CN112197165A - 一种lng装车撬用轻便式鹤管系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统，包括装车撬，其中设有：带进液阀的LNG进液管路，LNG进液管路通过液相鹤管连接至槽车加液臂，用于槽车充装；带回气阀的NG回气管路，NG回气管路通过气相鹤管与槽车返回气臂连接，用于充装过程中槽车返气；氮气吹扫管路，氮气吹扫管路分别与液相鹤管上的第一氮气吹扫阀连接、与气相鹤管上的第二氮气吹扫阀连接；排净管路，排净管路分别通过第一排液阀与LNG进液管路连接，通过第二排液阀与液相鹤管连接，用于充装完成后排空液相鹤管的余液。同时还提供了其使用方法。本发明LNG装车撬用轻便式鹤管系统结构简洁、紧凑、合理，使用方便简便，可以减少操作时间及人工成本，提升接收站经济效益。

Description

一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统及其使用方法

技术领域

本发明属于LNG的输送技术领域，涉及一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统及其使用方法。

背景技术

LNG槽车装车撬指将每个LNG装车位内的仪表和设备集成在专用框架结构内的一体化撬装设施，其用于将接收站LNG储罐内的LNG充装至槽车内，并进行LNG充装量的计量和计算。LNG装车撬采用集成化设计不仅能够减少人员操作、减小占用空间，而且由于出厂前会进行试验以保证装车撬性能稳定，其安全性更高。

鹤管是LNG装车撬的核心部件，在LNG装车过程与鹤管操作相关的时间最长，而且操作时需两人配合。因此，怎样优化鹤管设计，减少时间成本及人工成本关系到整个LNG接收站的经济效益。

发明内容

本发明的目的是上述现有技术中的的不足，提供一种结构简洁、紧凑、合理，减少操作时间成本及人工成本，提升接收站经济效益的LNG装车撬用轻便式鹤管系统及其使用方法。

本发明的目的之一是提供一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统，所采用的技术方案如下：

一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统，包括装车撬，所述装车撬内设有：

带进液阀的LNG进液管路，所述LNG进液管路通过液相鹤管连接至槽车加液臂，用于槽车充装；

带回气阀的NG回气管路，所述NG回气管路通过气相鹤管与槽车返回气臂连接，用于充装过程中槽车返气；

氮气吹扫管路，所述氮气吹扫管路分别与液相鹤管上的第一氮气吹扫阀连接、与气相鹤管上的第二氮气吹扫阀连接；

排净管路，所述排净管路分别通过第一排液阀与LNG进液管路连接，通过第二排液阀与液相鹤管连接，用于充装完成后排空液相鹤管的余液。

优选的，所述液相鹤管及气相鹤管均包括靠近装车撬的鹤管撬体段、鹤管中段、与槽车连接的鹤管前端，所述鹤管撬体段、鹤管中段、鹤管前端可转动地连接为一体；

所述第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀均连接于鹤管撬体段；所述第二排液阀连接于鹤管中段。

优选的，所述第一氮气吹扫阀通过第一低温止回阀连接至所述液相鹤管，所述第二氮气吹扫阀通过第二低温止回阀连接至所述气相鹤管。

进一步的，所述第一氮气吹扫阀及第一低温止回阀均高于所述液相鹤管；

所述第二氮气吹扫阀及第二低温止回阀均高于所述气相鹤管。

进一步的，所述第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀采用常温电磁阀。

优选的，所述LNG进液管路上设置第一压力传感器，所述NG回气管路上设置第二压力传感器。

优选的，所述第一排液阀、第二排液阀均低于液相鹤管及LNG进液管路。

优选的，所述液相鹤管与槽车加液臂之间通过低温干式快速接头连接；

所述气相鹤管与槽车返回气臂之间通过低温干式快速接头连接。

本发明的目的之二是提供一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统的使用方法，包括如下步骤：

S1、对系统进行气密性检查，开启第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀，关闭其余阀门，使氮气不断进入液相鹤管和气相鹤管中进行憋压，达到指定压力后，关闭第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀，通过LNG进液管路上的第一压力传感器、NG回气管路上的第二压力传感器检测到的压力变化与否来判断液相鹤管、气相鹤管与槽车连接处是否泄漏；

S2、气密性检查合格后，开启回气阀、进液阀，打开槽车端气相截止阀，通过槽车返回气臂对槽车进行卸压，槽车内的NG气体通过NG回气管路返回；打开槽车端充装截止阀，通过槽车加液臂对槽车进行LNG充装；

