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文檔簡(jiǎn)介

1、燃燒設(shè)備網(wǎng)燃燒設(shè)備網(wǎng) 第六章第六章 燃燒設(shè)備燃燒設(shè)備 第一節(jié)第一節(jié) 直流煤粉燃燒器直流煤粉燃燒器 一煤粉燃燒器的作用一煤粉燃燒器的作用 煤粉燃燒器是燃煤鍋爐燃燒設(shè)備的主要部煤粉燃燒器是燃煤鍋爐燃燒設(shè)備的主要部件。其作用是:件。其作用是: (1) 向爐內(nèi)輸送燃料和空氣;向爐內(nèi)輸送燃料和空氣; (2) 組織燃料和空氣及時(shí)、充分的混合;組織燃料和空氣及時(shí)、充分的混合; (3) 保證燃料進(jìn)入爐膛后盡快、穩(wěn)定的著火,保證燃料進(jìn)入爐膛后盡快、穩(wěn)定的著火,迅速、完全的燃盡。迅速、完全的燃盡。 在煤粉燃燒時(shí),為了減少著火所需的熱量,在煤粉燃燒時(shí),為了減少著火所需的熱量,迅速加熱煤粉,使煤粉盡快達(dá)到著火溫度,迅

2、速加熱煤粉,使煤粉盡快達(dá)到著火溫度,以實(shí)現(xiàn)盡快著火。以實(shí)現(xiàn)盡快著火。 故將煤粉燃燒所需的空氣量分為一次風(fēng)和故將煤粉燃燒所需的空氣量分為一次風(fēng)和二次風(fēng)。二次風(fēng)。 一次風(fēng)的作用是將煤粉送進(jìn)爐膛,并供給一次風(fēng)的作用是將煤粉送進(jìn)爐膛,并供給煤粉初始著火階段中揮發(fā)分燃燒所需的氧煤粉初始著火階段中揮發(fā)分燃燒所需的氧量。量。 二次風(fēng)在煤粉氣流著火后混入,供給煤中二次風(fēng)在煤粉氣流著火后混入,供給煤中焦炭和殘留揮發(fā)分燃盡所需的氧量,以保焦炭和殘留揮發(fā)分燃盡所需的氧量,以保證煤粉完全燃燒。證煤粉完全燃燒。 直流燃燒器通常由一列矩形噴口組成。煤直流燃燒器通常由一列矩形噴口組成。煤粉氣流和熱空氣從噴口射出后,形成直流

3、粉氣流和熱空氣從噴口射出后,形成直流射流。射流。 二直流煤粉燃燒器的類(lèi)型二直流煤粉燃燒器的類(lèi)型 直流煤粉燃燒器的一、二次風(fēng)噴口的布置直流煤粉燃燒器的一、二次風(fēng)噴口的布置方式大致上有兩種類(lèi)型。一類(lèi)適用于燃燒方式大致上有兩種類(lèi)型。一類(lèi)適用于燃燒容易著火的煤,如煙煤、揮發(fā)分較高的貧容易著火的煤,如煙煤、揮發(fā)分較高的貧煤以及褐煤。煤以及褐煤。 這類(lèi)燃燒器的一、二次風(fēng)噴口通常交替間這類(lèi)燃燒器的一、二次風(fēng)噴口通常交替間隔排列,相鄰兩個(gè)噴口的中心間距較小。隔排列,相鄰兩個(gè)噴口的中心間距較小。 因一次風(fēng)攜帶的煤粉比較容易著火,故希因一次風(fēng)攜帶的煤粉比較容易著火,故希望在一次風(fēng)中煤粉著火后及時(shí)、迅速地和望在一次

4、風(fēng)中煤粉著火后及時(shí)、迅速地和相鄰二次風(fēng)噴口射出的熱空氣混合。這樣,相鄰二次風(fēng)噴口射出的熱空氣混合。這樣,在火焰根部不會(huì)因?yàn)槿狈諝舛紵煌暝诨鹧娓坎粫?huì)因?yàn)槿狈諝舛紵煌耆驅(qū)е氯紵俣冉档?。因而沿高度相全,或?qū)е氯紵俣冉档?。因而沿高度相間排列的二次風(fēng)噴口的風(fēng)量分配就接近均間排列的二次風(fēng)噴口的風(fēng)量分配就接近均勻。勻。分級(jí)配風(fēng)。分級(jí)配風(fēng)。 由于一次風(fēng)中攜帶的煤粉著火比較困難,由于一次風(fēng)中攜帶的煤粉著火比較困難,一、二次風(fēng)的混合過(guò)早,會(huì)使火焰溫度降一、二次風(fēng)的混合過(guò)早,會(huì)使火焰溫度降低,引起著火不穩(wěn)定。為了維持煤粉火焰低,引起著火不穩(wěn)定。為了維持煤粉火焰的穩(wěn)定著火,希望推遲煤粉氣流與二次

5、風(fēng)的穩(wěn)定著火,希望推遲煤粉氣流與二次風(fēng)的混合,的混合,所以進(jìn)一步將二次風(fēng)分為先后兩所以進(jìn)一步將二次風(fēng)分為先后兩批送入著火后的煤粉氣流中,這種配風(fēng)方批送入著火后的煤粉氣流中,這種配風(fēng)方式稱為分級(jí)配風(fēng)。式稱為分級(jí)配風(fēng)。 分級(jí)配風(fēng)的目的是:在燃燒過(guò)程不同時(shí)期的各個(gè)分級(jí)配風(fēng)的目的是:在燃燒過(guò)程不同時(shí)期的各個(gè)階段,按需要送入適量空氣,保證煤粉既能穩(wěn)定階段,按需要送入適量空氣,保證煤粉既能穩(wěn)定著火、又能完全燃燒。著火、又能完全燃燒。 (1)一次風(fēng)集中布置的特點(diǎn)一次風(fēng)集中布置的特點(diǎn) 使著火區(qū)保持比較高的煤粉濃度,以減少著火熱;使著火區(qū)保持比較高的煤粉濃度,以減少著火熱; 燃燒放熱比較集中,使著火區(qū)保持高溫燃

