiringsystem)3
(六)除灰排渣系统(ashhandlingsystem)3
(七)主、再热蒸汽系统(mainandreheatedsteamsystem)3
(八)三级旁路系统(3-stageby-passsystem)3
(九)回热抽汽系统(extractionsteamsystemforrecuperativefeed-waterheaters)3
(十)加热器疏水系统(feed-waterheatersdrainsystem)3
(十一)凝结水系统(condensatesystem)3
(十二)给水除氧系统(feed-waterdeaeratingequipment)3
(十三)循环水系统(watercirculationsystem)3
(十四)射水抽气系统(waterjetejectionsystem)3
(十五)高速弹性调节系统(high-speedflexiblecontrolsystem)3
(十六)汽轮机油系统(steamturbineoilsystem)3
(十七)轴封汽系统(steamturbineshaftglandsteamsystem)3
五.锅炉设备3
(一)锅炉本体设备3
1.汽包(drum)3
2.下降管(downcomer)3
3.水冷壁(waterwall)3
4.过热器(superheater)3
5.再热器(reheater)3
6.省煤器(economizer)3
7.炉膛(furnace)3
8.燃烧器(burner)3
9.点火装置(ignitor)3
10.空气预热器(airpreheater)3
(二)锅炉辅助设备3
1.给水设备(feed-waterequipment)3
2.通风设备(airandgascirculatingequipment)3
3.输煤设备(coalhandlingequipment)3
4.制粉设备(pulverized-coalpreparationequipment)3
5.除尘设备(flyashprecipitatingequipment)3
6.除灰设备(ashhandlingequipment)3
7.锅炉附件(boiler’saccessories)3
六.汽轮机设备3
(一)汽轮机本体部分3
1.汽缸(cylinder)3
2.隔板(diaphragm)3
3.汽封(glandandsteamsealingsystem)3
4.轴承(bearing)3
5.汽轮机转子(steamturbinerotor)3
6.动叶片(blade)3
7.叶轮(bladeddisk)3
8.联轴器(coupling)3
9.盘车装置(turninggear)3
(二)汽轮机辅助设备3
1.凝器设备(condensingequipment)3
2.循环水设备(watercirculationequipment)3
3.回热加热设备(recuperativeheatingequipment)3
4.给水除氧系统(feed-waterdearatingequipment)3
5.汽封设备(steamsealingpackings)3
6.供油设备(oilsupplysystem)3
7.旁路设备(by-passequipment)3
(三)汽轮机调节保安系统3
随着生产的发展和人民生活水平的提高,迫切需要更多的能源,尤其是电力的供应。
而火力发电则是电力生产的主要组成部分。
根据动力设备的类型,火力发电厂分为蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂和内燃机发电厂等。
目前,以原煤为燃料的蒸汽动力发电厂最为多见,其主要设备是锅炉、汽轮机和发电机,称为三大主机。