S3、待充装完成后，关闭除槽车端气相截止阀外的其余阀门；充装完成后进行氮气吹扫置换NG和LNG：

首先开启第二氮气吹扫阀，进行气相鹤管吹扫，使氮气进入槽车中将NG置换出来，经NG回气管路回收，吹扫完成后关闭槽车气相截止阀，关闭第二氮气吹扫阀；

随后开启第一氮气吹扫阀，进行液相鹤管吹扫，先吹扫靠近装车撬的鹤管撬体段，反复憋压多次，憋压吹扫方式为：液相鹤管压力达到指定压力时，关闭第一氮气吹扫阀，开启第一排液阀；液相鹤管压力小于0.05MPa时，开启第一氮气吹扫阀，关闭第一排液阀吹扫完成后所有阀门关闭；使液相鹤管位于鹤管撬体段内的残余LNG在重力作用下通过第一排液阀排出；之后对液相鹤管中段吹扫，反复憋压多次，憋压吹扫方式为：液相鹤管压力达到指定压力时，关闭第一氮气吹扫阀，开启排液阀；液相鹤管压力小于0.05MPa时，开启第一氮气吹扫阀，关闭第二排液阀，使鹤管中段的LNG通过第二排液阀排出，吹扫完成后所有阀门关闭；液相鹤管中段吹扫完成后打开槽车液相充装截止阀，吹扫鹤管前端及槽车相应管路，使槽车液相充装口处残余LNG彻底充装入槽车内；

S4、吹扫结束后关闭所有阀门，将液相鹤管、气相鹤管与槽车脱开，并将液相鹤管、气相鹤管归位；打开槽车气、液相排空阀，观察排空口直至无白烟冒出后关闭，安装槽车端接头保护套，充装完毕。

优选的，步骤S2中，在气密性检查合格后，开启第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀，进行液相鹤管、气相鹤管吹扫，使氮气进入槽车中，开启槽车气相排空阀置换出空气，完成置换后关闭槽车气相排空阀，关闭第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀。

本发明能够带来以下有益效果：

1)本发明提供了一种整体结构简洁、紧凑的LNG装车撬用鹤管系统，可以安全、方便地对槽车进行LNG充装，减少操作时间成本及人工成本，提升接收站的经济效益。

2)本发明通过采用低温快速干式接头将液相鹤管、气相鹤管与槽车进行连接，正常情况下，采用此接头的液相鹤管、气相鹤管不需要进行氮气置换，此结构设计大大节约了槽车充装过程的时间和人工成本。并且，相比较传统采用的法兰连接，可以明显减少安装人力及时间。

3)本发明通过在氮气吹扫阀后串联低温止回阀，使得在LNG充装时，可以保障气、液相介质不会发生倒灌损坏氮气吹扫阀。并且，将氮气吹扫阀和低温止回阀设置在高于鹤管的位置，能够防止阀门长时间浸入低温介质而降低阀门寿命。

4)本发明在低于液相鹤管及LNG进液管路的位置分别设置第一排液阀和第二排液阀，结合第一氮气吹扫阀和第二氮气吹扫阀，可以充分将液相鹤管两端及槽车液相充装口处的残余LNG充分排净，减少操作时间成本及人工成本。

5)本发明各阀门还可以结合PLC控制系统，从而能够大大提高自动化的LNG充装过程，提升接收站的工作效率。

附图说明

图1为本发明LNG装车撬用轻便式鹤管系统的结构示意图。

图2为本发明LNG装车撬用轻便式鹤管系统的使用方法流程图。

图中标注符合的含义如下：

1-LNG进液管路，10-第一进液阀，11-第二进液阀，12-第一压力传感器；2-NG回气管路，20-回气阀，21-第二压力传感器；

3-氮气吹扫管路，30-第一波纹软管，31-第一氮气吹扫阀，32-第二波纹软管，33-第二氮气吹扫阀，34-第一低温止回阀，35-第二低温止回阀；4-排净管路，40-第一排液阀，41-第二排液阀；

5-液相鹤管；6-气相鹤管。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

根据本发明提供的一种实施例，参见图1所示，为一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统，包括装车撬，所述装车撬内设有：带第一进液阀10及第二进液阀11的LNG进液管路1，所述LNG进液管路1通过液相鹤管5连接至槽车加液臂，用于槽车充装；带回气阀20的NG回气管路2，所述NG回气管路2通过气相鹤管6与槽车返回气臂连接，用于槽车充装过程中返气；氮气吹扫管路3，所述氮气吹扫管路3的输出接口分别通过第一波纹软管30与液相鹤管5上的第一氮气吹扫阀31连接，通过第二波纹软管32和气相鹤管6上的第二氮气吹扫阀33连接；排净管路4，所述排净管路4分别通过第一排液阀40与LNG进液管路1连接，通过第二排液阀41与液相鹤管5连接，用于槽车充装完成后排空液相鹤管5中的余液。