6、燒狀態(tài),燃燒放熱比較集中,使著火區(qū)保持高溫燃燒狀態(tài),適用于難燃煤;適用于難燃煤; 煤粉氣流剛性增強(qiáng),不易偏斜貼墻。同時(shí),卷吸煤粉氣流剛性增強(qiáng),不易偏斜貼墻。同時(shí),卷吸高溫?zé)煔獾哪芰訌?qiáng)。高溫?zé)煔獾哪芰訌?qiáng)。 (2) 一次風(fēng)集中布置的問(wèn)題一次風(fēng)集中布置的問(wèn)題 著火區(qū)煤粉高度集中,可能造成著火區(qū)供著火區(qū)煤粉高度集中,可能造成著火區(qū)供氧不足,延緩燃燒進(jìn)程;一次風(fēng)噴嘴附近氧不足,延緩燃燒進(jìn)程;一次風(fēng)噴嘴附近為高溫區(qū),噴嘴易變形,使噴嘴出口附近為高溫區(qū),噴嘴易變形,使噴嘴出口附近氣流速度分布不均,容易出現(xiàn)空氣、煤粉氣流速度分布不均,容易出現(xiàn)空氣、煤粉分層現(xiàn)象。為了消除這種現(xiàn)象,有時(shí)將一分層現(xiàn)象。為了消除

7、這種現(xiàn)象,有時(shí)將一次風(fēng)分割成多股小射流,使氣流擾動(dòng)增強(qiáng),次風(fēng)分割成多股小射流,使氣流擾動(dòng)增強(qiáng),提高著火的穩(wěn)定性。提高著火的穩(wěn)定性。 一次風(fēng)噴口附近處于高溫,且一次風(fēng)速較一次風(fēng)噴口附近處于高溫,且一次風(fēng)速較低,噴口易燒壞。為了冷卻一次風(fēng)噴口,低,噴口易燒壞。為了冷卻一次風(fēng)噴口,可在一次風(fēng)噴口上加裝夾心風(fēng)或周界風(fēng)。可在一次風(fēng)噴口上加裝夾心風(fēng)或周界風(fēng)。當(dāng)然,夾心風(fēng)或周界風(fēng)也可增強(qiáng)一次風(fēng)氣當(dāng)然,夾心風(fēng)或周界風(fēng)也可增強(qiáng)一次風(fēng)氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰ΑA骶砦邷責(zé)煔獾哪芰Α?三四角布置直流燃燒器的工作原理三四角布置直流燃燒器的工作原理 直流噴燃器四角切圓燃燒直流噴燃器四角切圓燃燒直流燃燒器一般布置在爐膛四角

8、上。煤粉直流燃燒器一般布置在爐膛四角上。煤粉氣流在射出噴口時(shí),雖然是直流射流,但氣流在射出噴口時(shí),雖然是直流射流,但當(dāng)四股氣流到達(dá)爐膛中心部位時(shí),以切圓當(dāng)四股氣流到達(dá)爐膛中心部位時(shí),以切圓形式匯合,形成旋轉(zhuǎn)燃燒火焰,同時(shí)在爐形式匯合,形成旋轉(zhuǎn)燃燒火焰,同時(shí)在爐膛內(nèi)形成一個(gè)自下而上的旋渦狀氣流。膛內(nèi)形成一個(gè)自下而上的旋渦狀氣流。 直流燃燒器的工作過(guò)程:直流燃燒器的工作過(guò)程: (1) 煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔舛患訜岬倪^(guò)程;煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔舛患訜岬倪^(guò)程; (2) 射流兩側(cè)的補(bǔ)氣及壓力平衡過(guò)程;射流兩側(cè)的補(bǔ)氣及壓力平衡過(guò)程; (3) 煤粉氣流的著火過(guò)程;煤粉氣流的著火過(guò)程; (4) 煤粉與二次風(fēng)空

9、氣的混合過(guò)程;煤粉與二次風(fēng)空氣的混合過(guò)程; (5) 氣流的切圓旋轉(zhuǎn)過(guò)程;氣流的切圓旋轉(zhuǎn)過(guò)程; (6) 焦碳的燃盡過(guò)程。焦碳的燃盡過(guò)程。 圖圖6-4直流噴燃器煙氣卷吸直流噴燃器煙氣卷吸 上述幾個(gè)過(guò)程雖然有先后順序或某幾個(gè)過(guò)程同時(shí)上述幾個(gè)過(guò)程雖然有先后順序或某幾個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行,但各過(guò)程之間的相互影響是十分顯著的。進(jìn)行,但各過(guò)程之間的相互影響是十分顯著的。主氣流卷吸高溫?zé)熤鳉饬骶砦邷責(zé)?圖圖6-4直流噴燃器煙氣卷吸直流噴燃器煙氣卷吸上述幾個(gè)過(guò)程雖然有先后順序或某幾個(gè)過(guò)上述幾個(gè)過(guò)程雖然有先后順序或某幾個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行,但各過(guò)程之間的相互影響是程同時(shí)進(jìn)行,但各過(guò)程之間的相互影響是十分顯著的。主氣流卷吸高

