CN110043884B - 一种高温低压水天燃气加热系统及方法 - Google Patents
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- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/08—Installation of heat-exchange apparatus or of means in boilers for heating air supplied for combustion
Abstract
本发明公开了一种高温低压水天燃气加热系统及方法，燃气加热组件，包括储热件、储气罐和点火器，所述储气罐给所述储热件通燃气，所述点火器将所述储热件内的燃气点燃；储水分离组件，包括储水罐和支撑件，所述储水罐置于所述支撑件上，所述储水罐上设有入水口和出水口；离心泵，一端与所述储热件相连接，另一端与储水分离组件的所述出水口相连接。通过采用本发明中的装置及气需要实行的方法，可以提高工作效率，且工作效率可以提高70％以上，同时节省了大量的天燃气，充分合理的利用了资源，没有环境污染，不需要独立建立锅炉房，减少了建筑耗资的成本。
Description
技术领域
本发明涉及能源的技术领域，特别是，涉及一种高温低压水天燃气加热系统及方法。
背景技术
蒸汽锅炉已有四百年历史，目前市场上用于供热的设备大多是蒸汽锅炉，其特性是能耗高，每产一吨150度的蒸汽需要消耗650000大卡热值，同时需要消耗显热151000大卡和气化潜热500000大卡，使用天燃气加热锅炉产一吨蒸汽差不多要80方天燃气。其二是利用率低，蒸汽在使用的过程中真正用于加热的有用功不到40％，有60％多的蒸汽在管道以及用热设备中被浪费掉。其三是属于压力容器，受监管机制监管。其四是每个蒸汽锅炉至少需要二到三名锅炉工进行值守。
目前和我们的技术领域比较接近的是饱和水热泵加热技术，其特性是无法达到高温，最高理论数据不超过120度，其技术领域采用和蒸汽一样的并联方式，没有解决压力不均匀的特点，不是成熟产品。其二是本身只是一个理念，没有真正应用到实际中去。其三是饱和水热泵技术本身在循环的过程中会产生空气，但是技术无法实现将空气排空，使得压力增大，无法连续长时间使用。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中一个目的是提供一种高温低压水天燃气加热系统。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高温低压水天燃气加热系统，包括，燃气加热组件，包括储热件、储气罐和点火器，所述储气罐给所述储热件通燃气，所述点火器将所述储热件内的燃气点燃；储水分离组件，包括储水罐和支撑件，所述储水罐置于所述支撑件上，所述储水罐上设有入水口和出水口；离心泵，一端与所述储热件相连接，另一端与储水分离组件的所述出水口相连接；其中，所述储热件包括储水件和箱体，所述储水件置于所述箱体内，且与用户设备相连接，所述点火器一端与所述储气罐相连接，另一端与所述箱体相连接，所述点火器将所述箱体内的燃气点燃，并将对所述储水件内的水加热；其中，所述储水罐上设有排气口，所述储水罐内的高温水通过所述离心泵传输，气体通过所述排气口排出。
作为本发明所述高温低压水天燃气加热系统的一种优选方案，其中：所述储热件的数量大于1，且各个所述储热件在所述箱体内相互串联。
作为本发明所述高温低压水天燃气加热系统的一种优选方案，其中：所述储水件的容量为29升。
作为本发明所述高温低压水天燃气加热系统的一种优选方案，其中：所述燃气加热组件还包括余热回收盘管和二级泵，所述余热回收盘管设于所述储热件的上方，所述二级泵一端与所述余热回收盘管相连接，另一端与储水罐相连接，所述余热回收盘管与用户设备相连接。
作为本发明所述高温低压水天燃气加热系统的一种优选方案，其中：所述燃气加热组件还包括排烟阀。
