JPH0522803B2 - - Google Patents
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- JPH0522803B2 JPH0522803B2 JP59147497A JP14749784A JPH0522803B2 JP H0522803 B2 JPH0522803 B2 JP H0522803B2 JP 59147497 A JP59147497 A JP 59147497A JP 14749784 A JP14749784 A JP 14749784A JP H0522803 B2 JPH0522803 B2 JP H0522803B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は液体燃料や気体燃料を燃焼させる燃焼
装置に係り、特に排ガス中の窒素酸化物（以下
NOxという）を低減する燃焼装置に関するもの
である。
装置に係り、特に排ガス中の窒素酸化物（以下
NOxという）を低減する燃焼装置に関するもの
である。
近年急増する電力需要に応えるために大容量の
火力発電所が建設されているが、これらのボイラ
は部分負荷においても高い発電効率を得るために
超臨界圧から亜臨界圧へ変圧運転を行なうことが
要求されている。
火力発電所が建設されているが、これらのボイラ
は部分負荷においても高い発電効率を得るために
超臨界圧から亜臨界圧へ変圧運転を行なうことが
要求されている。
これは最近の電力需要の特徴として、原子力発
電の伸びと共に、負荷の最大、最小差も増大し、
火力発電はペースロードから負荷調整用へと移行
する傾向にあるからである。
電の伸びと共に、負荷の最大、最小差も増大し、
火力発電はペースロードから負荷調整用へと移行
する傾向にあるからである。
このように火力発電は部分負荷での運転が増え
た場合、負荷に応じて圧力を変化させて運転す
る、いわゆる全負荷では超臨界圧域、部分負荷で
は亜臨界圧力域で運転する変圧運転ボイラとする
ことによつて、部分負荷での発電効率を数％向上
させることができる。
た場合、負荷に応じて圧力を変化させて運転す
る、いわゆる全負荷では超臨界圧域、部分負荷で
は亜臨界圧力域で運転する変圧運転ボイラとする
ことによつて、部分負荷での発電効率を数％向上
させることができる。
一方、ボイラから発生するNOxは燃料中に含
まれる窒素分が燃焼時に酸化されて生成するフユ
ーエル（Fuel）NOxと、炭化水素系燃料を燃焼
する際に炭化水素が空気中の窒素と反応し、更に
いくつかの反応を経て生じたプロントン
（Prompt）NOxと、空気中の窒素分子が高温に
おいて酸素と結合して生成するサーマル
（Thermal）NOxとがあり、特にこのサーマル
NOxが問題視されている。
まれる窒素分が燃焼時に酸化されて生成するフユ
ーエル（Fuel）NOxと、炭化水素系燃料を燃焼
する際に炭化水素が空気中の窒素と反応し、更に
いくつかの反応を経て生じたプロントン
（Prompt）NOxと、空気中の窒素分子が高温に
おいて酸素と結合して生成するサーマル
（Thermal）NOxとがあり、特にこのサーマル
NOxが問題視されている。
サーマルNOxの生成は燃焼温度が高く、燃焼
域でのO2濃度が高く、また高温域での燃焼ガス
の滞留時間が長くなるほど多量に発生するとされ
ている。
域でのO2濃度が高く、また高温域での燃焼ガス
の滞留時間が長くなるほど多量に発生するとされ
ている。
このことから、根本的にNOxを抑制するため
には、燃焼温度、O2濃度、滞留時間を抑制する
ことが重要であり、特に燃焼温度が1600℃以下に
なるとNOxが急激に増加することから、極力燃
焼温度を下げることが重要視されている。
には、燃焼温度、O2濃度、滞留時間を抑制する
ことが重要であり、特に燃焼温度が1600℃以下に
なるとNOxが急激に増加することから、極力燃
焼温度を下げることが重要視されている。
このように、部分負荷での発電効率を向上さ
せ、燃焼段階でのNOxの発生量を抑制するため
に排ガス再循環燃焼法が採用されている。