10、溫?zé)煔獾倪^(guò)程十分顯著的。主氣流卷吸高溫?zé)煔獾倪^(guò)程 從燃燒器噴口射出的氣流仍然保持著高速?gòu)娜紵鲊娍谏涑龅臍饬魅匀槐3种咚倭鲃?dòng)。流動(dòng)。 由于氣流的紊流擴(kuò)散,帶動(dòng)周?chē)臒釤煔庥捎跉饬鞯奈闪鲾U(kuò)散,帶動(dòng)周?chē)臒釤煔庖坏老蚯傲鲃?dòng),這種現(xiàn)象叫一道向前流動(dòng),這種現(xiàn)象叫“卷吸卷吸”。由。由于于“卷吸卷吸”,射流不斷擴(kuò)大,不斷向四周,射流不斷擴(kuò)大,不斷向四周擴(kuò)張。同時(shí),主氣流的速度由于衰減而不擴(kuò)張。同時(shí),主氣流的速度由于衰減而不斷減小。斷減小。 正是由于射流的這種正是由于射流的這種“卷吸卷吸”作用,將高作用,將高溫?zé)煔獾臒崃吭丛床粩嗟剡\(yùn)輸給進(jìn)入爐內(nèi)溫?zé)煔獾臒崃吭丛床粩嗟剡\(yùn)輸給進(jìn)入爐內(nèi)的新煤粉氣流,煤粉氣流才得

11、到不斷加熱的新煤粉氣流,煤粉氣流才得到不斷加熱而升溫,當(dāng)煤粉氣流吸收足夠的熱量并達(dá)而升溫,當(dāng)煤粉氣流吸收足夠的熱量并達(dá)到著火溫度后,便首先從氣流的外邊緣開(kāi)到著火溫度后,便首先從氣流的外邊緣開(kāi)始著火,然后火焰迅速向氣流深層傳播,始著火,然后火焰迅速向氣流深層傳播, 達(dá)到穩(wěn)定著火狀態(tài)。達(dá)到穩(wěn)定著火狀態(tài)。 3.鄰角氣流的撞擊點(diǎn)燃作用鄰角氣流的撞擊點(diǎn)燃作用 在切圓燃燒爐中,四股氣流具有在切圓燃燒爐中,四股氣流具有“自點(diǎn)燃自點(diǎn)燃”作用。即煤粉氣流向火的一側(cè)受到上游鄰作用。即煤粉氣流向火的一側(cè)受到上游鄰角高溫火焰的直接撞擊而被點(diǎn)燃。這是煤角高溫火焰的直接撞擊而被點(diǎn)燃。這是煤粉氣流著火的主要條件。粉氣流著火

12、的主要條件。 背火的一側(cè)也卷吸爐墻附近的熱煙氣,但背火的一側(cè)也卷吸爐墻附近的熱煙氣,但這部分卷吸獲得的熱量較少,此外,一次這部分卷吸獲得的熱量較少,此外,一次風(fēng)與二次風(fēng)之間也進(jìn)行著少量的過(guò)早混合,風(fēng)與二次風(fēng)之間也進(jìn)行著少量的過(guò)早混合,但這種混合對(duì)著火的影響不大。但這種混合對(duì)著火的影響不大。 4.煤粉氣流接受輻射加熱煤粉氣流接受輻射加熱 煤粉氣流著火的熱源部分來(lái)自爐內(nèi)高溫火煤粉氣流著火的熱源部分來(lái)自爐內(nèi)高溫火焰的輻射加熱,但著火的主要熱源來(lái)自卷焰的輻射加熱,但著火的主要熱源來(lái)自卷吸加熱,約占總著火熱源的吸加熱,約占總著火熱源的6070%。 導(dǎo)致火焰貼墻,引起結(jié)渣以及燃燒不穩(wěn)定導(dǎo)致火焰貼墻,引起結(jié)

13、渣以及燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象。現(xiàn)象。 1.鄰角氣流的撞擊是氣流偏斜的主要原因鄰角氣流的撞擊是氣流偏斜的主要原因 射流自燃燒器噴口射出后,由于受到上游射流自燃燒器噴口射出后,由于受到上游鄰角氣流的直接撞擊,撞擊點(diǎn)愈接近噴口,鄰角氣流的直接撞擊,撞擊點(diǎn)愈接近噴口,射流偏斜就愈大;撞擊動(dòng)量愈大,氣流偏射流偏斜就愈大;撞擊動(dòng)量愈大,氣流偏斜就愈嚴(yán)重。斜就愈嚴(yán)重。 射流兩側(cè)射流兩側(cè)“補(bǔ)氣補(bǔ)氣”條件的影響四角切圓燃條件的影響四角切圓燃燒的氣流偏斜燒的氣流偏斜 射流自噴口射出后仍然保持著高速流動(dòng),射流自噴口射出后仍然保持著高速流動(dòng),射流兩側(cè)的煙氣被卷吸著一道前進(jìn),射流射流兩側(cè)的煙氣被卷吸著一道前進(jìn),射流兩側(cè)的壓力就

14、隨著降低,這時(shí),爐膛其它兩側(cè)的壓力就隨著降低,這時(shí),爐膛其它地方的煙氣就紛紛趕來(lái)補(bǔ)充,這種現(xiàn)象稱地方的煙氣就紛紛趕來(lái)補(bǔ)充,這種現(xiàn)象稱為為“補(bǔ)氣補(bǔ)氣”。如果射流兩側(cè)的補(bǔ)氣條件不。如果射流兩側(cè)的補(bǔ)氣條件不同,就會(huì)在射流兩側(cè)形成壓差。同,就會(huì)在射流兩側(cè)形成壓差。 向火面的一側(cè)受到鄰角氣流的撞擊,補(bǔ)氣充裕,向火面的一側(cè)受到鄰角氣流的撞擊,補(bǔ)氣充裕,壓力壓力 較高;而背火面的一側(cè)補(bǔ)氣條件差,壓力較低。較高;而背火面的一側(cè)補(bǔ)氣條件差,壓力較低。這樣,射流兩側(cè)就形成了壓力差,在壓力差的作這樣,射流兩側(cè)就形成了壓力差,在壓力差的作用下,射流被迫向爐墻偏斜,甚至迫使氣流貼墻,用下,射流被迫向爐墻偏斜,甚至迫使氣