作为本发明所述高温低压水天燃气加热系统的一种优选方案，其中：所述用户设备的数量大于1，且各个所述用户设备采用串联。
本发明的另一个目的是提供一种高温低压水天燃气加热的方法。
一种高温低压水天燃气加热的方法，采用燃气加热组件、储水分离组件和离心泵，包括以下几个步骤，第一步，通过入水口将储水分离组件内的储水罐补充至50％；第二步，通过离心泵将水抽入到储水件内，所述储水件之间相互串联，水通过串联至每个储水件中，且充满各个储水件，且每个储水件的容量为29升，所述储水件的个数为20，串联后的容量为0.58m3；第三步，通过点火器点燃箱体内的燃气，对储水件加热，所述储水件与所述用户设备相连接，所述用户设备与所述用户设备相串联，若用户设备、用户设备的数量大于等于2时，则用户设备、用户设备均采用串联的方式，所述储水罐内加热后的水流经所述储水件、用户设备和用户设备，通过离心泵将所述储热件中的水抽出到储水分离组件，形成闭路循环系统；第四步，将所述储水分离组件中排出的多余的气体再次回收，并联进入所述用户设备，若用户设备的数量大于2时，所述用户设备的采用并联的方式；第五步，所述储热件中产生的多余的热量产生烟雾，烟雾对余热回收盘管加热回收热量，通过二级泵将余热对余热回收盘管加热过的水抽取到用户设备的水桶上，且水加热的温度为90℃，所述水桶与所述用户设备采用串联的方式，若用户设备的数量大于等于2时，采用并联的方式，多余的烟从排烟阀排出。
作为本发明所述高温低压水天燃气加热系统的一种优选方案，其中：所述余热回收盘管采用DN40盘管。
本发明的有益效果：通过采用本发明中的装置及气需要实行的方法，可以提高工作效率，且工作效率可以提高70％以上，同时节省了大量的天燃气，充分合理的利用了资源，没有环境污染，不需要独立建立锅炉房，减少了建筑耗资的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
其中：
图1为本发明所述高温低压水天燃气加热系统提供的一种实施例中的整体结构示意图；
图2为本发明所述高温低压水天燃气加热系统提供的一种实施例中所述燃气加热组件的一个角度的示意图；
图3为本发明提供的一种实施例中所述高温低压水天燃气加热系统中所述燃气加热组件的另一个角度的示意图；
图4为本实用新型所述高温低压水天燃气加热系统提供的一个实施例中的所述储水分离组件的整体结构立体示意图；
图5为本实用新型所述高温低压水天燃气加热系统提供的一个实施例中的所述储水分离组件的整体结构主视示意图；
图6为本实用新型所述高温低压水天燃气加热系统提供的一个实施例中的所述储水分离组件的整体结构后视示意图；
图7为本实用新型所述高温低压水天燃气加热系统提供的一个实施例中的所述储水分离组件的整体结构俯视示意图；
图8为本实用新型所述高温低压水天燃气加热方法提供的一个实施例中的整体结构流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
参照图1～图7，天燃气加热系统提供的第一个实施例，该实施例的主体包括燃气加热组件100、储水分离组件200和离心泵300，储水分离组件200中的水通过离心泵300抽到燃气加热组件100内，且燃气加热组件100对抽进来的水加热。
具体的，燃气加热组件100包括储热件101、储气罐102和点火器103，所述储气罐102给所述储热件101通燃气，所述点火器103将所述储热件101内的燃气点燃，所述点火器103的输出端为70万大卡的天燃气点火器。
其中，所述储热件101包括储水件101a和箱体101b，所述储水件101a置于所述箱体101b内，且与用户设备A相连接，所述点火器103一端与所述储气罐102相连接，另一端与所述箱体101b相连接，所述点火器103将所述箱体101b内的燃气点燃，并将对所述储水件101a内的水加热，加热过的水通过用户设备A相连接，这里说的用户设备A例如可以是烫平机，通过用户设备A后的水，可以再次被回收利用，因此，通过用户设备A降温后的水可以通入用户设备B(如烘干机)。