蒸汽动力发电厂的生产过程就是能量转化的过程,燃料的化学能在锅炉中转变为热能,再通过汽轮机将热能转变为机械能,最后在发电机中将机械能转变为电能。
一.火力发电生产过程
燃煤由输煤皮带机输送到原煤斗中,再进入磨煤机磨制成煤粉,煤粉在空气的输送下,经喷燃器喷入锅炉燃烧室燃烧。
送风机将空气送入空气预热器中加热成热空气,热空气起到助燃、干燥并输送煤粉的作用。
煤粉在锅炉燃烧室内燃烧,将一部分热量传给燃烧室四周的水冷壁,燃烧时产生的高温烟气流经过热器、再热器、省煤器和空气预热器等受热面,将热量传递给蒸汽、水和空气,低温烟气经过除尘器除去飞灰,在引风机的作用下,从烟囱排向大气。
锅炉下部的灰渣和除尘器下部的细灰经灰渣沟由灰渣泵排送到灰场。
水在水冷壁中吸热变为汽水混合物,经汽包汽水分离后,饱和蒸汽进入过热器,在过热器中继续吸收热量变为过热蒸汽,然后送入热汽轮机高压缸作功,高压缸出口的蒸汽回到锅炉再热器中吸收热量,再进入汽轮机的中、低压缸继续作功。
蒸汽在汽轮机中膨胀作功,推动汽轮机转子旋转并带动发电机产生电能。
汽轮机的排汽进入凝汽器放热而凝结为水,凝结水由凝结水泵经低压加热器加热后送入除氧器,除氧后的水经给水泵送往高压加热器进一步加热后进入锅炉。
如此周而复始,不断产生电能。
二.水、煤、空气路径
水循环路径:
给水泵—高压加热器—省煤器—汽包—下降管—下降管分配联箱—水冷壁—汽包—过热器—(主蒸汽)—(汽轮机)高压缸—再热器—(汽轮机)中、低压缸—凝汽器—凝结水泵—低压加热器—除氧器—给水泵
烟风及燃烧系统:
送风机—空气预热器—(空气预热器出来的风有两条出路,1.一部分进入磨煤机输送、加热并干燥煤粉,然后与煤粉一同进入粗粉分离器和细粉分离器,细粉分离器分离出的煤粉进入煤粉仓,而分离出来的空气中仍含有少量煤粉,称为乏气,乏汽由排粉机抽出,抽出来的乏气把由给粉机送出的煤粉通过燃烧器喷入炉膛燃烧,这种将煤粉送入炉膛燃烧的热风称为一次风。
(送风机—空气预热器—磨煤机—粗粉分离器—细粉分离器—燃烧器—炉膛)2.另一部分经过燃烧器直接进入炉膛帮助燃烧,称为二次风。
(送风机—空气预热器—燃烧器—炉膛)—燃烧器—炉膛—烟道(过热器、再热器、省煤器、空气预热器)—除尘器—引风机—烟囱—大气
制粉系统:
原煤仓—给煤机—磨煤机(空气加热器加热的部分热风也进入磨煤机)—粗粉分离器(不合格的送回磨煤机)细粉分离器(也称旋风分离器)—(乏汽即一次风由排粉机抽出,通过燃烧器喷入炉膛燃烧)煤粉仓—给粉机—炉膛
三.火电厂设备简介
1.给水泵
将给水从除氧器水箱中抽出升压输送到锅炉的水泵。
给水泵由电动机或小汽轮机驱动。
根据运行转速可分为定速泵和变速泵。
2.加热器
利用汽轮机抽汽来加热给水的容器。
加热器分为高压加热器和低压加热器。
高压加热器位于给水泵和锅炉之间,流过的给水压力和温度较高;低压加热器位于凝结水泵和除氧器之间,流过的给水压力和温度较低。
3.省煤器
利用锅炉排烟余热加热给水的受热部件。
用于降低排烟温度,提高锅炉效率,节约燃料量,所以称为省煤器。
4.汽包
锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化,构成水循环回路并蓄存一定量的水的筒形压力容器。
5.过热器
把饱和蒸汽加热到额定过热温度的锅炉受热面部件。
按传热方式可分为对流过热器、半辐射过热器和辐射过热器。
6.汽轮机
由水蒸气驱动作旋转运动的原动机。
汽轮机将锅炉送来的蒸汽的热能转换为机械能,驱动发电机发电。
7.发电机
由原动机带动一直流励磁的磁极转子旋转,使静止部分的定子绕组感应出交流电动势,从而输出电能的交流电机。