15、流貼墻,引起結(jié)渣。引起結(jié)渣。 3.燃燒器的高寬比燃燒器的高寬比(hr/b)對(duì)射流彎曲變形影響較大對(duì)射流彎曲變形影響較大 燃燒器的高寬比值愈大,射流形狀愈寬而薄,其燃燒器的高寬比值愈大,射流形狀愈寬而薄,其“剛性剛性”就愈差,因而,射流愈容易彎曲變形。就愈差,因而,射流愈容易彎曲變形。 圖圖6-6壓力平衡壓力平衡 在大容量鍋爐上,由于燃煤量顯著增大,燃燒器在大容量鍋爐上,由于燃煤量顯著增大,燃燒器的噴口通流面積也相應(yīng)增大,所以噴口數(shù)量必然的噴口通流面積也相應(yīng)增大,所以噴口數(shù)量必然增多。為了避免氣流變形和減小燃燒器區(qū)域水冷增多。為了避免氣流變形和減小燃燒器區(qū)域水冷壁的熱負(fù)荷,將燃燒器沿高度方向拉長(zhǎng)

16、,并把噴壁的熱負(fù)荷,將燃燒器沿高度方向拉長(zhǎng),并把噴口沿高度分成口沿高度分成23組,每組的高寬比不超過(guò)組,每組的高寬比不超過(guò)6,相鄰兩組噴口間留有空檔,空檔相當(dāng)于一個(gè)壓力相鄰兩組噴口間留有空檔,空檔相當(dāng)于一個(gè)壓力平衡孔,用來(lái)平衡射流兩側(cè)的壓力,防止射流向平衡孔,用來(lái)平衡射流兩側(cè)的壓力,防止射流向壓力低的一側(cè)彎壓力低的一側(cè)彎 曲變形。曲變形。 當(dāng)燃燒器多層布置時(shí)對(duì)旋渦直徑的影響較當(dāng)燃燒器多層布置時(shí)對(duì)旋渦直徑的影響較大大 上層氣流不斷的被卷吸到下層氣流中,加上層氣流不斷的被卷吸到下層氣流中,加上氣流受熱膨脹的影響,使氣流容積流量上氣流受熱膨脹的影響,使氣流容積流量增大,旋渦直徑相應(yīng)增大,一般可使實(shí)際

17、增大,旋渦直徑相應(yīng)增大,一般可使實(shí)際切圓直徑膨脹到假想切圓直徑的切圓直徑膨脹到假想切圓直徑的78倍。倍。 五切圓直徑五切圓直徑 爐內(nèi)四股氣流的相互作用,不僅影響到氣流偏斜爐內(nèi)四股氣流的相互作用,不僅影響到氣流偏斜程度,也影響到假想切圓直徑。而切圓直徑又影程度,也影響到假想切圓直徑。而切圓直徑又影響著氣流貼墻、結(jié)渣情況和燃燒穩(wěn)定性。此外,響著氣流貼墻、結(jié)渣情況和燃燒穩(wěn)定性。此外,還影響著汽溫調(diào)節(jié)和爐膛容積中火焰的充滿程度。還影響著汽溫調(diào)節(jié)和爐膛容積中火焰的充滿程度。當(dāng)鍋爐當(dāng)鍋爐 燃用的煤質(zhì)變化較大時(shí),切圓直徑的調(diào)燃用的煤質(zhì)變化較大時(shí),切圓直徑的調(diào)整十分重要。整十分重要。 當(dāng)切圓直徑較大時(shí),上游鄰

18、角火焰向下游煤粉氣當(dāng)切圓直徑較大時(shí),上游鄰角火焰向下游煤粉氣流的根部靠近,煤粉的著火條件較好。這時(shí)爐內(nèi)流的根部靠近,煤粉的著火條件較好。這時(shí)爐內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈,氣流擾動(dòng)大,使后期氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈,氣流擾動(dòng)大,使后期 燃燒階段可燃物與空氣流的混合加強(qiáng),有利于煤燃燒階段可燃物與空氣流的混合加強(qiáng),有利于煤粉的燃盡。切圓直徑過(guò)大,也會(huì)帶來(lái)下述的問(wèn)題:粉的燃盡。切圓直徑過(guò)大,也會(huì)帶來(lái)下述的問(wèn)題: (1) 火焰容易貼墻,引起結(jié)渣;火焰容易貼墻,引起結(jié)渣; (2) 著火過(guò)于靠近噴口,容易燒壞噴口;著火過(guò)于靠近噴口,容易燒壞噴口; (3) 火焰旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈時(shí),產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩大,同時(shí)火焰旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈時(shí),產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩大,

19、同時(shí)因?yàn)楦邷鼗鹧娴恼扯群艽?,到達(dá)爐膛出處,殘余因?yàn)楦邷鼗鹧娴恼扯群艽?,到達(dá)爐膛出處,殘余旋轉(zhuǎn)較大,這將使?fàn)t膛出口煙溫分布不均勻程度旋轉(zhuǎn)較大,這將使?fàn)t膛出口煙溫分布不均勻程度加大,因而既容易引起較大的熱偏差,也可能導(dǎo)加大,因而既容易引起較大的熱偏差,也可能導(dǎo)致過(guò)熱器結(jié)渣,還可能引起過(guò)熱器超溫。致過(guò)熱器結(jié)渣,還可能引起過(guò)熱器超溫。 在大容量鍋爐上為了減輕氣流的殘余旋轉(zhuǎn)在大容量鍋爐上為了減輕氣流的殘余旋轉(zhuǎn)和氣流偏斜,假想切圓直徑有減小的趨勢(shì),和氣流偏斜,假想切圓直徑有減小的趨勢(shì),對(duì)于對(duì)于300鍋爐,切圓直徑一般設(shè)計(jì)為鍋爐,切圓直徑一般設(shè)計(jì)為700mm1000mm。同時(shí),適當(dāng)增加爐膛。同時(shí),適當(dāng)增加爐

