DW-36/30 Stickstoffkompressor – Hochleistungsfähiger, vierstufiger, ölfreier N2-Booster für industrielle Prozesse mit 3,00 MPa

Der DW-36/30 ist ein zweistufiger, vierreihiger ölfreier Kolben-Stickstoffkompressor, der für eine Fördermenge von 36 m³/min bei einem Förderdruck von 3,00 MPa ausgelegt ist. Er eignet sich für die Stickstoffeinspritzung unter Ultrahochdruck, die Gasverflüssigung, die chemische Synthese und anspruchsvolle petrochemische Prozesse. Ölfreies Arbeiten, Dauerbetrieb und höchste Zuverlässigkeit im industriellen 24/7-Einsatz unter extremen Druckbedingungen zeichnen ihn aus.

Produktübersicht

Der DW-36/30 Stickstoffkompressor stellt die Spitze unserer ölfreien Kolbenkompressorenentwicklung dar und wurde speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen sowohl eine hohe Förderleistung als auch ein extrem hoher Förderdruck unerlässlich sind. Mit einer Nennleistung von 36 m³/min und ein außergewöhnlicher 3,00 MPa EntladedruckDieses Gerät gehört zum Segment der Ultrahochdruck-Industrie-Stickstoffkompressoren und eignet sich für die anspruchsvollsten Prozessanwendungen in der Chemie-, Petrochemie- und Gasindustrie.

Was die DW-36/30 von allen herkömmlichen Alternativen unterscheidet, ist ihre vollständig ölfreier Kompressionsweg kombiniert mit einem vierstufige KompressionsarchitekturDie Kolbenringe und Führungsringe bestehen aus hochentwickelten, selbstschmierenden PTFE-Verbundwerkstoffen, die ohne Kohlenwasserstoffschmierstoffe auskommen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Stickstoffstrom auch bei extremen Drücken, bei denen das Risiko einer Ölverunreinigung am größten ist, vollständig frei von Öl bleibt. Diese inhärente Ölfreiheit wird erreicht durch ISO 8573-1 Klasse 0 Zertifizierung Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer nachgelagerten Ölentfernungsfiltration, die bei 3,00 MPa technisch anspruchsvoll und wirtschaftlich nicht tragbar wäre.

Die Kompressorarchitektur verwendet eine zweistufig, vierreihig (二列四级) Die thermodynamisch notwendige Konfiguration ermöglicht das Erreichen des Auslassdrucks von 3,00 MPa unter typischen Einlassbedingungen. Das Gesamtdruckverhältnis von ca. 30:1 bis 60:1 verteilt sich auf vier Kompressionszylinder, wobei jede Stufe mit einem handhabbaren Druckverhältnis arbeitet. Drei Zwischenkühler führen die erhebliche Kompressionswärme ab, gewährleisten so, dass die Gastemperaturen innerhalb sicherer Betriebsgrenzen bleiben und die PTFE-Dichtungselemente unbeschädigt bleiben. Der massive Gusseisenrahmen und die dynamisch ausgewuchtete Kurbelwelle aus geschmiedetem Stahl sind für eine Mindestlebensdauer von … ausgelegt. 120.000 Stunden gemäß den Standardwartungsprotokollen.

Technische Daten – DW-36/30

* Alle Spezifikationen beziehen sich auf Standardreferenzbedingungen (ISO 1217, Anhang C). Die tatsächliche Leistung kann je nach Standorthöhe, Umgebungstemperatur und Einlassbedingungen variieren.

Hauptmerkmale und technische Vorteile

1. Vierstufige Verdichtung für extreme Druckverhältnisse

Die DW-36/30 verwendet eine vierstufige Kompressionsarchitektur Dies ist thermodynamisch unerlässlich, um einen Auslassdruck von 3,00 MPa aus typischen Einlassdrücken von 0,05–0,10 MPa zu erreichen. Das Gesamtdruckverhältnis von ca. 30:1 bis 60:1 verteilt sich auf vier Kompressionszylinder, wobei jede Stufe mit einem Druckverhältnis von ca. 2,5:1 bis 3,5:1 arbeitet. Dieser gestaffelte Ansatz ist entscheidend, da er die Auslasstemperatur jeder Stufe auf unter 150 °C begrenzt, die thermische Zersetzung der PTFE-Dichtungselemente verhindert und einen zuverlässigen Langzeitbetrieb gewährleistet. Drei hocheffiziente Rohrbündel-Zwischenkühler zwischen den Stufen führen die erhebliche Kompressionswärme ab und sorgen so für einen optimalen thermodynamischen Wirkungsgrad im gesamten Kompressionspfad. Ohne die vierstufige Kompression würde die Auslasstemperatur 250 °C überschreiten und damit weit über der sicheren Betriebsgrenze jedes ölfreien Dichtungsmaterials liegen.