需要说明的是，用户设备A(如烫平机)和用户设备B(如烘干机)的数量大于1时，两者均采用串联的方式通水。
较佳的，所述储水件101a的数量大于1，且各个所述储水件101a在所述箱体101b内相互串联，所述储水件101a的容量为29升。
例如，用户设备A(如烫平机)中水的温度是200℃，其工作表面温度达180摄氏度，用户设备A(如烫平机)的每一辊的辊筒互相串联走水，直至最后一个用户设备A(如烫平机)的辊筒连接至用户设备B(如烘干机)。一般情况下，烘干机的工作温度在140摄氏度，6台互相串联，直至最后一台烘干机走水进储水分离组件200将空气排空。排空的热空气通过管路再次并联接入6台烘干机设备，将烘干机的机体空间温度加热，将多余的热量回收。
储水分离组件200，包括储水罐201和支撑件202，所述储水罐201置于所述支撑件202上，所述储水罐201上设有入水口201a和出水口201b。
应该注意的是，正常的设备用水前会先进行水处理，将水中的氧原子去除，以此来解决膜态沸腾的问题，而在本申请中采用的正常水(也即没有通过处理过的水，不是软水)，前端也不会做水处理，所以为了保证整个密闭循环系统的安全性，储水分离装置需要将水和气分离后，并同时将气排出，利用储水罐201内的水循环加热。因此，所述储水罐201上设有气水分离层201d和排气口201c，通过气水分离层201d将气、水分离，所述储水罐201内的高温水通过所述离心泵300传输，气体通过所述排气口201c排出。
需要说明的是，为了合理利用资源，将储水分离装置中循环过程的产生的气体排空，其主要目的也是在于控制整个循环过程中压力，同时通过排气口201c可以做余热回收，利用余热并联进入到用户设备B，将循环过程中多余的气体再次进入用户设备B(如若干台烘干机等)，二次利用热源，起到控制安全性与节能的效果。
较佳的，所述用户设备A的数量大于1，且各个所述用户设备A采用串联。
较佳的，储水罐201还设有电动调节阀201e，在储水分离装置与燃气加热组件100、用户设备A(如若干台烘干机和烫平机等)相连接后，同时，储水分离装置链接控制系统，在紧急情况下(超过一定压力，受阻超过2MPa)自动打开，提高安全控制系数。工作原理为：当储水分离组件200上的排气口201c出的排气阀受阻或不工作时，电动调节阀201e会自动打开。
较佳的，储水罐201上还设有压力表201f，压力表201f设于出水口201b处，从而实时监测压力的变化，额定压力在2MPa。
优选的，在储水罐201上还可以设有温度表201g，监控温度的变化。
较佳的，在本实施例中，储水罐201上还设有补水口201g和水位表201h。
因为在储水分离组件200中的温度较高，因此一部分水会气化，气化的部分从排气口201c排出，根据能量守恒定律，储水罐201内的水会逐渐变少，因此为了保证工作的有效性和高效性，不能将设备在运转的过程中停机重新加水，故而在本实施例中，在储水罐201上设有补水口201j，补水口201j的位置介于所述入水口201a和出水口201b之间。
需要说明的是，因此设备的温度比较高，因此不会采用熔点较低的透明玻璃制品或者塑料制品，而是采用金属制成，而金属不具有透明的特性，长时间的工作，工作人员无法得知什么时候水位过低，什么时候过高，什么时候需要加水等等，为了便于监控，防止水位过低造成安全性问题或者降低工作效率的问题，在储水罐201的侧壁上设有水位表201h，通过水位表201h控制水桶内的水容量。
较佳的，在储水罐201的下面设有排污阀201k，因为在整个系统(包含储水分离装置)运作中会产生一定的杂物，因此杂物通过排污阀201k排出，起到保持储水罐201内清洁干净的作用，提高了储水分离装置的使用寿命，同时保证装置的工作效率。因为当储水分离组件200中存在杂物后，会影响内部水循环的工作效率，从而影响整体的工作效率。
其中，储水罐201外面设有保温层203，通过保温层203对储水罐201内的高温水进行保温，节省储水罐201内高温水持续加热的能源和时间。