20、膛高度或采用燃燒器頂部消旋二次風(fēng)高度或采用燃燒器頂部消旋二次風(fēng)(一次風(fēng)一次風(fēng)和下部二次風(fēng)正切圓布置,頂部二次風(fēng)反和下部二次風(fēng)正切圓布置,頂部二次風(fēng)反切圓布置切圓布置),對(duì)減弱氣流的殘余旋轉(zhuǎn),減輕,對(duì)減弱氣流的殘余旋轉(zhuǎn),減輕爐膛出口的熱偏差有一定的作用,但還不爐膛出口的熱偏差有一定的作用,但還不可能完全消除??赡芡耆?。 六一次風(fēng)與二次風(fēng)六一次風(fēng)與二次風(fēng) 在鍋爐燃燒設(shè)備和煤質(zhì)一定的條件下,一次風(fēng)與在鍋爐燃燒設(shè)備和煤質(zhì)一定的條件下,一次風(fēng)與二次風(fēng)的調(diào)節(jié)就成為決定著火和燃盡過(guò)程的關(guān)鍵。二次風(fēng)的調(diào)節(jié)就成為決定著火和燃盡過(guò)程的關(guān)鍵。一次風(fēng)與二次風(fēng)的工作參數(shù)用風(fēng)量、風(fēng)速和風(fēng)溫一次風(fēng)與二次風(fēng)的工作參數(shù)用風(fēng)

21、量、風(fēng)速和風(fēng)溫來(lái)表示。來(lái)表示。 1一次風(fēng)量一次風(fēng)量 一次風(fēng)量主要取決于煤質(zhì)條件。當(dāng)鍋爐燃用的煤一次風(fēng)量主要取決于煤質(zhì)條件。當(dāng)鍋爐燃用的煤質(zhì)確定時(shí),一次風(fēng)量對(duì)煤粉氣流著火速度和著火質(zhì)確定時(shí),一次風(fēng)量對(duì)煤粉氣流著火速度和著火穩(wěn)定性的影響是主要的。一次風(fēng)量愈大,煤粉氣穩(wěn)定性的影響是主要的。一次風(fēng)量愈大,煤粉氣流加熱至著火所需的熱量就越流加熱至著火所需的熱量就越 當(dāng)然,切圓直徑也不能過(guò)小,否則容易出當(dāng)然,切圓直徑也不能過(guò)小,否則容易出現(xiàn)對(duì)角氣流對(duì)撞,火焰推遲,四角火焰的現(xiàn)對(duì)角氣流對(duì)撞,火焰推遲,四角火焰的“自點(diǎn)燃自點(diǎn)燃”作用減弱,燃燒不穩(wěn)定,燃燒作用減弱,燃燒不穩(wěn)定,燃燒不完全,爐膛出口煙溫升高一系列

22、不良現(xiàn)不完全,爐膛出口煙溫升高一系列不良現(xiàn)象,影響鍋爐安全運(yùn)行?;蛘呓o鍋爐運(yùn)行象,影響鍋爐安全運(yùn)行。或者給鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)帶來(lái)許多困難。調(diào)節(jié)帶來(lái)許多困難。 多,即著火熱愈多。這時(shí),著火速度就愈多,即著火熱愈多。這時(shí),著火速度就愈慢,因而,距離燃燒器出口的著火位置延慢,因而,距離燃燒器出口的著火位置延長(zhǎng),使火焰在爐內(nèi)的總行程縮短,即燃料長(zhǎng),使火焰在爐內(nèi)的總行程縮短,即燃料在爐內(nèi)的有效燃燒時(shí)間減少,導(dǎo)致燃燒不在爐內(nèi)的有效燃燒時(shí)間減少,導(dǎo)致燃燒不完全。顯然,這時(shí)爐膛出口煙溫也會(huì)升高,完全。顯然,這時(shí)爐膛出口煙溫也會(huì)升高,不但可能使?fàn)t膛出口的受熱面結(jié)渣,還會(huì)不但可能使?fàn)t膛出口的受熱面結(jié)渣,還會(huì)引起過(guò)熱器或

23、再熱器超溫等一系列問(wèn)題,引起過(guò)熱器或再熱器超溫等一系列問(wèn)題,嚴(yán)重影響鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。嚴(yán)重影響鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 對(duì)于不同的燃料,由于它們的著火特性的對(duì)于不同的燃料,由于它們的著火特性的差別較大,所需的一次風(fēng)量也就不同。應(yīng)差別較大,所需的一次風(fēng)量也就不同。應(yīng)在保證煤粉管道不沉積煤粉的前提下,盡在保證煤粉管道不沉積煤粉的前提下,盡可能減小一次風(fēng)量??赡軠p小一次風(fēng)量。 對(duì)一次風(fēng)量的要求對(duì)一次風(fēng)量的要求: 滿足煤粉中揮發(fā)分著火滿足煤粉中揮發(fā)分著火燃燒所需的氧量,滿足輸送煤粉的需要。燃燒所需的氧量,滿足輸送煤粉的需要。 如果同時(shí)滿足這兩個(gè)條件有矛盾,則應(yīng)首如果同時(shí)滿足這兩個(gè)條件有矛盾,則應(yīng)首先考慮輸送

24、煤粉的需要。先考慮輸送煤粉的需要。 例如,對(duì)于貧煤和無(wú)煙煤,因揮發(fā)分含量很低,例如,對(duì)于貧煤和無(wú)煙煤,因揮發(fā)分含量很低,如按揮發(fā)分含量來(lái)決定一次風(fēng)量,則不能滿足輸如按揮發(fā)分含量來(lái)決定一次風(fēng)量,則不能滿足輸送煤粉的要求,為了保證輸送煤粉,必須增大一送煤粉的要求,為了保證輸送煤粉,必須增大一次風(fēng)量。但因此卻增加了著火的困難,這又要求次風(fēng)量。但因此卻增加了著火的困難,這又要求加強(qiáng)快速與穩(wěn)定著火的措施,即提高一次風(fēng)溫度,加強(qiáng)快速與穩(wěn)定著火的措施,即提高一次風(fēng)溫度,或采用其它穩(wěn)燃措施?;虿捎闷渌€(wěn)燃措施。 一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值表示,一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值表示,稱為一次風(fēng)率。