根据本实施例，通过LNG进液管路1和液相鹤管5为槽车实现充装；通过NG回气管路2和气相鹤管6为槽车充装过程实现返气，提高LNG充装的效率；同时在充装后通过氮气吹扫管路3和排净管路4，通过第二氮气吹扫阀33经气相鹤管6可以将槽车中的NG置换出，经NG回气管路2返回，通过第一氮气吹扫阀31可以将液相鹤管内的残液从排净管路4排出，便于对后续的槽车充装，提高LNG接收站的整体经济效益。

继续参见图1，所述液相鹤,5及气相鹤管6均包括靠近装车撬的鹤管撬体段A、鹤管中段B、与槽车连接的鹤管前端C，所述鹤管撬体段A、鹤管中段B、鹤管前端C彼此之间通过旋转接头相对可转动地连接为一体，具有较好的安全性和灵活性；且所述第一氮气吹扫阀31、第二氮气吹扫阀33均连接于鹤管撬体段A，便于对液相/气相鹤管进行整体吹扫；所述第二排液阀41连接于鹤管中段B，在第一排液阀41连接于LNG进液管路1的基础上，可以排出液相鹤管5内鹤管撬体段A的大部分残液，第二排液阀41的补充设置便于进一步排出鹤管中段B的残液；而鹤管前端C也即靠近槽车端的残液则可以通过吹扫进入槽车中回收。为了进一步保证液相鹤管5中残液的排净，所述第一排液阀40、第二排液阀41低于液相鹤管5及LNG进液管路1，此设计使液相鹤管中残液在重力作用下促进排出，减少人工操作，节约时间和人工成本。从而，可以充分将液相鹤管两端及槽车液相充装口处的残余LNG充分排净。

为了防止气相、液相介质倒灌损坏氮气吹扫阀，所述第一氮气吹扫阀31通过第一低温止回阀34连接至所述液相鹤管5，所述第二氮气吹扫阀33通过第二低温止回阀35连接至所述气相鹤管6。具体的，所述第一氮气吹扫阀31、第二氮气吹扫阀33采用常温电磁阀门，可以实现氮气吹扫阀自动启闭。通过在常温电磁阀门后设置低温止回阀与其串联，有效防止LNG、NG倒灌，提高电磁阀的使用寿命。此设计相比于常规低温球阀，实现了自动化氮气吹扫，既节约了人工操作的时间成本，同时采用电磁阀串联低温止回阀代替低温球阀，还降低了鹤管重量。

进一步的，所述第一氮气吹扫阀31及第一低温止回阀34均高于液相鹤管5；所述第二氮气吹扫阀33及第二低温止回阀35均高于所述气相鹤管6。以防止阀门长时间浸入到低温介质中，避免冷热交替；第一/二氮气吹扫阀及第一/二低温止回阀的高位设置能大大降低阀门的寿命耗损，提高系统的可靠性和经济性。

另外，所述LNG进液管路1上设置第一压力传感器12，所述NG回气管路2上设置第二压力传感器21，便于在槽车充装前进行气密性检查。具体烦人，可通过第一/第二氮气吹扫管路向LNG进液管路1、NG回气管路2通入氮气，在一定压力下保压，第一/二压力传感器显示有无压降则可用来判断是否存在泄漏。

此外，所述液相鹤管5与槽车加液臂之间通过低温干式快速接头连接；所述气相鹤管6与槽车返回气臂之间通过低温干式快速接头连接，通过低温干式快速接头来实现液相鹤管与槽车加液臂的进液接口、气相鹤管与槽车返回气臂的回气接口快速连接。低温干式快速接头在脱开时，能够保证鹤管端和槽车端进液/回气接口迅速关闭，外界空气不会进入到液相/气相鹤管和槽车的相应管段内。正常情况下，采用此接头的液相/气相鹤管不需要进行氮气置换。当液相/气相鹤管或槽车长时间未进行装车、初次装车、接口维修后及其他异常情况(如接口被异常打开过)时应进行氮气置换，此结构设计大大节约了槽车充装过程的时间和人工成本。

根据本发明提供的另一种实施例，参见图2所示，为一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统的使用方法，结合图1所示，包括如下步骤：