せ、燃焼段階でのNOxの発生量を抑制するため
に排ガス再循環燃焼法が採用されている。
第１図は従来の排ガス再循環燃焼法を採用した
ボイラの概略系統図、第２図は第１図のバーナ部
を拡大した詳細図である。
ボイラの概略系統図、第２図は第１図のバーナ部
を拡大した詳細図である。
第１図において空気ダクト１内の燃焼用空気は
押込通風機２にて昇圧され空気予熱器３で排ガス
ダクト４の排ガスによつて加熱した後、燃焼用空
気系統５よりウインドボツクス６を経てバーナ７
へ供給されてボイラ火炉８内で燃焼する。
押込通風機２にて昇圧され空気予熱器３で排ガス
ダクト４の排ガスによつて加熱した後、燃焼用空
気系統５よりウインドボツクス６を経てバーナ７
へ供給されてボイラ火炉８内で燃焼する。
一方、ボイラ火炉８内で燃焼した排ガスは排ガ
スダクト４の空気予熱器３でその排熱が回収され
誘引通風機９から大気へ放出される。
スダクト４の空気予熱器３でその排熱が回収され
誘引通風機９から大気へ放出される。
他方、排ガスダクト４の排ガスの一部は排ガス
再循環フアン１０で昇圧され排ガス混入系統１１
より燃焼用空気系統５の燃焼用空気へ混入されウ
インドボツクス６へ供給されるとともに、他の一
部は排ガス再循環ダクト１２からボイラ火炉７へ
供給される。
再循環フアン１０で昇圧され排ガス混入系統１１
より燃焼用空気系統５の燃焼用空気へ混入されウ
インドボツクス６へ供給されるとともに、他の一
部は排ガス再循環ダクト１２からボイラ火炉７へ
供給される。
なお、１３，１４，１５は燃焼用空気量、排ガ
ス混入量および排ガス量を制御するダンパであ
る。
ス混入量および排ガス量を制御するダンパであ
る。
以上は燃焼用空気、排ガスの一般的な流動状態
を説明したものであるが、燃焼用空気および燃焼
用空気に混入された排ガスはウインドボツクス６
内で各バーナ７に分配される。
を説明したものであるが、燃焼用空気および燃焼
用空気に混入された排ガスはウインドボツクス６
内で各バーナ７に分配される。
第２図において、ウインドボツクス６内とバー
ナスロート１６は仕切板１７、内側スリーブ１８
によつて一次空気通路１９と二次空気通路２０に
区画され、仕切板２１と外側スリーブ２２によつ
て二次空気通路２０と三次空気通路２３に区画さ
れている。
ナスロート１６は仕切板１７、内側スリーブ１８
によつて一次空気通路１９と二次空気通路２０に
区画され、仕切板２１と外側スリーブ２２によつ
て二次空気通路２０と三次空気通路２３に区画さ
れている。
この様な構造において、一次空気Ａは内側スリ
ーブ１８に設けられた一次空気取入口２４から一
次空気通路１９へ供給され、一次ダンパ２５によ
つて一次空気量が調整されて内側スリーブ１８の
先端の一次空気口２６よりボイラ火炉８内へ供給
される。
ーブ１８に設けられた一次空気取入口２４から一
次空気通路１９へ供給され、一次ダンパ２５によ
つて一次空気量が調整されて内側スリーブ１８の
先端の一次空気口２６よりボイラ火炉８内へ供給
される。
二次空気Ｂは二次レジスタ２７より二次空気通
路２０へ供給される。二次ベーン２８によつて旋
回力が与えられた後、二次空気口２９からボイラ
火炉８内へ供給される。
路２０へ供給される。二次ベーン２８によつて旋
回力が与えられた後、二次空気口２９からボイラ
火炉８内へ供給される。
三次空気Ｃは三次レジスタ３０により三次空気
通路２３へ供給され、三次ベーン３１によつて旋
回流となり、三次空気口３２よりボイラ火炉８内
へ供給される。
通路２３へ供給され、三次ベーン３１によつて旋
回流となり、三次空気口３２よりボイラ火炉８内
へ供給される。
ところが、このウインドボツクス６へ供給され
る燃焼用空気、排ガスは第１図に示す如く同一の
燃焼用空気系統５、排ガス混入系統１１から供給
されるために、ウインドボツクス６内の一次空気
Ａ、二次空気Ｂおよび三次空気Ｃは共に空気量、
排ガス量共にダンパ１３，１４によつて流量調整
されたもので、その酸素濃度は同一である。
る燃焼用空気、排ガスは第１図に示す如く同一の
燃焼用空気系統５、排ガス混入系統１１から供給
されるために、ウインドボツクス６内の一次空気