25、一次風(fēng)率的推薦值列于表稱為一次風(fēng)率。一次風(fēng)率的推薦值列于表6-1。 表表6-1 一次風(fēng)率的推薦值一次風(fēng)率的推薦值 在燃燒器結(jié)構(gòu)和燃用煤種一定時(shí),確定了在燃燒器結(jié)構(gòu)和燃用煤種一定時(shí),確定了一次風(fēng)量就等于確定了一次風(fēng)速。一次風(fēng)一次風(fēng)量就等于確定了一次風(fēng)速。一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性,而且還影速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性,而且還影響著一次風(fēng)氣流的剛度。響著一次風(fēng)氣流的剛度。 一次風(fēng)速過(guò)高,會(huì)推遲著火,引起燃燒不一次風(fēng)速過(guò)高,會(huì)推遲著火,引起燃燒不穩(wěn)定,甚至滅火。穩(wěn)定,甚至滅火。 任何一種燃料著火后,當(dāng)氧濃度和溫度一任何一種燃料著火后,當(dāng)氧濃度和溫度一定時(shí),具有一定的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?dāng)一次定時(shí),具有

26、一定的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?dāng)一次風(fēng)速過(guò)高,大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí),就會(huì)吹風(fēng)速過(guò)高,大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí),就會(huì)吹滅火焰或者引起滅火焰或者引起“脫火脫火”。即便能著火,。即便能著火,也可能產(chǎn)生其它問(wèn)題。因?yàn)檩^粗的煤粉慣也可能產(chǎn)生其它問(wèn)題。因?yàn)檩^粗的煤粉慣性大,容易穿過(guò)劇烈燃燒區(qū)而落下,形成性大,容易穿過(guò)劇烈燃燒區(qū)而落下,形成不完全燃燒。有時(shí)甚至使煤粉氣流直沖對(duì)不完全燃燒。有時(shí)甚至使煤粉氣流直沖對(duì)面的爐墻,引起結(jié)渣。面的爐墻,引起結(jié)渣。 一次風(fēng)速過(guò)低,對(duì)穩(wěn)定燃燒和防止結(jié)渣也一次風(fēng)速過(guò)低,對(duì)穩(wěn)定燃燒和防止結(jié)渣也是不利的。原因在于:是不利的。原因在于: (1) 煤粉氣流剛性減弱,易彎曲變形,偏斜煤粉氣流剛性減弱,易

27、彎曲變形,偏斜貼墻,切圓組織不好,擾動(dòng)不強(qiáng)烈,燃燒貼墻,切圓組織不好,擾動(dòng)不強(qiáng)烈,燃燒緩慢;緩慢; (2) 煤粉氣流的卷吸能力減弱,加熱速度緩煤粉氣流的卷吸能力減弱,加熱速度緩慢,著火延遲;慢,著火延遲; (3) 氣流速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí),可能發(fā)氣流速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí),可能發(fā)生生“回火回火”現(xiàn)象,或因著火位置距離噴口現(xiàn)象,或因著火位置距離噴口太近,將噴口燒壞;太近,將噴口燒壞; (4) 易發(fā)生空氣、煤粉分層,甚至引起煤粉易發(fā)生空氣、煤粉分層,甚至引起煤粉沉積、堵管現(xiàn)象;沉積、堵管現(xiàn)象; (5) 引起一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度分布不均,從引起一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度分布不均,從而導(dǎo)致一次風(fēng)射出噴口時(shí),在

28、噴口附近出而導(dǎo)致一次風(fēng)射出噴口時(shí),在噴口附近出現(xiàn)煤粉濃度分布不均的現(xiàn)象,這對(duì)燃燒也現(xiàn)煤粉濃度分布不均的現(xiàn)象,這對(duì)燃燒也是十分不利的。是十分不利的。 一次風(fēng)溫對(duì)煤粉氣流的著火、燃燒速度影響較大。一次風(fēng)溫對(duì)煤粉氣流的著火、燃燒速度影響較大。 提高一次風(fēng)溫,可降低著火熱,使著火位置提前。提高一次風(fēng)溫,可降低著火熱,使著火位置提前。 運(yùn)行實(shí)踐表明,提高一次風(fēng)溫還能在低負(fù)荷時(shí)穩(wěn)運(yùn)行實(shí)踐表明,提高一次風(fēng)溫還能在低負(fù)荷時(shí)穩(wěn)定燃燒。有的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)煤粉氣流的初溫從定燃燒。有的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)煤粉氣流的初溫從20提高到提高到300時(shí),著火熱可降低時(shí),著火熱可降低60%左右。左右。提高一次風(fēng)氣流的溫度對(duì)煤粉著火十分有

29、利。因提高一次風(fēng)氣流的溫度對(duì)煤粉著火十分有利。因此,提高熱風(fēng)溫度是提高煤粉著火速度和著火穩(wěn)此,提高熱風(fēng)溫度是提高煤粉著火速度和著火穩(wěn)定性的必要措施之一。我國(guó)電廠在燃定性的必要措施之一。我國(guó)電廠在燃 用無(wú)煙煤時(shí),為了使煤粉氣流的初溫盡可能接近用無(wú)煙煤時(shí),為了使煤粉氣流的初溫盡可能接近300,熱空氣溫度提高到,熱空氣溫度提高到350420。 根據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小,一次風(fēng)溫既應(yīng)滿足根據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小,一次風(fēng)溫既應(yīng)滿足使煤粉盡快著火,穩(wěn)定燃燒的要求,又應(yīng)保證煤使煤粉盡快著火,穩(wěn)定燃燒的要求,又應(yīng)保證煤粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。一次風(fēng)溫超過(guò)煤粉輸粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。一次風(fēng)溫超過(guò)煤粉輸送的安全