较佳的，储水分离组件200还包括保护外框204，保护外框204套设于储水罐201的外侧，保护储水罐201的安全性，安装时，将带有保护外框204的储水分离组件200放置到支撑件202上。
较佳的，储水分离组件200上设有控制面板，控制面板上设定温度上限为200℃，下限为180℃，当温度达到200℃以上，自动关闭点火器103，离心泵300继续循环，使热能继续散发。当温度低于180℃时，点火器103开大火加热主机二层主水管道，使温度继续上升至200℃。当温度低于200℃高于180℃时，点火器103自动调节小火继续循环加热至理想温度。
离心泵300，一端与所述燃气加热组件100相连接，另一端与储水分离组件200的所述出水口201b相连接。
较佳的，在本发明中的离心泵300采用多级循环离心泵能够承受200℃以上的高温，密封圈改进后最高温度可达到260℃以上，扬程可达到230米以上，耐高压2.5MP，采用立式节段式外加不锈钢壳体结构。
需要说明的是，在本实施例中的多级离心泵适用于输送清水及物理化学性质类似于清水的物质液体，且多级离心泵均为铸钢材质,因此具备一定程度的耐腐蚀性。
应当注意的是，多级离心泵介质温度范围是：-15℃～220℃，多级离心泵工作压力中的系统压力≤2.5MP，也即系统压力═入口压力+泵工作时的压力≤2.5MPa。并且，多级离心泵周围环境的温度应低于40℃，相对湿度应不超过95％。
在本实施例中，高温低压水电加热装置的工作原理为：将燃气加热组件100、储水分离组件200、离心泵300和用户设备A(如若烫平机等)串联组装，也就是，储水分离组件200一端与用户设备A相连接，另一端与离心泵300相连接，离心泵300的另一端与燃气加热组件100相连接，用户设备A的另一端与燃气加热组件100相连接。通过入水口201a对储水罐201内加水至储水罐201容量的50％，留出沸腾水产生的气，到了沸腾点自动排出气体，但必须留出罐内空间保持平衡，产出沸腾气体在罐的空间进入气、水排气阀分离外流。通过离心泵300将储水罐201内的水抽取到燃气加热组件100中的储热件101内，通过点火器103将储气罐102通入到储热件101内的燃气点燃，并对储热件101中的水进行加热，加热后的水通入用户设备A，最后再将用户设备A中的回到储水分离组件200中。
需要说明的是，储热件101与多台用户设备A相连接时，各个用户设备A采用串联的方式相连接，这样可以保证加热水的温度保持均衡，避免压力过大的情况发生。
需要说明的是，经过一个整个循环加热系统后，高温水经过所有设备回流至储水分离组件200后，将膜态沸腾产生的空气与高温水隔离，通过排气阀将空气排空，保证二次循环过程中离心泵300吸入燃气加热组件100的高温水不含空气。
应当说明的是，为了合理利用资源，在本实施例中将排气口201c排出的气体也可通过与用户设备B相连接的方式连接，且各个用户设备B采用并联的方式相连接。
需要说明的是，开机后先由离心泵300将水抽入燃气加热组件100，水通过串联至每个储热件101内使得所有螺旋管内充满水，再由离心泵300将水抽出，直至水将整个闭路循环系统灌满。
较佳的，为了合理利用资源，在第一个闭循环中，可以在将用户设备A与用户设备B相连接(串联)，实现资源的二次利用。
参照图1～图7，本发明提供的高温低压水天燃气加热系统的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：该实施例中，燃气加热组件100还包括余热回收盘管104、二级泵105和排烟阀106。
所述余热回收盘管104设于所述储热件101的上方，所述二级泵105一端与所述余热回收盘管104相连接，另一端与储水罐201相连接，所述余热回收盘管104与用户设备C(如洗衣机)相连接。