8.再热器
把汽轮机高压缸或中压缸的排汽重新加热到一定温度的锅炉受热部件。
按传热方式可分为对流再热器和辐射再热器两种。
9.凝汽器
接受汽轮机排汽并使之凝结的热交换器。
10.凝结水泵
从凝汽器下部热井中将凝结水抽出并升压送往除氧器的水泵。
11.除氧器
除去给水中溶解的气体的混合式加热器。
12.磨煤机
将破碎后粒度为25mm左右的原煤磨制成煤粉,以供锅炉燃烧的机械设备。
13.空气预热器
利用锅炉尾部烟气的热量加热燃料燃烧所需的空气,以提高锅炉效率的热交换装置。
14.煤粉燃烧器
将煤粉和一定比例的空气送入炉膛进行燃烧的装置。
依据射流类型和布置方式不同,煤粉燃烧器可分为旋流式和直流式两种。
四.火电厂热力系统(thermalsystemofacoal-fired)
(一)给水系统(feed-watersystem)
给水系统是指锅炉的水系统,它不断地向锅炉供应给水以保证正常的水循环。
给水泵将除氧器的水升压后送往高压加热器,经过给水操作台进入锅炉的省煤器,省煤器将给水加热后送往汽包,下降管把汽包的水分配到水冷壁的各个下联箱,水冷壁吸收炉膛高温火焰(烟气)的辐射热使水变成汽水混合物,汽水混合物进入汽包进行汽水分离,分离出来的水继续进行水循环,分离出来的饱和蒸汽进入顶棚过热器。
(二)过热汽系统(superheatedsteamsystem)
过热汽系统是将饱和蒸汽加热称为具有一定温度和压力的过热蒸汽。
汽包来的饱和蒸汽进入顶棚过热器,顶棚过热器中间联箱出来后分三路:
前包覆过热器、中间隔墙和后包覆过热器,三路都进入低温过热器,在低温过热器出口联箱汇集,经过一级喷水减温后送往前屏过热器,出口左右交叉换位后进入后屏过热器,在高温过热器进口联箱上经过二级喷水减温并左右交叉后换位,然后进入高温过热器,高温过热器出口的过热蒸汽进入集汽联箱,最后通过主蒸汽管道送往汽轮机高压缸做功。
(汽包—顶棚过热器—顶棚过热器中间联箱—前包覆过热器、中间隔墙和后包覆过热器—低温过热器—低温过热器出口联箱(一级喷水减温)—前屏过热器—后屏过热器—高温过热器进口联箱(二级喷水减温)—高温过热器—集汽联箱—主蒸汽管道—高压缸)
(三)再热汽系统(reheatedsteamsystem)
再热汽系统是将汽轮机高压缸排汽重新加热成一定温度的再热蒸汽,送往汽轮机中压缸作功。
汽轮机高压缸排汽进入低温再热器的进口联箱,在低温再热器出口左右交叉换位后进入高温再热器,在高温再热器出口联箱汇集,然后通过再热蒸汽管道送往汽轮机中压缸继续做功。
在低温再热器进口管段上设有事故喷水装置,在高温再热器的进口联箱上设有微量喷水装置。
(高压缸—低温再热器进口联箱—低温再热器—高温再热器—高温再热器出口联箱—再热蒸汽管道—中压缸)
(四)输煤系统(coalhandlingsystem)
输煤系统是将火车或轮船运输来的煤卸下来并经过杂物清除和破碎后输送到锅炉的原煤仓,或直接送往电厂的煤场备用。
场外运输来的煤由卸煤机卸下,由煤斗进入皮带输送机,在转运站内进行筛选,除去铁等其它杂物后,再由碎煤机破碎成小煤块,然后由皮带输送机经输煤栈桥一直送往锅炉房内,最后用犁煤器将原煤分配给各个煤仓。
来煤卸下后也可以直接送往煤场,在需要时由皮带输送机送往锅炉的原煤仓。
(火车轮船—卸煤机—煤斗—皮带输送机—转运站—除铁器—碎煤机—输煤栈桥—锅炉房—犁煤器—煤仓)
(五)制粉燃烧系统(pulverized-coalpreparationandfiringsystem)
制粉燃烧系统包括制粉系统和风烟系统,是将原煤干燥并磨制成一定细度的煤粉,送入炉膛中燃烧,同时送入煤粉燃烧所需要的空气,并把燃烧所产生的烟气排出炉外。