Ａ、二次空気Ｂおよび三次空気Ｃは共に空気量、
排ガス量共にダンパ１３，１４によつて流量調整
されたもので、その酸素濃度は同一である。
一方、前述した様にウインドボツクス６内の酸
素濃度を下げることによつてNOxは減少するが、
他方では、燃焼効率が低下し排ガス中の煤塵や
COが増加する傾向がある。
素濃度を下げることによつてNOxは減少するが、
他方では、燃焼効率が低下し排ガス中の煤塵や
COが増加する傾向がある。
従つて、ウインドボツクス６内の酸素濃度を下
げることによつてNOxは減少するが、ウインド
ボツクス６内の酸素濃度を16％以下にすると火炎
がブローオフし、火炎検出が充分できない欠点が
ある。
げることによつてNOxは減少するが、ウインド
ボツクス６内の酸素濃度を16％以下にすると火炎
がブローオフし、火炎検出が充分できない欠点が
ある。
本発明はかかる従来の欠点を解消しようとする
もので、その目的とするところは、排ガス中の煤
塵、COを増加させることがなくNOxを低減する
ことができる燃焼装置を得ようとするものであ
る。
もので、その目的とするところは、排ガス中の煤
塵、COを増加させることがなくNOxを低減する
ことができる燃焼装置を得ようとするものであ
る。
本発明は前述の目的を達成するために、ウイン
ドボツクスを一次、二次空気用の例えば外側ウイ
ンドボツクスなどの第１ウインドボツクスと、三
次空気用の例えば内側ウインドボツクスなどの第
２ウインドボツクスとに分けて構成し、この両ウ
インドボツクスへの燃焼様空気量と排ガス混入量
を別々に制御する流量調整手段を設け、 前記第１ウインドボツクス内の酸素濃度を安定
燃焼限界内に保ち、前記第２ウインドボツクス内
の酸素濃度を第１ウインドボツクス内の酸素濃度
よりも低く維持したことを特徴とするものであ
る。
ドボツクスを一次、二次空気用の例えば外側ウイ
ンドボツクスなどの第１ウインドボツクスと、三
次空気用の例えば内側ウインドボツクスなどの第
２ウインドボツクスとに分けて構成し、この両ウ
インドボツクスへの燃焼様空気量と排ガス混入量
を別々に制御する流量調整手段を設け、 前記第１ウインドボツクス内の酸素濃度を安定
燃焼限界内に保ち、前記第２ウインドボツクス内
の酸素濃度を第１ウインドボツクス内の酸素濃度
よりも低く維持したことを特徴とするものであ
る。
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第３図は本発明の実施例に係るボイラの概略系
統図、第４図および第５図は第３図のバーナ部を
拡大した詳細図である。
統図、第４図および第５図は第３図のバーナ部を
拡大した詳細図である。
第３図から第５図において、符号１から３２は
従来のものと同一のものを示す。
従来のものと同一のものを示す。
３３は一次空気Ａおよび二次空気Ｂ用の外側ウ
インドボツクス、３４は三次空気Ｃ用の内側ウイ
ンドボツクス、３５，３６，３７，３８は外側ウ
インドボツクス３３、内側ウインドボツクス３４
への燃焼用空気系統と排ガス混入系統、３９，４
０，４１，４２は燃焼用空気系統３５，３６、排
ガス混入系統３７，３８の空気量、排ガス混入量
を制御する流量調整手段（ダンパ）４３はインペ
ラである。
インドボツクス、３４は三次空気Ｃ用の内側ウイ
ンドボツクス、３５，３６，３７，３８は外側ウ
インドボツクス３３、内側ウインドボツクス３４
への燃焼用空気系統と排ガス混入系統、３９，４
０，４１，４２は燃焼用空気系統３５，３６、排
ガス混入系統３７，３８の空気量、排ガス混入量
を制御する流量調整手段（ダンパ）４３はインペ
ラである。
この様な構造において、第１図および第２図に
示す従来の燃焼装置と第３図から第５図に示す本
発明の燃焼装置の異なる点は、従来の燃焼装置に
おいてはウインドボツクス６へ燃焼用空気系統５
と排ガス混入系統１１が接続されてその空気量、
排ガス混入量はダンパ１３，１４によつて制御さ
れるために一次空気Ａ、二次空気Ｂおよび三次空
気Ｃの酸素濃度は一定であるのに対し、本発明の
燃焼装置においては一次空気Ａと二次空気Ｂ用の