需要说明是，为了避免余热回收盘管104流出的水的温度还是很高，从而直接进入到用户设备C(如洗衣机)后，会造成烫坏一些衣服的情况，因此，在储水罐201和用户设备C(如洗衣机)之间设置水桶，该水桶与储水罐201串联，与用户设备C(如洗衣机)并联，从而水桶中的高温水与原本用户设备C(如洗衣机)中接入的冷水相中和。
参照图1～图8，明还提供了一种高温低压水天燃气加热的方法，采用燃气加热组件100、储水分离组件200和离心泵300，包括以下几个步骤，
第一步，通过入水口201a将储水分离组件200内的储水罐201补充至50％；
第二步，通过离心泵300将水抽入到储水件101a内，所述储水件101a之间相互串联，水通过串联至每个储水件101a中，且充满各个储水件101a，且每个储水件101a的容量为29升，所述储水件101a的个数为9，串联后的容量为0.58m3；
第三步，通过点火器103点燃箱体101b内的燃气，对储水件101a加热，所述储水件101a与所述用户设备A相连接，所述用户设备A与所述用户设备B相串联，若用户设备A、用户设备B的数量大于等于2时，则用户设备A、用户设备B均采用串联的方式，所述储水罐201内的水，在储水件101a内加热后，流经所述储水件101a、用户设备A和用户设备B，最后通过离心泵300将所述储热件101中的水抽出到储水分离组件200，形成闭路循环系统；
第四步，将所述储水分离组件200中排出的多余的气体再次回收，并联进入所述用户设备B，若用户设备B的数量大于2时，所述用户设备B的采用并联的方式；
第五步，所述储热件101中产生的多余的热量产生烟雾，烟雾对余热回收盘管104加热回收热量，通过二级泵105将余热对余热回收盘管104加热过的水抽取到用户设备C的水桶上，且余热回收盘管104中水加热的温度为90℃，余热回收盘管104中水与用户设备C的水桶中和后，水温为40℃～70℃，所述水桶与所述用户设备C采用串联的方式，若用户设备C的数量大于等于2时，采用并联的方式，多余的烟从排烟阀106排出。
其中，所述闭路循环系统的流量为11.3t/h，且所述闭路循环系统的出口压力不大于0.3MPa。
也就是，将燃气加热组件100、储水分离组件200、离心泵300和用户设备A(如若干台烘干机等)串联组装。需要说明的是，开机后先由离心泵300将水抽入燃气加热组件100，水通过串联至每个储热件101内使得所有螺旋管内充满水，加热后输送到用户设备A和与之串联的用户设备B，而用户设备A和与之串联的用户设备B等串联的用户设备的末端流入到储水分离组件200中，形成闭路循环系统。
具体的，储水分离组件200一端与用户设备相连接，另一端与离心泵300相连接，离心泵300的另一端与燃气加热组件100相连接，用户设备的另一端与燃气加热组件100相连接。通过入水口201a对储水罐201内加水至储水罐201容量的50％，通过离心泵300将储水罐201内的水抽取到燃气加热组件100中的储热件101内，因为在上述储热件101的个数为20,20个储热件101串联后，串联在末尾的储热件101与用户设备相连接，用户设备A(或用户设备A与用户设备B串联后的最后一个用户设备)与储水罐201相连接。
需要说明的是，储热件101与多台用户设备相连接时，各个用户设备采用串联的方式相连接，这样可以保证加热水的温度保持均衡，避免压力过大的情况发生。为了合理利用资源，在本实施例中将排气口201c排出的气体也可通过与用户设备相连接的方式连接，且各个用户设备采用并联的方式相连接。
较佳的，所述余热回收盘管104采用DN40盘管。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种高温低压水天燃气加热系统，其特征在于：包括，
燃气加热组件(100)，包括储热件(101)、储气罐(102)和点火器(103)，所述储气罐(102)给所述储热件(101)通燃气，所述点火器(103)将所述储热件(101)内的燃气点燃；
储水分离组件(200)，包括储水罐(201)和支撑件(202)，所述储水罐(201)置于所述支撑件(202)上，所述储水罐(201)上设有入水口(201a)和出水口(201b)；