原煤仓的煤通过给煤机送入磨煤机,同时空气预热器送来热风,原煤同时被干燥和磨制,磨制好的煤粉被空气吹出,向上流动进入粗粉分离器,粗粉分离器将不合格的煤粉分离出来送回磨煤机重新再磨,合格的煤粉继续向上进入细粉分离器内进行风粉分离,分离出来的煤粉进入煤粉仓或进入螺旋输粉机调剂相邻制粉系统,分离出来的空气(乏气)进入排粉机,作为一次风,排粉机出口的乏气携带给粉机下来的煤粉进入炉膛中燃烧,燃烧生成的烟气从炉膛出口离开炉膛,经过水平烟道、竖井烟道和尾部烟道的各个受热面后,在电除尘器中除去烟气中的飞灰,然后由引风机经烟囱排入大气。
送风机抽取大气,送入尾部烟道的空气预热器中加热,空气预热器出口的热空气一般分三路:
一路送入磨煤机中起干燥和通风作用;一路直接进入二次风箱作为二次风;另一路是热风再循环,热空气回到送风机进口,以提高进口风温。
另外对于热风送粉的制粉系统,热空气还要进入一次风箱作为一次风。
(六)除灰排渣系统(ashhandlingsystem)
除灰排渣系统清除燃料燃烧后从炉膛冷灰斗排出的炉渣、烟道灰斗落下的飞灰和除尘器分离收集的细灰,并将灰渣输送到灰场。
进入灰沟的灰渣有三种:
炉膛冷灰斗排出的炉渣,由捞渣机捞出后经碎渣机破碎;烟道灰斗落下的飞灰,进入冲灰器;除尘器分离收集的细灰,进入冲灰器。
它们最后都进入灰沟,被冲灰水泵来的激流冲入灰渣池,变成灰水混合物,灰浆泵将灰水混合物升压,最后通过压力输送管道送往灰场。
(七)主、再热蒸汽系统(mainandreheatedsteamsystem)
主蒸汽系统是锅炉过热器出口联箱到汽轮机主汽门之间的蒸汽管道的连接系统。
汽轮机高压缸的排汽返回锅炉再热器再热后送回汽轮机中压缸的蒸汽管道系统,称再热蒸汽系统。
火电厂中大功率中间再热机组的每台汽轮机和锅炉为独立的单元连接方式。
主、再热蒸汽系统之间一般有高压旁路装置。
(八)三级旁路系统(3-stageby-passsystem)
三级旁路系统是中间再热机组设置的与汽轮机并联的蒸汽减压减温系统。
旁路系统通常分一级旁路、二级旁路和三级旁路三种。
一级旁路即大旁路,它将蒸汽直接排凝汽器,多用于再热器不需保护的机组。
二级旁路系统由两部分组成:
从主蒸汽管道经减压阀和减温器接至低温再热蒸汽管道的高压旁路,和从高温再热蒸汽管道经减压阀和减温器接至凝汽器的低压旁路。
三级旁路即大旁路与高、低压旁路并联连接。
旁路减温水来自凝结水系统和给水系统。
(九)回热抽汽系统(extractionsteamsystemforrecuperativefeed-waterheaters)
回热抽汽系统是使用抽汽加热凝结水和给水的系统。
20万机组的一次抽汽从高压缸第9级后抽出,供3号高加。
二次抽汽从高压缸第12级后即到高压缸排汽管引出,除供2号高加外,还与四次抽汽相连。
三次抽汽从中压缸第15级后抽出,供1号高加。
四次抽汽从中压缸第17级后抽出供除氧器。
五次抽汽从中压缸第19级抽出,引到4号低加。
六次抽汽从中压缸第22级后抽出引到3号低加。
七次抽汽从低压缸第23(28、33)级后抽出,引到2号低加;八次抽汽从低压缸第25(30、35)级后抽出引到1号低加。
轴封加热器由轴封供气。
除八次抽汽外,各抽汽管道均装有电动截止门和液压逆止门。
(一十)加热器疏水系统(feed-waterheatersdrainsystem)
抽汽在表面式加热器中放热后的凝结水,称为加热器的疏水。
高加的疏水采用逐级自流方式,即3号高加的疏水借压力差自流入2号高加,2号高加的疏水通过疏水冷却器可流入1号高加,同时也可将2号高加的疏水直接导入除氧器。
1号高加疏水分两路,机组负荷80%以上时导入除氧器,反之,疏水导入4号低加。