外側ウインドボツクス３３と三次空気Ｃ用の内側
ウインドボツクス３４に分け、この両ウインドボ
ツクス３３，３４へ燃焼用空気系統３５，３６、
排ガス混入系統３７，３８を別々に設け、流量調
整手段３９，４０，４１，４２によつて外側ウイ
ンドボツクス３３と内側ウインドボツクス３４の
酸素濃度を変えるようにした点である。
示す従来の燃焼装置と第３図から第５図に示す本
発明の燃焼装置の異なる点は、従来の燃焼装置に
おいてはウインドボツクス６へ燃焼用空気系統５
と排ガス混入系統１１が接続されてその空気量、
排ガス混入量はダンパ１３，１４によつて制御さ
れるために一次空気Ａ、二次空気Ｂおよび三次空
気Ｃの酸素濃度は一定であるのに対し、本発明の
燃焼装置においては一次空気Ａと二次空気Ｂ用の
外側ウインドボツクス３３と三次空気Ｃ用の内側
ウインドボツクス３４に分け、この両ウインドボ
ツクス３３，３４へ燃焼用空気系統３５，３６、
排ガス混入系統３７，３８を別々に設け、流量調
整手段３９，４０，４１，４２によつて外側ウイ
ンドボツクス３３と内側ウインドボツクス３４の
酸素濃度を変えるようにした点である。
つまり、第３図における外側ウインドボツクス
３３へは燃焼用空気系統３５の流量調整手段３９
を開くか、あるいは排ガス混入系統３７の流量調
整手段４１を閉じて一次空気Ａおよび二次空気Ｂ
への酸素濃度を17％以上にして火炎を安定させ、
内側ウインドボツクス３４へは燃焼用空気系統３
６の流量調整手段４０を閉じるか、あるいは排ガ
ス混入系統３８の流量調整手段４２を開いて三次
空気Ｃへの酸素濃度を16％以下にしてNOxを減
少させるようにしたのである。
３３へは燃焼用空気系統３５の流量調整手段３９
を開くか、あるいは排ガス混入系統３７の流量調
整手段４１を閉じて一次空気Ａおよび二次空気Ｂ
への酸素濃度を17％以上にして火炎を安定させ、
内側ウインドボツクス３４へは燃焼用空気系統３
６の流量調整手段４０を閉じるか、あるいは排ガ
ス混入系統３８の流量調整手段４２を開いて三次
空気Ｃへの酸素濃度を16％以下にしてNOxを減
少させるようにしたのである。
第４図は液体燃料バーナを示すもので、外側ウ
インドボツクス３３内の一次空気Ａおよび二次空
気Ｂへの酸素濃度を17％以上にしてバーナ７から
の火炎を安定させ、内側ウインドボツクス３４内
の三次空気Ｃへの酸素濃度を16％以下に維持され
る。
インドボツクス３３内の一次空気Ａおよび二次空
気Ｂへの酸素濃度を17％以上にしてバーナ７から
の火炎を安定させ、内側ウインドボツクス３４内
の三次空気Ｃへの酸素濃度を16％以下に維持され
る。
この様に外側ウインドボツクス３３と内側ウイ
ンドボツクス３４に分け、このウインドボツクス
３３，３４への酸素濃度を代えることによつて、
火炎の安定性はよくなり、NOxも減少するので
ある。
ンドボツクス３４に分け、このウインドボツクス
３３，３４への酸素濃度を代えることによつて、
火炎の安定性はよくなり、NOxも減少するので
ある。
第５図は第４図の液体燃料バーナに代えて気体
燃料バーナの実施例を示したもので、説明は第４
図のものと同一である。
燃料バーナの実施例を示したもので、説明は第４
図のものと同一である。
また、外側ウインドボツクス３３と内側ウイン
ドボツクス３４への流量調整手段３９，４０，４
１，４２を開、閉することによつて外側ウインド
ボツクス３３、内側ウインドボツクス３４内の酸
素濃度が調整できるので、ボイラの部分負荷時に
も有効である。
ドボツクス３４への流量調整手段３９，４０，４
１，４２を開、閉することによつて外側ウインド
ボツクス３３、内側ウインドボツクス３４内の酸
素濃度が調整できるので、ボイラの部分負荷時に
も有効である。
例えば第３図において部分負荷時にはバーナ７
の燃焼しているバーナ本数を減少させ、消火して
いるバーナ７の本数を増加させて（バーナカツ
ト）その負荷に対応させているが、消火している
バーナ７へは燃焼用空気系統３５の、排ガス混入
系統３７の流量調整手段３９，４１を閉じて外側
ウインドボツクス３３からの燃焼用空気、排ガス
を停止して、最も排ガス混入量の多い内側ウイン