2. Ölfreie PTFE-Dichtungstechnologie für Ultrahochdruckanwendungen

Die DW-36/30 verwendet eine proprietäre Technologie. selbstschmierende Kolbenring- und Führungsbandbaugruppe Die Ringe werden aus hochleistungsfähigen PTFE-Verbundwerkstoffen gefertigt, die speziell für extreme Druckanwendungen entwickelt wurden. Sie sind mit hochmoduligen Glasfasern und Bronzepartikeln verstärkt, um ohne externe Kohlenwasserstoffschmierung einen Reibungskoeffizienten unter 0,05 zu erreichen. Bei einem Auslassdruck von 3,00 MPa wäre der Partialdruck des Öldampfs etwa 100-mal höher als bei 0,30 MPa, wodurch eine Ölverunreinigung nicht nur problematisch, sondern für nachgelagerte Prozesse katastrophal wäre. Die ölfreie Konstruktion des DW-36/30 erreicht dies. ISO 8573-1 Klasse 0-Konformität Ohne nachgeschaltete Filtration ist dies technisch unmöglich für geschmierte Kompressoren auf diesem Druckniveau. Die PTFE-Formulierung ist für den Dauerbetrieb bei Temperaturen bis zu 185 °C ausgelegt und ermöglicht kurzzeitig einen Betrieb bis zu 200 °C.

3. Massiver, verstärkter Rahmen für hohe mechanische Belastungen

Der Hauptrahmen ist gegossen aus GG25 Grauguss mit deutlich verstärkten Wandabschnitten, zusätzlichen Rippen und integrierten Kühlwasserkanälen, die direkt in das Gussteil eingearbeitet sind. Die maximalen Gaskräfte auf die Kolben bei 3,00 MPa sind etwa 10-mal höher als bei 0,30-MPa-Kompressoren, was eine Rahmenkonstruktion von außergewöhnlicher Steifigkeit erfordert. zweireihige Vierzylinderanordnung Die Konstruktion gewährleistet ein inhärentes Kräftegleichgewicht, da sich gegenüberliegende Zylinder die Trägheitskräfte erster Ordnung aufheben. Diese mechanische Symmetrie reduziert die auf das Fundament übertragenen Ungleichgewichtskräfte um über 851 TP3T und ermöglicht so die Montage auf einem Stahlbeton-Trägheitsblock. mindestens 20 Tonnen Trotz der enormen Spitzenbelastungen. Die Kurbelwelle ist aus 42CrMo4-Legierungsstahl geschmiedet, dynamisch nach ISO 1940 G1.0 ausgewuchtet und wird von fünf Hauptlagerzapfen gestützt, um die extremen Lagerbelastungen zu verteilen.

4. Mittelspannungsantrieb für industrielle Stromversorgung

Der DW-36/30 wird angetrieben von einem 450 kW Mittelspannungs-Induktionsmotor Erhältlich in 6-kV- oder 10-kV-Ausführung gemäß IEC 60034-1, Effizienzklasse IE3. Ein 380-V-Motor mit 450 kW Leistung würde ca. 800 A Strom benötigen, was unpraktisch große Kabel und Schaltanlagen erfordern würde. Der Mittelspannungsantrieb beseitigt diese Einschränkungen und ermöglicht die direkte Integration in industrielle Mittelspannungsnetze mit handlichen Kabelquerschnitten und Standardschaltanlagen. Diese elektrische Architektur ist essenziell für die Nennleistung des DW-36/30 und unterstreicht seine Positionierung als echter Industriekompressor für große Prozessanlagen.