4号低加疏水导入3号低加,3号低加的疏水导入2号低加,2号低加的疏水通过疏水泵打入该加热器后的主凝结水管道中,疏水泵故障时,2号低加的疏水也可通过疏水器导入凝汽器热井,1号低加的疏水导入凝汽器热井。
高加轴封加热器疏水导入1号低加,也有直接导入凝汽器的管道,低压轴加(轴封加热器)疏水通过疏水器导入凝汽器。
(一十一)凝结水系统(condensatesystem)
凝结水系统是凝汽器热井与除氧器之间设备和管道组成的系统。
凝汽器热井中的凝结水,由凝结水泵升压,经过轴封加热器和若干低压加热器后进入除氧器。
系统中有二台凝结水泵,一台运行,一台备用。
凝结水系统中设有一路再循环管,以保证机组再启动、停机或带低负荷运行时凝汽器的水位正常。
各加热器均装主凝结水的旁通门,当这些设备发生故障停时以旁通全部凝结水。
有一路凝结水,送到各次抽汽液压逆门,作为控制水,还送往有关旁路系统等处。
(一十二)给水除氧系统(feed-waterdeaeratingequipment)
给水除氧系统包括除氧层管路系统和给水系统两部分。
除氧器放置在14米标高以上。
放置除氧器的地方称为除氧层,与除氧器连接的管路系统称为除氧器系统。
主凝结水和锅炉疏水泵来水接到除氧头上方;除氧器的抽汽接到除氧头下方;高压加热器疏水接至除氧头。
自动主汽门和调门的门杆漏气、锅炉排污扩容器发生的蒸汽以及给水泵再循环水管从水箱顶部接入。
从除氧器的下水管到锅炉进水口,其间包括给水泵和高压加热器等,组成了给水系统。
系统中有三台给水泵,机组在额定负荷下,两台泵运行,一台泵备用。
给水泵的出水可以通过高压加热器,也可绕过高压加热器通过旁路直接送往锅炉。
每台给水泵均有再循环管,以保持需要的再循环流量。
(一十三)循环水系统(watercirculationsystem)
将汽轮机凝汽器使用的冷却水降温后又输入凝汽器循环使用的闭式供水系统。
经凝汽器使用后温度升高了的水,通过排水管进入冷却水塔冷却(补充水也进入冷却塔),然后经过输送冷却水的管路进入吸水井,循环水泵从吸水井吸水并将水压升高后送入凝汽器循环使用。
另外,循环水泵的出水也会送到冷油器等处作为冷却水。
(一十四)射水抽气系统(waterjetejectionsystem)
将凝汽器及有关负压设备和系统中漏入的空气及时抽出,以维持凝汽器真空的系统。
射水泵从射水箱吸水并升压后送送入射水抽气器,水在抽气器喷嘴里加速从而形成高度真空,通过抽气器与凝汽器的连接管将凝汽器等处的空气抽出,空气和谁经抽气器的扩压段扩压后送入射水箱。
真空破坏门可在必要时开启,是凝汽器真空快速下降,加快停机速度。
(一十五)高速弹性调节系统(high-speedflexiblecontrolsystem)
高速弹性调节系统是控制汽轮机转速和输出功率的组合装置。
当外界负荷变化时,汽轮机转速变化,与汽轮机主轴相联的调速器重块的离心力变化,是挡油板产生位移,这样又使随动滑阀喷油嘴的排油量变化,随动滑阀活塞两侧压力不平衡,产生位移,随动滑阀的运动痛过杠杆带动分配滑油活塞移动,使控油压Px变化,从而使错油门滑阀活塞移动,使错油门滑阀与油动机相连的油口打开,从而使油动机活塞移动,使调节阀开大或关小。
在油动活塞运动的同时,反馈滑阀活塞移动,使控制油压向相反方向变化,最终使错油门滑阀活塞居中,调节过程结束。
图中同步器的作用是并网前调机组转速,并网后调机组功率。
(一十六)汽轮机油系统(steamturbineoilsystem)
汽轮机系统是供机组调节、保安、轴承润滑、顶轴等工作用油的系统。
主油泵由汽轮机主轴直接带动,由主油泵打出来的油分成两路,一路通向调节系统,另一路通向二只并联的注油器。