S1、对系统进行气密性检查，开启第一氮气吹扫阀31、第二氮气吹扫阀33，关闭其余阀门，使氮气不断进入液相鹤管5和气相鹤管6中进行憋压，达到指定压力后，第一氮气吹扫阀31、第二氮气吹扫阀33关闭，通过LNG进液管路1上的第一压力传感器12、NG回气管路上的第二压力传感器21检测到的压力变化与否来判断液相鹤管5、气相鹤管6与槽车连接处是否泄漏；

S2、气密性检查合格后，开启回气阀20、第一进液阀10、第二进液阀11，打开槽车端气相截止阀，通过槽车返回气臂对槽车进行卸压，槽车内的NG气体通过NG回气管路2返回；打开槽车端液相充装截止阀，通过槽车加液臂对槽车进行LNG充装；

S3、待充装完成后，关闭除槽车端气相截止阀外的其余阀门；充装完成后进行氮气吹扫置换NG和LNG：

首先开启第二氮气吹扫阀33，进行气相鹤管6吹扫，使氮气进入槽车中将NG置换出来，经NG回气管路回收，吹扫完成(一般设定吹扫时间15s)后关闭槽车气相截止阀，关闭第二氮气吹扫阀33；

随后开启第一氮气吹扫阀31，进行液相鹤管5吹扫，先吹扫靠近装车撬的鹤管撬体段A，反复憋压多次，憋压吹扫方式为：液相鹤管4压力达到指定压力(由于残余LNG的积累)时，关闭第一氮气吹扫阀31，开启第一排液阀40，使液相鹤管5内的残余LNG在重力作用下通过第一排液阀40从低位的排净管路4排出；液相鹤管5压力小于0.05MPa时，开启第一氮气吹扫阀31，关闭第一排液阀40，使残余的LNG在液相鹤管5内积累，从而，通过反复多次(一般3次即可)憋压吹扫，可以使液相鹤管位于鹤管撬体段A内的残余LNG在重力作用下通过第一排液阀40基本排净，同时，鹤管撬体段A内少量的LNG被第一氮气吹扫阀31吹扫落入鹤管中段B，吹扫完成后所有阀门关闭；之后对液相鹤管5的鹤管中段吹扫，反复憋压次，憋压吹扫方式为：液相鹤管5压力达到指定压力时，关闭第一氮气吹扫阀31，开启第二排液阀41，使液相鹤管内位于鹤管中段的LNG通过第二排液阀41从低位的排净管路4排出；液相鹤管压力小于0.05MPa时，开启第一氮气吹扫阀31，关闭第二排液阀41，使残余的LNG在鹤管中段B内积累，从而，通过反复多次(一般3次即可)憋压吹扫，可以使液相鹤管位于鹤管中段B内的残余LNG在重力作用下通过第二排液阀40基本排净，吹扫完成后所有阀门关闭；液相鹤管中段吹扫完成后打开槽车端液相充装截止阀，吹扫鹤管前端C及槽车相应管路，使槽车液相充装口处残余LNG彻底充装排入槽车内；

S4、吹扫结束后关闭所有阀门，将液相鹤管、气相鹤管与槽车脱开，并将液相鹤管、气相鹤管归位；打开槽车气、液相排空阀，观察排空口直至无白烟冒出后关闭，安装槽车端接头保护套，充装完毕。

步骤S2中，在气密性检查合格后，若液相鹤管5、气相鹤管6或槽车处于长时间未进行装车、初次装车、接口维修后的状态及处在其他异常情况，比如接口被异常打开过等，此时应进行氮气置换，具体的，开启第一氮气吹扫阀31、第二氮气吹扫阀33，进行液相鹤管5、气相鹤管6吹扫，使氮气进入槽车中，开启槽车气相排空阀置换出空气，完成置换后关闭槽车气相排空阀，关闭第一氮气吹扫阀31、第二氮气吹扫阀33。

此外，还需要说明的是，本发明上述实施例中提及的所有阀门都选用电磁阀，电磁阀通过与PLC控制系统电连接，可以实现LNG充装的自动化处理，进一步提高了接收站的工作效率。比如，步骤S1中，在NG回气管路2、LNG进液管路1分别设置压力传感器，可以很方便的实现自动气密性检查；步骤S3中，通过采用常温电磁阀的氮气吹扫阀和压力传感器可以实现对液相鹤管5的氮气自动吹扫，节约了人工操作的时间成本，