Anwendungsszenarien

Ultrahochdruck-Stickstoffeinspritzung zur verbesserten Ölgewinnung

In der Öl- und Gasförderung dient die DW-36/30 als Hochdruck-Stickstoffeinspritzkompressor Für die verbesserte Erdölförderung (EOR) und die mischbare Gasflutung. Der Förderdruck von 3,00 MPa reicht aus, um Stickstoff in Lagerstätten bis zu einer Tiefe von 2.000 Metern einzuleiten, wo der Lagerstättendruck typischerweise zwischen 15 und 30 MPa liegt. Obwohl die DW-36/30 den Lagerstättendruck nicht direkt erreicht, dient sie als primärer Booster für die Hochdruck-Injektionspumpen und reduziert so den gesamten benötigten Kompressionsenergiebedarf. Die Kapazität von 36 m³/min ermöglicht die gleichzeitige Versorgung mehrerer Injektionsbohrungen und macht sie somit für EOR-Projekte im Feldmaßstab geeignet. Die ölfreie Konstruktion ist absolut entscheidend, da jede Ölverunreinigung die Lagerstättenformation schädigen, die Permeabilität verringern und die Effizienz der Erdölförderung beeinträchtigen würde.

Chemische Synthese & Ammoniak-Anlage Stickstoffzufuhr

In Ammoniaksyntheseanlagen und chemischen Produktionsanlagen, DW-36/30 Hochdruck-Stickstoffkompressor Die Anlage liefert das für katalytische Synthesereaktionen erforderliche Stickstoff-Zufuhrgas mit dem hohen Druck. Der Auslassdruck von 3,00 MPa eignet sich für die Speisung von Haber-Bosch-Ammoniak-Syntheseanlagen, Methanol-Synthesereaktoren und anderen chemischen Hochdruckprozessen. Die ölfreie Konstruktion verhindert Katalysatorvergiftung, ein Hauptproblem bei der katalytischen Synthese, da selbst geringste Ölverunreinigungen teure Katalysatorbetten deaktivieren und kostspielige Stillstände für den Katalysatorwechsel erforderlich machen können. Die Kapazität von 36 m³/min deckt den Stickstoffbedarf von Ammoniakanlagen mittlerer Größe mit einer Tagesproduktion von 300–500 Tonnen.

Gasverflüssigung & Druckerhöhung bei kryogener Lagerung

In Stickstoffverflüssigungsanlagen und kryogenen Lagereinrichtungen komprimiert die DW-36/30 Stickstoff auf den hohen Druck, der für Joule-Thomson-Expansions-Verflüssigungszyklen und zur Aufrechterhaltung des Drucks in Kryospeichern. Der Auslassdruck von 3,00 MPa ist ausreichend für Claude-Zyklus-Verflüssiger und um Stickstoff durch die Hochdruckseite von Rekuperationswärmetauschern zu leiten. Die ölfreie Konstruktion ist unerlässlich, da jegliche Ölverunreinigung in den Kryobereichen des Verflüssigers gefrieren, die Wärmetauscherkanäle verstopfen und einen katastrophalen Ausfall der Kältebox verursachen würde. Die Kapazität von 36 m³/min ermöglicht Verflüssigungsraten von 5.000–10.000 Litern flüssigem Stickstoff pro Stunde.

Prüfung und Inbetriebnahme von Hochdruckpipelines

Beim Bau von Öl- und Gaspipelines liefert die DW-36/30 Hochdruckstickstoff für hydrostatische Prüfung, pneumatische Festigkeitsprüfung und Inbetriebnahme von RohrleitungenStickstoff wird für pneumatische Prüfungen gegenüber Luft bevorzugt, da er die Explosionsgefahr sauerstoffhaltiger Gemische ausschließt. Der Auslassdruck von 3,00 MPa eignet sich für Festigkeitsprüfungen von Rohrleitungen nach ANSI-Klasse 300 und 600. Die Förderleistung von 36 m³/min ermöglicht die schnelle Druckbeaufschlagung von Rohrleitungen mit großem Durchmesser, wodurch die Prüfzykluszeit verkürzt und Projektabläufe beschleunigt werden. Die ölfreie Konstruktion gewährleistet, dass die geprüfte Rohrleitung nicht mit Kohlenwasserstoffen verunreinigt wird, was eine aufwendige Reinigung vor der Inbetriebnahme erforderlich machen würde.