ドボツクス３４からの排ガスによつて停止してい
るバーナ７を排ガスによつて冷却することができ
る。
の燃焼しているバーナ本数を減少させ、消火して
いるバーナ７の本数を増加させて（バーナカツ
ト）その負荷に対応させているが、消火している
バーナ７へは燃焼用空気系統３５の、排ガス混入
系統３７の流量調整手段３９，４１を閉じて外側
ウインドボツクス３３からの燃焼用空気、排ガス
を停止して、最も排ガス混入量の多い内側ウイン
ドボツクス３４からの排ガスによつて停止してい
るバーナ７を排ガスによつて冷却することができ
る。
この様に消火バーナへの冷却用に内側ウインド
ボツクス３４からボイラ火炉８内へ酸素濃度の少
ない空気、あるいは排ガスを流すことによつて排
ガス中の酸素濃度を低くすることもできる。
ボツクス３４からボイラ火炉８内へ酸素濃度の少
ない空気、あるいは排ガスを流すことによつて排
ガス中の酸素濃度を低くすることもできる。
本発明はウインドボツクスを一次、二次空気用
の第１ウインドボツクスと三次空気用の第２ウイ
ンドボツクスによつて構成し、この両ウインドボ
ツクスへの燃焼用空気量と排ガス混入量を別々に
制御する流量調整手段を設けたので、一次、二次
空気の酸素濃度を安定燃焼限界（酸素濃度17％以
上）内に制御することができ安定に燃焼させるこ
とができる。
の第１ウインドボツクスと三次空気用の第２ウイ
ンドボツクスによつて構成し、この両ウインドボ
ツクスへの燃焼用空気量と排ガス混入量を別々に
制御する流量調整手段を設けたので、一次、二次
空気の酸素濃度を安定燃焼限界（酸素濃度17％以
上）内に制御することができ安定に燃焼させるこ
とができる。
また、三次空気への排ガス混入量を従来以上に
多くすることができるので、NOx燃焼させるこ
とができ、しかも一次、二次空気で安定燃焼が行
なえるので、煤塵、COの発生も抑制することが
できる。
多くすることができるので、NOx燃焼させるこ
とができ、しかも一次、二次空気で安定燃焼が行
なえるので、煤塵、COの発生も抑制することが
できる。
第１図および第２図は従来の燃焼装置を示すも
ので、第１図はボイラの概略系統図、第２図は第
１図のバーナ部を拡大した詳細図、第３図から第
５図は本発明の実施例に係る燃焼装置を示すもの
で、第３図はボイラの概略系統図、第４図および
第５図は第３図のバーナ部を拡大した詳細図であ
る。 ３３……外側ウインドボツクス、３４……内側
ウインドボツクス、３５，３６……燃焼用空気系
統、３７，３８……排ガス混入系統、３９，４
０，４１，４２……流量調整手段。
ので、第１図はボイラの概略系統図、第２図は第
１図のバーナ部を拡大した詳細図、第３図から第
５図は本発明の実施例に係る燃焼装置を示すもの
で、第３図はボイラの概略系統図、第４図および
第５図は第３図のバーナ部を拡大した詳細図であ
る。 ３３……外側ウインドボツクス、３４……内側
ウインドボツクス、３５，３６……燃焼用空気系
統、３７，３８……排ガス混入系統、３９，４
０，４１，４２……流量調整手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ウインドボツクスへ燃焼用空気系統と排ガス
混入系統を接続し、ウインドボツクスからバーナ
スロート内へ一次、二次、三次空気通路を形成す
るスリーブを配置して、バーナへの空気量と排ガ
ス混入量を制御するものにおいて、 前記ウインドボツクスを一次、二次空気用の第
１ウインドボツクスと、三次空気用の第２ウイン
ドボツクスとに分けて構成し、この両ウインドボ
ツクスへの燃焼用空気量と排ガス混入量を別々に
制御する流量調整手段を設け、 前記第１ウインドボツクス内の酸素濃度を安定
燃焼限界内に保ち、前記第２ウインドボツクス内
の酸素濃度を第１ウインドボツクス内の酸素濃度
よりも低く維持したことを特徴とする燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14749784A JPS6127410A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14749784A JPS6127410A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6127410A JPS6127410A (ja) | 1986-02-06 |