离心泵(300)，一端与所述储热件(101)相连接，另一端与储水分离组件(200)的所述出水口(201b)相连接；
其中，所述储热件(101)包括储水件(101a)和箱体(101b)，所述储水件(101a)置于所述箱体(101b)内，且与用户设备A相连接，所述点火器(103)一端与所述储气罐(102)相连接，另一端与所述箱体(101b)相连接，所述点火器(103)将所述箱体(101b)内的燃气点燃，并将对所述储水件(101a)内的水加热；
其中，所述储水罐(201)上设有排气口(201c)，所述储水罐(201)内的高温水通过所述离心泵(300)传输，气体通过所述排气口(201c)排出；
所述燃气加热组件(100)还包括余热回收盘管(104)和二级泵(105)，所述余热回收盘管(104)设于所述储热件(101)的上方，所述二级泵(105)一端与所述余热回收盘管(104)相连接，另一端与储水罐(201)相连接，所述余热回收盘管(104)与用户设备C相连接；
所述储水罐(201)还设有电动调节阀(201e)，在储水分离装置与燃气加热组件(100)、用户设备A相连接后，同时，储水分离装置链接控制系统，当储水分离组件(200)上的排气口(201c)处的排气阀受阻或不工作时，储水罐(201)内部压力超过2MPa时，电动调节阀(201e)会自动打开。
2.根据权利要求1所述的高温低压水天燃气加热系统，其特征在于：所述储热件(101)的数量大于1，且各个所述储热件(101)在所述箱体(101b)内相互串联。
3.根据权利要求1所述的高温低压水天燃气加热系统，其特征在于：所述储水件(101a)的容量为29升。
4.根据权利要求1所述的高温低压水天燃气加热系统，其特征在于：所述燃气加热组件(100)还包括排烟阀(106)。
5.根据权利要求1所述的高温低压水天燃气加热系统，其特征在于：所述用户设备A的数量大于1，且各个所述用户设备A采用串联。
6.根据权利要求1所述的高温低压水天燃气加热系统，所述余热回收盘管(104)采用DN40盘管。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高温低压水天燃气加热系统的加热方法，其特征在于：包括以下几个步骤，
第一步，通过入水口(201a)将储水分离组件(200)内的储水罐(201)补充至50％；
第二步，通过离心泵(300)将水抽入到储水件(101a)内，所述储水件(101a)之间相互串联，水通过串联至每个储水件(101a)中，且充满各个储水件(101a)，且每个储水件(101a)的容量为29升，所述储水件(101a)的个数为20，串联后的容量为0.58m3；
第三步，通过点火器(103)点燃箱体(101b)内的燃气，对储水件(101a)加热，所述储水件(101a)与所述用户设备A相连接，所述用户设备A与用户设备B相串联，若用户设备A、用户设备B的数量大于等于2时，则用户设备A、用户设备B均采用串联的方式，所述储水罐(201)内加热后的水流经所述储水件(101a)、用户设备A和用户设备B，通过离心泵(300)将所述储热件(101)中的水抽出到储水分离组件(200)，形成闭路循环系统；
第四步，将所述储水分离组件(200)中排出的多余的气体再次回收，并联进入所述用户设备B，若用户设备B的数量大于2时，所述用户设备B的采用并联的方式；
第五步，所述储热件(101)中产生的多余的热量产生烟雾，烟雾对余热回收盘管(104)加热回收热量，通过二级泵(105)将余热对余热回收盘管(104)加热过的水抽取到用户设备C的水桶上，且水加热的温度为90℃，所述水桶与所述用户设备C采用串联的方式，若用户设备C的数量大于等于2时，采用并联的方式，多余的烟从排烟阀(106)排出。
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