Material & Konstruktion

Die DW-36/30 ist aus hochwertigen Materialien gefertigt, die aufgrund ihrer Eignung für ultrahohe Stickstoffdrücke, ihrer extremen Beständigkeit gegen mechanische Belastungen und ihrer langen Lebensdauer ausgewählt wurden:

Alle drucktragenden Bauteile werden in strikter Übereinstimmung mit den geltenden Bestimmungen konstruiert und gefertigt. ASME BPVC Abschnitt VIII Division 1 oder nach chinesischem GB 150-Standard. Jede Schweißverbindung wird gemäß ASME Section V, Article 2, einer Röntgenprüfung (RT) nach 100% unterzogen, und jeder fertige Druckbehälter wird einer hydrostatischen Druckprüfung mit dem 1,5-fachen des maximal zulässigen Betriebsdrucks (MAWP) für eine Haltezeit von mindestens 30 Minuten unterzogen. Hochdruck-Rohrleitungssysteme werden aus nahtlosem Edelstahl SS316 mit Flanschverbindungen nach ANSI Klasse 900 gefertigt, um Dichtheit bei einem Betriebsdruck von 3,00 MPa zu gewährleisten.

Installations- und Wartungsrichtlinien

Fundament- und Strukturanforderungen

Die DW-36/30 hat ein Trockengewicht von 13,00 Tonnen und einen Schwerpunkt, der etwa 1000 mm über der Grundplatte liegt. Aufgrund der enormen maximalen Gaskräfte von 3,00 MPa, eine Stahlbeton-Trägheitsblock von mindestens 20 Tonnen Die Montage erfolgt auf hochbelastbaren, elastischen Schwingungsdämpfern (Eigenfrequenz 5–7 Hz). Das Fundament muss für dynamische Lasten des 2,5-Fachen des statischen Gewichts ausgelegt sein. Mindestdurchfahrtshöhen: 2,0 m auf der Nichtantriebsseite für den Zugang zum Ventil, 1,5 m auf der Antriebsseite für die Motorwartung und 2,5 m nach oben für den Kranzugang bei Generalüberholungen. Das Kompressorhaus muss für den Kranzugang mit einer Tragfähigkeit von 15 Tonnen für größere Wartungsarbeiten ausgelegt sein.

Auslegung des Kühlwassersystems

Der Kühlwasserbedarf beträgt ungefähr 80 m³/h Die Einlasstemperatur darf 32 °C nicht überschreiten. Der Wasserverteilungskreislauf versorgt die Zylindermäntel und drei Zwischenkühler in parallelen Zweigen, wobei die Zwischenkühler Vorrang haben. Aufgrund des extremen Druckverhältnisses sind die Zwischenkühler für das Wärmemanagement absolut entscheidend und müssen jederzeit ausreichend mit Kühlwasser versorgt werden. Die Wasserqualitätsanforderungen lauten: pH-Wert 6,5–8,5, Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen < 400 mg/l, Chloridgehalt < 30 mg/l (um Korrosion der SS316-Rohre in den Hochdruckkühlern zu verhindern), Schwebstoffe < 20 mg/l und Gesamthärte < 250 mg/l als CaCO₃. Ein separater, geschlossener Kühlturm mit Vollstromfiltration und automatisierter chemischer Aufbereitung ist für einen zuverlässigen Betrieb unerlässlich.

Wartungsplan

Die ölfreie Konstruktion des DW-36/30 reduziert den Wartungsaufwand im Vergleich zu geschmierten Alternativen erheblich. Ölwechsel, Ölanalysen, Filterwechsel und der Austausch der Separatorpatrone entfallen. Die wichtigsten Verschleißteile sind die PTFE-Kolbenringe und -ZündbänderDiese erreichen typischerweise eine Betriebsdauer von 3.000 bis 5.000 Stunden unter sauberen Stickstoffbedingungen. Die Hochdruckstufen (Stufe 3 und 4) können jedoch aufgrund der extremen mechanischen Belastung einem beschleunigten Verschleiß unterliegen, weshalb für diese Stufen häufigere Inspektionen empfohlen werden.