其中一只注油器向主油泵进口供油,一只注油器的出油经冷油器向轴承供油,冷油器出来的油还通向顶轴系统,当油压高时通过溢油门将油流回油箱。
各轴承的排油由母管汇集后溜回油箱。
排烟机是用于排定油箱油面上的油烟与水汽。
交流电动高压油泵用于机组起动时代替主油泵的工作(这时机组转速较低,主油泵不能投入工作)向调节系统和注油器供油。
交流辅助油泵用于机组起动前打油循环和在停机、盘车时向机组各轴承提供润滑油。
另外当机组运行发生故障而润滑油压下降时,辅助油泵能自启功以维持必要的润滑油压。
直流油泵用于当润滑油压因故障下降而辅助油泵不能正常投入工作时向润滑系统供油。
(一十七)轴封汽系统(steamturbineshaftglandsteamsystem)
轴封系统是阻止汽缸高压部分蒸汽泄出和低压部分吸入空气的系统。
中、低压三个缸共有六组轴端汽封。
来自调节级后经1号汽封段和来自第九级后经2号汽封段的漏气一起引入第十级后做功。
高压缸3号汽封段漏气和中压1号汽封段露出的蒸汽一起导入五级抽汽。
经高压缸4、5号汽封段及中压缸2、3号汽封段漏出的蒸汽一起导入八级抽汽。
来自除氧器水箱汽空间或汽平衡管的轴封供气,经过压力调节器送到供汽母管(压力1.03绝对大气压),然后分别送至三个汽缸的端部汽封及有关阀门,各路供汽管上均有阀门用以调整汽封内压力。
汽封回汽(汽气混合物,压力为0.97绝对大气压)被抽到轴封加热器。
五.锅炉设备
(一)锅炉本体设备
1.汽包(drum)
概念:
汽包是循环锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化,组成水循环回路并蓄存一定水量的长筒形压力容器。
作用:
是加热、蒸发、过热过程的连接枢纽和分界;增加了锅炉的蓄热量,有利于运行调节;进行蒸汽的净化处理,保证蒸汽品质。
结构:
由筒身和封头组成,两端封头中部有入孔门。
内部装置有旋风分离器、清洗孔板、波形板、均汽孔板、加药管和排污管。
位置:
悬吊在炉膛前墙顶部的炉外大梁上,进口连接省煤器来水管和水冷壁汽水混合物引出管,出口连接下降管和顶棚过热器管。
2.下降管(downcomer)
概念:
下降管是水冷壁的供水管,它是蒸发设备的组成部分。
作用:
把汽包中的水连续不断的地送往水冷壁,以维持正常的水循环。
结构:
分为小直径分散下降管和大直径集中下降管。
位置:
布置在炉膛前墙外,进口连接汽包,出口连接水冷壁下联箱。
3.水冷壁(waterwall)
概念:
是指敷设在炉膛四周(或炉膛中见)由多根并联管组成的蒸发受热面部件,它是锅炉蒸发设备中的唯一受热面。
作用:
吸收炉膛火焰辐射热,使工质由水变成汽水混合物;降低烟气温度,防止炉膛结渣;保护炉墙,简化炉墙结构,减轻炉膛重量。
结构:
由进出口联箱和并联管子组成。
主要形式有光管式、销钉式和膜式水冷壁。
位置:
垂直地布置在炉膛四周(或炉膛中见),进口连接下降管或省煤器,出口连接汽包或过热器。
4.过热器(superheater)
概念:
过热器是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽的受热面部件。
作用:
提高电厂循环热效率;降低汽轮机排汽湿度,减轻末级叶片的浸蚀。
位置:
布置在炉膛上部、炉膛出口处、炉顶、水平烟道内和竖井烟道内。
进口连接汽包或水冷壁,出口连接主蒸汽管。
结构:
由进出口联箱和并列管排组成,分为:
高、低温过热器(对流式);前屏、壁式过热器(辐射式);后屏过热器(半辐射式);顶棚过热器、包覆管过热器。
5.再热器(reheater)
概念:
再热器
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