| JPH0522803B2 true JPH0522803B2 (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=15431715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14749784A Granted JPS6127410A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6127410A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06193821A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Ebara Corp | 低ＮＯｘボイラ |
| JP2008309411A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Takuma Co Ltd | 多層排ガス再循環バーナ及びその制御方法 |
| WO2009110032A1 (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-11 | 株式会社Ihi | ボイラの酸素供給制御方法及び装置 |
| JP7037698B1 (ja) * | 2021-11-12 | 2022-03-16 | 三菱重工パワーインダストリー株式会社 | 燃焼設備 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5058629A (ja) * | 1973-09-14 | 1975-05-21 | ||
| JPS5710604B2 (ja) * | 1972-11-09 | 1982-02-27 | ||
| JPS5773305A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fineluy powdered fuel burner |
| JPS60221606A (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-06 | Babcock Hitachi Kk | 燃焼装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6210564Y2 (ja) * | 1980-06-17 | 1987-03-12 |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP14749784A patent/JPS6127410A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5710604B2 (ja) * | 1972-11-09 | 1982-02-27 | ||
| JPS5058629A (ja) * | 1973-09-14 | 1975-05-21 | ||
| JPS5773305A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fineluy powdered fuel burner |
| JPS60221606A (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-06 | Babcock Hitachi Kk | 燃焼装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6127410A (ja) | 1986-02-06 |
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