Konformitäts- und Sicherheitszertifizierungen

Der Stickstoffkompressor DW-36/30 wurde so konstruiert, gefertigt und geprüft, dass er die folgenden internationalen Normen und regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt oder übertrifft:

Leistungs- und Effizienzanalyse

Die DW-36/30 erreicht eine spezifischer Stromverbrauch von ca. 12,50 kW pro m³/min Stickstoff wird bei einem Förderdruck von 3,00 MPa gefördert. Diese spezifische Leistung spiegelt die thermodynamische Realität der Ultrahochdruckkompression wider, bei der der Arbeitsaufwand mit dem Druckverhältnis drastisch ansteigt. Im Segment der ölfreien Ultrahochdruck-Kolbenkompressoren (Förderdruck > 2,50 MPa) ist dieser Wirkungsgrad wettbewerbsfähig und deutlich höher als der von Membrankompressoren, die die primäre Alternative für den ölfreien Betrieb auf diesem Druckniveau darstellen. Zum Vergleich: Ein Membrankompressor mit gleicher Kapazität würde 18–25 kW/m³/min verbrauchen und 4–6 Mal höhere Investitionskosten verursachen.

Bei einem standardmäßigen Jahresbetrieb von 8.000 Stunden ergibt sich durch den Effizienzvorteil des DW-36/30 gegenüber Membranalternativen eine Leistung von ca. 1.600.000–3.600.000 kWh jährliche EnergieeinsparungBei $0,08/kWh entspricht dies einer direkten Stromkostenreduktion von $128.000 bis $288.000 pro Jahr. Die primäre wirtschaftliche Rechtfertigung für die DW-36/30 ist jedoch typischerweise die Kombination aus hoher Kapazität, ölfreier Zertifizierung und überschaubaren Kapitalkosten Das ist mit alternativen Technologien bei diesem Druckniveau unmöglich zu erreichen. Gesamtbetriebskosten für die Ultrahochdruck-Stickstoffkompression wird im Vergleich zu Membrankompressorsystemen mit gleicher Kapazität und Reinheit über eine 10-jährige Betriebsdauer um schätzungsweise 40–551 TP3T reduziert.

Die Ölfreiheit im Kompressionspfad ist bei 3,00 MPa absolut entscheidend, da die Ölverunreinigung mit steigendem Druck exponentiell zunimmt und immer schwieriger zu entfernen ist. Bei 3,00 MPa wäre der Partialdruck des Öldampfs etwa 300-mal höher als bei 0,30 MPa, wodurch herkömmliche Ölfiltrationstechnologien völlig wirkungslos würden. Die ölfreie Konstruktion des DW-36/30 beseitigt dieses Problem vollständig und gewährleistet so die Stickstoffreinheit gemäß ISO 8573-1 Klasse 0 unabhängig von Betriebsdruck und -dauer.

Anpassungs- und OEM-Fähigkeiten

Wir bieten umfassende Anpassungsmöglichkeiten, um die DW-36/30 an spezifische Standortbedingungen, Integrationsanforderungen und Endbenutzerspezifikationen anzupassen:

• Auf Kufen montierte, schlüsselfertige Pakete: Kompressor, Motor, drei Zwischenkühler, Nachkühler, Hochdruck-Auslassleitungen, Instrumentierung und Schaltschrank sind auf einem robusten Stahlrahmen mit integrierten Hebeösen und Ankerbolzen vormontiert. Die werkseitige Vorprüfung aller Systeme verkürzt die Inbetriebnahmezeit um 701 µP/3T.
• Konfigurationen von Gefahrenbereichen: ATEX-Zone-2- und IECEx-konforme Motor- und Elektrogehäuse für Öl- und Gasanlagen. Integrierte Gasdetektion, Brandbekämpfung und automatische Belüftungsverriegelungen sind in die Sicherheits-SPS integriert.
• Erweiterte Prozesssteuerung: Siemens S7-1500 oder Allen-Bradley ControlLogix SPS mit 15-Zoll-HMI-Touchscreen, redundanten Sicherheitssystemen, Fernüberwachung via OPC-UA und nahtloser DCS/SCADA-Integration. Automatisches Be- und Entladen, Kompatibilität mit Frequenzumrichtern und Notabschaltsequenz.
• Umweltschutz: C5-M-Marinebeschichtungen für Offshore-Anlagen; tropentaugliche elektrische Komponenten für 55°C Umgebungstemperatur; Schallschutzgehäuse der Schutzart IP54 mit einer Geräuschreduzierung von 88 dB(A) auf 75 dB(A) in 1 Meter Entfernung.
• OEM & Private Label: Individuelle Lackierungen, Marken-Typenschilder und lokalisierte Dokumentationspakete für Gasanlagenvertreiber und EPC-Auftragnehmer. Technische Handbücher, Ersatzteillisten und Wartungsanleitungen in den jeweiligen Landessprachen.