30、規(guī)定時(shí),就可能發(fā)生爆炸或自燃。當(dāng)然,送的安全規(guī)定時(shí),就可能發(fā)生爆炸或自燃。當(dāng)然,一次風(fēng)溫太低對(duì)鍋爐運(yùn)行也不利。除了推遲著火,一次風(fēng)溫太低對(duì)鍋爐運(yùn)行也不利。除了推遲著火,燃燒不穩(wěn)定和燃燒效率降低之外,還會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛燃燒不穩(wěn)定和燃燒效率降低之外,還會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛出口煙溫升高,引起過(guò)熱器超溫或汽溫升高。出口煙溫升高,引起過(guò)熱器超溫或汽溫升高。 4二次風(fēng)量及二次風(fēng)速二次風(fēng)量及二次風(fēng)速 煤粉氣流著火后,二次風(fēng)的投入方式對(duì)著煤粉氣流著火后,二次風(fēng)的投入方式對(duì)著火穩(wěn)定性和燃盡過(guò)程起著重要作用。對(duì)于火穩(wěn)定性和燃盡過(guò)程起著重要作用。對(duì)于大容量鍋爐尤其要注意二次風(fēng)穿透火焰的大容量鍋爐尤其要注意二次風(fēng)穿透火焰的能力。能力

31、。 當(dāng)燃用的煤質(zhì)一定時(shí),一次風(fēng)量就被確定當(dāng)燃用的煤質(zhì)一定時(shí),一次風(fēng)量就被確定了,這時(shí)二次風(fēng)量隨之確定。對(duì)于已經(jīng)運(yùn)了,這時(shí)二次風(fēng)量隨之確定。對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行的鍋爐,由于燃燒器噴口結(jié)構(gòu)未變,故行的鍋爐,由于燃燒器噴口結(jié)構(gòu)未變,故二次風(fēng)速只隨二次風(fēng)量變化。二次風(fēng)速只隨二次風(fēng)量變化。 二次風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。由于二次風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。由于高溫火焰的粘度很大,二次風(fēng)必須以很高高溫火焰的粘度很大,二次風(fēng)必須以很高的速度才能穿透火焰,以增強(qiáng)空氣與焦碳的速度才能穿透火焰,以增強(qiáng)空氣與焦碳粒子表面的接觸和混合,故通常二次風(fēng)速粒子表面的接觸和混合,故通常二次風(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。比一次風(fēng)速提高

32、一倍以上。 配風(fēng)方式不僅影響燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率,配風(fēng)方式不僅影響燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率,還關(guān)系到結(jié)渣、火焰中心高度的變化、爐還關(guān)系到結(jié)渣、火焰中心高度的變化、爐膛出口煙溫的控制。從而,進(jìn)一步影響過(guò)膛出口煙溫的控制。從而,進(jìn)一步影響過(guò)熱汽溫與再熱汽溫。熱汽溫與再熱汽溫。 5二次風(fēng)溫二次風(fēng)溫 從燃燒角度看,二次風(fēng)溫愈高,愈能強(qiáng)化從燃燒角度看,二次風(fēng)溫愈高,愈能強(qiáng)化燃燒,并能在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)增強(qiáng)著火的穩(wěn)燃燒,并能在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性。但是二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)熱定性。但是二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)熱器傳熱面積的限制,傳熱面積愈大,金屬器傳熱面積的限制,傳熱面積愈大,金屬耗量就愈多,不但增加投

33、資,而且將使預(yù)耗量就愈多,不但增加投資,而且將使預(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大,不便布置。熱器結(jié)構(gòu)龐大,不便布置。七三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng)七三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng) 1三次風(fēng)三次風(fēng) 在中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中,細(xì)粉分離器將煤粉在中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中,細(xì)粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空分離后,形成乏氣。乏氣和輸送煤粉的空分離后,形成乏氣。乏氣中帶有中帶有10%的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒,形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點(diǎn)入爐膛燃燒,形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點(diǎn)是溫度低,水分大,煤粉細(xì)。是溫度低,水分大,煤粉細(xì)。 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,三次風(fēng)對(duì)燃燒有明顯的不運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,三次風(fēng)對(duì)燃燒有明顯的不利影響。在大容量鍋爐上,

34、三次風(fēng)的投入利影響。在大容量鍋爐上,三次風(fēng)的投入對(duì)過(guò)熱汽溫、再熱汽溫的影響很大。對(duì)過(guò)熱汽溫、再熱汽溫的影響很大。 在中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中,細(xì)粉分離器將煤粉在中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中,細(xì)粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空分離后,形成乏氣。乏氣和輸送煤粉的空分離后,形成乏氣。乏氣中帶有中帶有10%的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒,形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點(diǎn)入爐膛燃燒,形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點(diǎn)是溫度低,水分大,煤粉細(xì)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證是溫度低,水分大,煤粉細(xì)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,三次風(fēng)對(duì)燃燒有明顯的不利影響。在明,三次風(fēng)對(duì)燃燒有明顯的不利影響。在大容量鍋爐上,三次風(fēng)的投入對(duì)過(guò)熱汽溫、大容量鍋爐上,三次

35、風(fēng)的投入對(duì)過(guò)熱汽溫、再熱汽溫的影響很大。再熱汽溫的影響很大。 三次風(fēng)對(duì)燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不利影響是:三次風(fēng)對(duì)燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不利影響是: (1)使火焰溫度降低,燃燒不穩(wěn)定。)使火焰溫度降低,燃燒不穩(wěn)定。 (2)火焰拖長(zhǎng),爐膛出口煙溫升高,使過(guò))火焰拖長(zhǎng),爐膛出口煙溫升高,使過(guò)熱汽溫與再熱汽溫偏高,汽溫調(diào)節(jié)幅度增熱汽溫與再熱汽溫偏高,汽溫調(diào)節(jié)幅度增大。同時(shí)增大過(guò)熱器熱偏差。大。同時(shí)增大過(guò)熱器熱偏差。 (3) 三次風(fēng)高速射入,使火焰殘余旋轉(zhuǎn)增大,三次風(fēng)高速射入,使火焰殘余旋轉(zhuǎn)增大,同時(shí)飛灰可燃物增加;同時(shí)飛灰可燃物增加; (4)三次風(fēng)量較大時(shí),風(fēng)速也增大,易擾亂爐)三次風(fēng)量較大時(shí),風(fēng)速也增大,易擾亂

