CN108645964B - 基于尿素还原剂的scr脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统 - Google Patents

基于尿素还原剂的scr脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统，包括：获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。本发明通过间接确定SCR脱硝装置出口氨逃逸均值的技术方案，克服了单点测量误差和烟气分布不均的缺陷，统筹考虑尿素实际耗量和SCR脱硝装置氨气参加还原反应的消耗量，对指导SCR脱硝装置运行具有实际意义的效果。

Description

基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统
技术领域
本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统。
背景技术
为了顺应国家燃煤机组超低排放要求和煤电调峰灵活性改造潮流，发电厂对火电机组脱硝装置性能要求越来越高。燃煤机组长期运行后，脱硝装置出口氨逃逸在同一截面上会出现分布不均的现象。实际调整过程中，发现目前多数电厂SCR(SelectiveCatalyticReduction)脱硝装置出口氨逃逸均为单点测量，其结果与烟道截面平均值有偏差。
如何克服单点测量和烟气分布的影响测定SCR脱硝装置出口氨逃逸值是当前亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统，通过间接确定SCR脱硝装置出口氨逃逸均值的技术方案，克服了单点测量误差和烟气分布不均的缺陷，统筹考虑尿素实际耗量和SCR脱硝装置氨气参加还原反应的消耗量，对指导SCR脱硝装置运行具有实际意义。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法，包括：
获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；
根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
本发明还提供了一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定，包括：
获取单元，用于获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
氨气消耗值计算单元，用于根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；
出口氨逃逸的平均值计算单元，用于根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；
根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；
根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
本发明提供的基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统，包括：获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。本发明通过间接确定SCR脱硝装置出口氨逃逸均值的技术方案，克服了单点测量误差和烟气分布不均的缺陷，统筹考虑尿素实际耗量和SCR脱硝装置氨气参加还原反应的消耗量，对指导SCR脱硝装置运行具有实际意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法的流程图；
图2是本发明一实施例中的基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法的流程图；
图3是本发明提供的一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统的结构示意图；
图4是本发明一实施例中的基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本案。
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法，其流程图如图1所示，该方法包括：
S101：获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经SCR脱硝装置的烟气值。
S102：根据氮氧化物浓度下降值、烟气值及氨气在氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算SCR脱硝装置的氨气消耗值。
S103：根据SCR脱硝装置的尿素消耗值、SCR脱硝装置的氨气消耗值及烟气值，计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
由图1所示的流程可知，通过根据获取的氮氧化物浓度下降值、烟气值及氨气在氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算SCR脱硝装置的氨气消耗值；根据获取的SCR脱硝装置的尿素消耗值及烟气值，及计算获取的SCR脱硝装置的氨气消耗值，再计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。本发明通过间接确定SCR脱硝装置出口氨逃逸均值的技术方案，克服了单点测量误差和烟气分布不均的缺陷，统筹考虑尿素实际耗量和SCR脱硝装置氨气反应消耗量，对指导SCR脱硝装置运行具有实际意义。
为了使本领域的技术人员更好的了解本发明，下面列举一个更为详细的实施例，如图2所示，本发明实施例提供的基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法，包括：
S201：获取SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值及SCR脱硝装置的出口氮氧化物浓度平均值。
具体实施时，N1为SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值，单位为mg/Nm3，N2为SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值，单位为mg/Nm3。
本实施例中在线测定SCR脱硝装置出口氮氧化物均值的具体过程如下：
(1)在SCR脱硝装置出口的测点平面上确定测点采样位置。将测点平面网格化，所述测点采样位置的坐标为(2i-1,2j-1)，其中，i为测点平面深度方向上测点个数，j为测点平面宽度方向上测点个数。假设测点平面的总深度为D，总宽度为W，在此测点平面上布置(i×j)个测点。其中，i表示测点平面深度方向上测点个数，j表示测点平面宽度方向上测点个数。将D进行2i等分，W进行2j等分，得到(2i×2j)个方格。将测点平面网格化，测点采样位置位于坐标(2i-1,2j-1)的位置上，共用同一端点的四个四边形为测点所代表的区域。
(2)分别测量测点采样位置处的烟气动压及氮氧化物浓度平均值。依据国标GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法》和行标DL/T 260-2012《燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范》，对测点采样位置处进行烟气成分测试，进而确定测点采样位置处的烟气动压和氮氧化物浓度平均值。每个测点采样位置处连续记录3-5个氮氧化物浓度数值，再取平均值，得到测点采样位置处的氮氧化物浓度平均值。