Kundenspezifische Konfigurationen sind erhältlich bei Mindestbestellmenge: 1 StückDie technische Prüfung und Angebotserstellung dauern in der Regel 7–10 Werktage. Die Standardlieferzeit beträgt 16–20 Wochen; Nachbestellungen werden innerhalb von 12–14 Wochen nach Auftragsbestätigung geliefert.

Fallstudie: Modernisierung des Stickstoffzufuhrkompressors einer Ammoniakanlage

Kunde: Ein Düngemittelhersteller in Indonesien betreibt eine Ammoniaksyntheseanlage mit einer Kapazität von 400 Tonnen pro Tag.

Herausforderung: Der vorhandene Stickstoffzufuhrkompressor der Anlage (ölgeschmierter Kolbenkompressor, seit 22 Jahren in Betrieb) wies einen zunehmenden Öleintrag in den Synthesegaskreislauf auf. Die Ölverunreinigung vergiftete den eisenbasierten Ammoniaksynthesekatalysator, wodurch die Umwandlungseffizienz von 14,21 TP³T auf 11,81 TP³T sank und der Erdgasverbrauch um 81 TP³T anstieg. Die Kosten für den Katalysatorwechsel beliefen sich auf 1 TP4T450.000 alle drei Jahre anstatt des geplanten sechsjährigen Intervalls. Darüber hinaus war der Förderdruck des Kompressors von 2,20 MPa für die geplante Kapazitätserweiterung der Anlage auf 600 Tonnen/Tag, die einen Förderdruck von 2,80 MPa erforderte, unzureichend.

Lösung: Wir lieferten eine DW-36/30 ölfreier Stickstoffkompressor Als primärer Stickstoffzufuhrkompressor war er auf einem kundenspezifischen Rahmen mit integrierter dreistufiger Zwischenkühlung, Nachkühler und einer redundanten Sicherheits-SPS Siemens S7-1500 mit vollständiger DCS-Integration konfiguriert. Der Auslassdruck von 3,00 MPa bot ausreichend Reserve für die Kapazitätserweiterung und ermöglichte die Optimierung des Synthesekreislaufdrucks. Die ölfreie Konstruktion eliminierte das Risiko einer Katalysatorvergiftung vollständig. Ein 10 m³ großer Saugbehälter wurde vorgeschaltet, um Druckschwankungen der Luftzerlegungsanlage abzufedern.

Quantifizierte Ergebnisse nach 36 Monaten:

• Lebensdauer des Ammoniaksynthesekatalysators: Verlängert von 3 Jahren auf 7+ JahreEinsparung von $450.000 pro Austauschzyklus
• Erdgasverbrauch: Reduziert um 6,2% durch wiederhergestellte Katalysatoraktivität, Einsparung von $280.000/Jahr
• Ölgehalt im Synthesegas: <0,01 mg/m³, wodurch die Katalysatorvergiftung vollständig beseitigt wird
• Anlagenkapazität: Erfolgreich auf 600 Tonnen/Tag erweitert. ohne zusätzliche Kompressorinvestition
• Ungeplante Ausfallzeiten: Keine Kompressor-bezogenen Ereignisse in 36 Monaten

„Die DW-36/30 war die mit Abstand wirkungsvollste Anlagenmodernisierung in der Geschichte unseres Werks. Durch die Beseitigung der Ölverunreinigungen konnte die Leistung unseres Katalysators wiederhergestellt, unsere Erdgasrechnung um über eine Viertelmillion Dollar pro Jahr gesenkt und uns das Vertrauen gegeben werden, unsere Produktionskapazität zu erweitern. Die Amortisationszeit betrug weniger als 14 Monate.“ — Chief Operations Officer, Düngemittelwerk

Häufig gestellte Fragen & Auswahlhilfe

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