36、爐正常的空氣流動(dòng),引起火焰貼墻結(jié)渣。正常的空氣流動(dòng),引起火焰貼墻結(jié)渣。 為了減輕三次風(fēng)對(duì)燃燒的不利影響,在大容量鍋為了減輕三次風(fēng)對(duì)燃燒的不利影響,在大容量鍋爐上可將三次風(fēng)分為兩段,即上三次風(fēng)和下三次爐上可將三次風(fēng)分為兩段,即上三次風(fēng)和下三次風(fēng)。三次風(fēng)的分級(jí)送入和合理布置,不僅能減輕風(fēng)。三次風(fēng)的分級(jí)送入和合理布置,不僅能減輕上述的不利影響,還能把制粉系統(tǒng)乏氣中的煤粉上述的不利影響,還能把制粉系統(tǒng)乏氣中的煤粉燒掉,并加強(qiáng)燃燒后期可燃物與空氣的混合,促燒掉,并加強(qiáng)燃燒后期可燃物與空氣的混合,促進(jìn)燃燒。進(jìn)燃燒。 為了保證三次風(fēng)穿透火焰,三次風(fēng)速通常達(dá)為了保證三次風(fēng)穿透火焰,三次風(fēng)速通常達(dá)5060米米/

37、秒。三次風(fēng)溫一般低于秒。三次風(fēng)溫一般低于100。煤中水分較。煤中水分較大時(shí),只有大時(shí),只有60。三次風(fēng)量約占總風(fēng)量的。三次風(fēng)量約占總風(fēng)量的1018%,有時(shí)可達(dá),有時(shí)可達(dá)30%。三次風(fēng)量的大小取決于一。三次風(fēng)量的大小取決于一次風(fēng)量。根據(jù)煤質(zhì)的揮發(fā)分含量,著火的難易程次風(fēng)量。根據(jù)煤質(zhì)的揮發(fā)分含量,著火的難易程度,水分含量等,一次風(fēng)量首先以滿足干燥原煤、度,水分含量等,一次風(fēng)量首先以滿足干燥原煤、輸送煤粉的要求為原則,進(jìn)入磨煤機(jī)前的一次風(fēng)輸送煤粉的要求為原則,進(jìn)入磨煤機(jī)前的一次風(fēng)流量和溫度可以調(diào)整。目的是控制磨煤機(jī)內(nèi)的溫流量和溫度可以調(diào)整。目的是控制磨煤機(jī)內(nèi)的溫度,提高磨煤效率,控制磨煤出力。度,提

38、高磨煤效率,控制磨煤出力。 2周界風(fēng)周界風(fēng) 在一次風(fēng)噴口外緣,有時(shí)布置有周界風(fēng)。周界風(fēng)在一次風(fēng)噴口外緣,有時(shí)布置有周界風(fēng)。周界風(fēng)的作用是:的作用是: (1) 冷卻一次風(fēng)噴口,防止噴口燒壞或變形;冷卻一次風(fēng)噴口,防止噴口燒壞或變形; (2) 少量熱空氣與煤粉火焰及時(shí)混合。由于直流煤少量熱空氣與煤粉火焰及時(shí)混合。由于直流煤粉火焰的著火首先從外邊緣開(kāi)始,火焰外圍易出粉火焰的著火首先從外邊緣開(kāi)始,火焰外圍易出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象,這時(shí)周界風(fēng)就起著補(bǔ)氧作用。周界現(xiàn)缺氧現(xiàn)象,這時(shí)周界風(fēng)就起著補(bǔ)氧作用。周界風(fēng)量較小時(shí),有利于穩(wěn)定著火;周界風(fēng)量太大時(shí),風(fēng)量較小時(shí),有利于穩(wěn)定著火;周界風(fēng)量太大時(shí),相當(dāng)于二次風(fēng)過(guò)早混入一次

39、風(fēng),因而對(duì)著火不利;相當(dāng)于二次風(fēng)過(guò)早混入一次風(fēng),因而對(duì)著火不利; (3) 周界風(fēng)的速度比煤粉氣流的速度要高,能增加周界風(fēng)的速度比煤粉氣流的速度要高,能增加一次風(fēng)氣流的剛度,防止氣流偏斜;并能托住煤一次風(fēng)氣流的剛度,防止氣流偏斜;并能托住煤粉,防止煤粉從主氣流中分離出來(lái)而引起不完全粉,防止煤粉從主氣流中分離出來(lái)而引起不完全燃燒;燃燒; (4) 高速周界風(fēng)有利于卷吸高溫?zé)煔?,促進(jìn)著火,高速周界風(fēng)有利于卷吸高溫?zé)煔?,促進(jìn)著火,并加速一、二次風(fēng)的混合過(guò)程。但周界風(fēng)量過(guò)大并加速一、二次風(fēng)的混合過(guò)程。但周界風(fēng)量過(guò)大或風(fēng)速過(guò)小時(shí),在煤粉氣流與高溫?zé)煔庵g形成或風(fēng)速過(guò)小時(shí),在煤粉氣流與高溫?zé)煔庵g形成“屏蔽屏蔽”,反而阻礙加熱煤粉氣流。故當(dāng)燃用的,反而阻礙加熱煤粉氣流。故當(dāng)燃用的煤質(zhì)變差時(shí),應(yīng)減少周界風(fēng)量。煤質(zhì)變差時(shí),應(yīng)減少周界風(fēng)量。 周界風(fēng)的風(fēng)量一般為二次風(fēng)量的周界風(fēng)的風(fēng)量一般為二次風(fēng)量的10或略多一些,或略多一些,風(fēng)速為風(fēng)速為304

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