(3)根据各测点采样位置处的动压及氮氧化物浓度平均值计算得到SCR脱硝装置出口测点平面氮氧化物平均值。
S202：根据入口氮氧化物浓度平均值及出口氮氧化物浓度平均值的差值，计算SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值。
具体实施时，SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值为ΔN，单位为mg/Nm3，其中具体采用如下计算公式(1)：
ΔN＝N1-N2 (1)
S203：获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经SCR脱硝装置的烟气值。
具体实施时，SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值为ΔN，单位为mg/Nm3，SCR脱硝装置的尿素消耗值为T2，单位为kg/h，流经SCR脱硝装置的烟气值为Q，单位为Nm3/h。
S204：根据氮氧化物浓度下降值、烟气值及氨气在氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算SCR脱硝装置的氨气消耗值。
具体实施时，SCR脱硝装置的氨气消耗值为SCR脱硝装置的还原反应中实际参加反应的氨气消耗值A，具体采用如下公式(2)：
A＝ΔN·Q·K1 (2)
其中，A为SCR脱硝装置的氨气消耗值，ΔN为SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值，Q为烟气值。K1代表SCR脱硝装置内参加氧化还原的氮氧化物总质量对应的参加氧化还原的氨气消耗值的换算系数，由于氮氧化物分子量46，氨气的分子量为17，因此常量K1的值具体为
Figure BDA0001637282790000051
此总质量与换算系数
Figure BDA0001637282790000052
相乘可得到实际参加反应的氨耗量。
其中，根据ΔN与Q的乘积可以计算SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值与烟气值的乘积代表SCR脱硝装置内参加氧化还原的氮氧化物总质量。SCR脱硝装置内反应去除的氮氧化物总质量与换算系数K1相乘，可得到SCR脱硝装置的实际参加反应的氨气消耗值。
S205：根据SCR脱硝装置的尿素消耗值、SCR脱硝装置的氨气消耗值及烟气值，计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值A。
具体实施时，计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值，具体采用如下公式(3)：
Figure BDA0001637282790000061
其中，NH3为SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值，单位为ppm；T2为SCR脱硝装置的尿素消耗值；A为SCR脱硝装置的氨气消耗值；Q为烟气值；K2、K3为常量。其中，T2·K3表示与相同物质量的尿素消耗值相对应的等效氨消耗值，本实施例中K2具体为
Figure BDA0001637282790000062
K3具体为
Figure BDA0001637282790000063
本发明不以此为限。T2为SCR脱硝装置的纯尿素消耗值。
根据公式(1)、(2)及(3)，获得SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值的如下计算公式(4)：
Figure BDA0001637282790000064
本实施例中的SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值计算公式(4)，包含烟气量Q、SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值N1，SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值N2以及SCR脱硝装置的尿素消耗值T2，计算结果间接反应脱硝装置性能优劣，对指导SCR脱硝装置运行具有实际意义。其中，T2为SCR脱硝装置的纯尿素的消耗值，T2·K3·K2为相同物质量的尿素消耗值相对应的等效氨消耗值与换算系数K2(22.4/17)的乘积，表示SCR脱硝装置的出口氨逃逸的每小时体积累积量。
本实施例中，考虑实际的SCR脱硝装置的纯尿素消耗值T2和SCR脱硝装置的氨气参加还原反应中的消耗值A，避免了SCR脱硝装置的出口氨逃逸的单点测试不具代表性的问题，同时考虑同一烟道上烟气分布不均造成的影响。
基于与上述基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法相同的申请构思，本发明还提供了一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统，如下面实施例所述。由于该基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统解决问题的原理与上述基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法相似，因此该基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统的实施可以参见上述基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法的实施，重复之处不再赘述。
图3为本申请实施例的一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统的结构示意图，如图3所示，该基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统包括：获取单元101、氨气消耗值计算单元102及出口氨逃逸的平均值计算单元103。
获取单元101，用于获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经SCR脱硝装置的烟气值。
氨气消耗值计算单元102，用于根据氮氧化物浓度下降值、烟气值及氨气在氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算SCR脱硝装置的氨气消耗值。
出口氨逃逸的平均值计算单元103，用于根据SCR脱硝装置的尿素消耗值、SCR脱硝装置的氨气消耗值及烟气值，计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
在一个实施例中，如图4所示，该基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统还包括：出口氮氧化物浓度平均值获取单元104及氮氧化物浓度下降值计算单元105。
出口氮氧化物浓度平均值获取单元104，用于获取SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值及SCR脱硝装置的出口氮氧化物浓度平均值。
氮氧化物浓度下降值计算单元105，用于根据入口氮氧化物浓度平均值及出口氮氧化物浓度平均值的差值，计算SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值。