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统，包括装车撬，其特征在于，所述装车撬内设有：

带进液阀的LNG进液管路，所述LNG进液管路通过液相鹤管连接至槽车加液臂，用于槽车充装；

带回气阀的NG回气管路，所述NG回气管路通过气相鹤管与槽车返回气臂连接，用于充装过程中槽车返气；

氮气吹扫管路，所述氮气吹扫管路分别与液相鹤管上的第一氮气吹扫阀连接、与气相鹤管上的第二氮气吹扫阀连接；

排净管路，所述排净管路分别通过第一排液阀与LNG进液管路连接，通过第二排液阀与液相鹤管连接，用于充装完成后排空液相鹤管的余液。

2.根据权利要求1所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统，其特征在于：

所述液相鹤管及气相鹤管均包括靠近装车撬的鹤管撬体段、鹤管中段、与槽车连接的鹤管前端，所述鹤管撬体段、鹤管中段、鹤管前端可转动地连接为一体；

所述第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀均连接于鹤管撬体段；所述第二排液阀连接于鹤管中段。

3.根据权利要求1或2所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统，其特征在于：

所述第一氮气吹扫阀通过第一低温止回阀连接至所述液相鹤管，所述第二氮气吹扫阀通过第二低温止回阀连接至所述气相鹤管。

4.根据权利要求3所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统，其特征在于：

所述第一氮气吹扫阀及第一低温止回阀均高于所述液相鹤管；

所述第二氮气吹扫阀及第二低温止回阀均高于所述气相鹤管。

5.根据权利要求3所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统，其特征在于：

所述第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀采用常温电磁阀。

6.根据权利要求1所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统，其特征在于：

所述LNG进液管路上设置第一压力传感器，所述NG回气管路上设置第二压力传感器。

7.根据权利要求1所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统，其特征在于：

所述第一排液阀、第二排液阀均低于液相鹤管及LNG进液管路。

8.根据权利要求1所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统，其特征在于：

所述液相鹤管与槽车加液臂之间通过低温干式快速接头连接；

所述气相鹤管与槽车返回气臂之间通过低温干式快速接头连接。

9.一种LNG装车撬用轻便式鹤管系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对系统进行气密性检查，开启第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀，关闭其余阀门，使氮气不断进入液相鹤管和气相鹤管中进行憋压，达到指定压力后，关闭第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀，通过LNG进液管路上的第一压力传感器、NG回气管路上的第二压力传感器检测到的压力变化与否来判断液相鹤管、气相鹤管与槽车连接处是否泄漏；

S2、气密性检查合格后，开启回气阀、进液阀，打开槽车端气相截止阀，通过槽车返回气臂对槽车进行卸压，槽车内的NG气体通过NG回气管路返回；打开槽车端充装截止阀，通过槽车加液臂对槽车进行LNG充装；

S3、待充装完成后，关闭除槽车端气相截止阀外的其余阀门；充装完成后进行氮气吹扫置换NG和LNG：

首先开启第二氮气吹扫阀，进行气相鹤管吹扫，使氮气进入槽车中将NG置换出来，经NG回气管路回收，吹扫完成后关闭槽车气相截止阀，关闭第二氮气吹扫阀；

随后开启第一氮气吹扫阀，进行液相鹤管吹扫，先吹扫靠近装车撬的鹤管撬体段，反复憋压多次，憋压吹扫方式为：液相鹤管压力达到指定压力时，关闭第一氮气吹扫阀，开启第一排液阀；液相鹤管压力小于0.05MPa时，开启第一氮气吹扫阀，关闭第一排液阀吹扫完成后所有阀门关闭；使液相鹤管位于鹤管撬体段内的残余LNG在重力作用下通过第一排液阀排出；之后对液相鹤管中段吹扫，反复憋压多次，憋压吹扫方式为：液相鹤管压力达到指定压力时，关闭第一氮气吹扫阀，开启排液阀；液相鹤管压力小于0.05MPa时，开启第一氮气吹扫阀，关闭第二排液阀，使鹤管中段的LNG通过第二排液阀排出，吹扫完成后所有阀门关闭；液相鹤管中段吹扫完成后打开槽车液相充装截止阀，吹扫鹤管前端及槽车相应管路，使槽车液相充装口处残余LNG彻底充装入槽车内；

S4、吹扫结束后关闭所有阀门，将液相鹤管、气相鹤管与槽车脱开，并将液相鹤管、气相鹤管归位；打开槽车气、液相排空阀，观察排空口直至无白烟冒出后关闭，安装槽车端接头保护套，充装完毕。

10.根据权利要求9所述的LNG装车撬用轻便式鹤管系统的使用方法，其特征在于：

步骤S2中，在气密性检查合格后，开启第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀，进行液相鹤管、气相鹤管吹扫，使氮气进入槽车中，开启槽车气相排空阀置换出空气，完成置换后关闭槽车气相排空阀，关闭第一氮气吹扫阀、第二氮气吹扫阀。

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