基于与上述基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法相同的申请构思，本申请提供一种计算机设备，如下面实施例所述。由于该计算机设备解决问题的原理与基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法相似，因此该计算机设备的实施可以参见上述基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法的实施，重复之处不再赘述。
在一个实施例中，计算机设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，如图1所示，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S101：获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经SCR脱硝装置的烟气值。
S102：根据氮氧化物浓度下降值、烟气值及氨气在氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算SCR脱硝装置的氨气消耗值。
S103：根据SCR脱硝装置的尿素消耗值、SCR脱硝装置的氨气消耗值及烟气值，计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
基于与上述基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法相同的申请构思，本申请提供一种计算机可读存储介质，如下面实施例所述。由于该计算机可读存储介质解决问题的原理与基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法相似，因此该计算机可读存储介质的实施可以参见基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法的实施，重复之处不再赘述。
在一个实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，如图1所示，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
S101：获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经SCR脱硝装置的烟气值。
S102：根据氮氧化物浓度下降值、烟气值及氨气在氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算SCR脱硝装置的氨气消耗值。
S103：根据SCR脱硝装置的尿素消耗值、SCR脱硝装置的氨气消耗值及烟气值，计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
本发明提供的基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法及系统，包括：获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经SCR脱硝装置的烟气值；根据氮氧化物浓度下降值、烟气值及氨气在氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算SCR脱硝装置的氨气消耗值；根据SCR脱硝装置的尿素消耗值、SCR脱硝装置的氨气消耗值及烟气值，计算SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。本发明通过间接确定SCR脱硝装置出口氨逃逸均值的技术方案，克服了单点测量误差和烟气分布不均的缺陷，统筹考虑尿素实际耗量和SCR脱硝装置氨气还原反应的消耗量，对指导SCR脱硝装置运行具有实际意义。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法，其特征在于，包括：
获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，利用A＝ΔN·Q·K1，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；其中，A为所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；ΔN为所述SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值；Q为所述烟气值；K1为常量；
根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，利用
Figure FDA0002665128200000011
计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值；其中，NH3为所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值；T2为所述SCR脱硝装置的尿素消耗值；A为所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；Q为所述烟气值；K2、K3为常量。
2.根据权利要求1所述的基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定方法，其特征在于，还包括：
获取所述SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值及所述SCR脱硝装置的出口氮氧化物浓度平均值；
根据所述入口氮氧化物浓度平均值及所述出口氮氧化物浓度平均值的差值，计算所述SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值。
3.一种基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
氨气消耗值计算单元，用于根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；
出口氨逃逸的平均值计算单元，用于根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
4.根据权利要求3所述的基于尿素还原剂的SCR脱硝装置氨逃逸均值测定系统，其特征在于，还包括：
出口氮氧化物浓度平均值获取单元，用于获取所述SCR脱硝装置的入口氮氧化物浓度平均值及所述SCR脱硝装置的出口氮氧化物浓度平均值；
氮氧化物浓度下降值计算单元，用于根据所述入口氮氧化物浓度平均值及所述出口氮氧化物浓度平均值的差值，计算所述SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；
根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取SCR脱硝装置的氮氧化物浓度下降值、所述SCR脱硝装置的尿素消耗值及流经所述SCR脱硝装置的烟气值；
根据所述氮氧化物浓度下降值、所述烟气值及氨气在所述氮氧化物浓度下降值中的占比值，计算所述SCR脱硝装置的氨气消耗值；
根据所述SCR脱硝装置的尿素消耗值、所述SCR脱硝装置的氨气消耗值及所述烟气值，计算所述SCR脱硝装置的出口氨逃逸的平均值。
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