宁海电厂二期工程#6机组主机及外围系统PLC方案.docx

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宁海电厂二期工程#6机组主机及外围系统PLC方案

密级

检索号

 

杭州意能电力技术有限公司

技术文件

 

宁海电厂二期工程#6机组主机及外围系统

就地控制(PLC)系统调试方案

 

二〇〇九年三月

宁海电厂二期工程#6机组主机及外围系统

就地控制(PLC)系统调试方案

 

方案编写:

方案审核:

方案批准:

试运指挥部:

 

目录

1.系统概述……………………………………………………………………………1

2.调试目的……………………………………………………………………………1

3.调试依据及采用标准…………………………………………………………………1

4.调试前应具备条件……………………………………………………………………2

5.系统作用及说明……………………………………………………………………2

6.调试内容和步骤……………………………………………………………………10

7.试验组织机构和分工…………………………………………………………………11

8.调试仪器及精度……………………………………………………………………12

9.试验安全措施和危险源辩识及控制…………………………………………………12

附录:

宁海电厂二期工程#6机组调试安全技术交底会记录单

宁海电厂二期工程#6机组分部试运后签证验收卡

危险源辨识、评价、控制措施表

摘要本方案介绍了国华宁海电厂#6机组主机及外围系统就地控制(PLC)系统的系统配置和控制原理,提出了该系统的调试目的、方法、内容、步骤和标准,并附有联锁试验记录表和系统质量验评定表,为调试提供参考及记录依据,供有关人员参考。

关键词宁海电厂#6机组主机及外围系统就地控制(PLC)系统调试方案

1系统概述

浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程超超临界锅炉由上海锅炉厂有限公司采用AlstomPower公司BoilerGmbH(以下简称APBG公司)的技术,在该公司为外高桥二期2×900MW超临界、三期2×1000MW超超临界锅炉的基础上,根据本工程燃煤特性、蒸汽参数特点以及相关要求进行设计的,为1000MW超(超)临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、一次再热、采用单炉膛单切圆燃烧方式、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构塔式锅炉。

汽轮机由上海汽轮有限公司引进德国SIEMENS技术生产制造的1000MW超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽、反动凝汽式汽轮机,型号为N1000-26.25/600/600(TC4F)。

发电机为上海汽轮发电机有限公司和西门子联合设计制造的水氢氢冷却、无刷励磁汽轮发电机。

2调试目的

通过现场试验,确认各PLC程控系统现场设备动作和程序控制系统运行的正确性和可靠性,并根据现场实际情况对程控系统中不合理的部分进行修改或提出修改意见,从而保证该控制系统达到设计和工艺的要求,使各PLC程序控制系统能够按照要求正常运行。

3调试依据及采用标准

3.1《浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程调试大纲》

3.2《火电工程调整试运质量检验及评定标准(1996版)》

3.3《火电工程启动调试工作规定》建质[1996]40号

3.4《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程输煤程控系统技术协议》

3.5《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程飞灰分选系统技术协议》

3.6《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程电气除尘器技术协议》

3.7《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程刮板捞渣机、碎渣机、埋刮板输送机合同附件(技术协议)》

3.8《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程凝结水精处理技术协议》

3.9《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程暖通控制系统技术协议》

3.10《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程循环水、渣水加药设备技术协议》

3.11《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程脱硫废水处理设备技术协议》

3.12《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程生活污水处理系统技术协议》

3.13《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程海水净水站系统成套设备技术协议》

3.14《浙江国华宁海电厂二期2×1000MW扩建工程辅控网络及水系统控制设备技术协议》

3.15《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》

4调试前应具备条件

4.1控制室土建工作已结束,空调、照明、通信、消防等系统已投运,现场已打扫清理干净。

4.2电源、系统接地、仪用空气等已满足试验需求。

4.3程控装置安装已结束,相关卡件已插入,控制装置已受电,程序加载已完成。

4.4控制系统通讯正常,操作站已正常投运。

4.5现场设备已安装就位,接线工作已完成并已确认。

4.6热态试验前现场设备就地校验已完成并已通过验收签证。

4.7相应的热力系统或临时系统已具备控制系统的试验条件。

5系统作用及说明

5.1输煤程控

浙江国华宁海电厂二期2×1000MW工程装机容量为2×1000MW机组,采用船运来煤方式,本期设有2台卸船机、圆形煤场堆取料机2台(应答、通讯、联锁信号及运行状态)、圆形煤场温度检测仪2台、活化给煤机4台、环锤式碎煤机2台、滚轴筛2台、带式输送机20条、带式输送机制动器25台、皮带喷水电磁阀40台、入厂煤机械采煤样装置2台、入炉煤机械采煤样装置2台、入厂煤电子皮带秤2台、入炉煤电子皮带秤2台、循环动态链码校验装置4台、电动双侧犁式卸料器24台、悬挂式除铁器6台、盘式除铁器2台、电动挡板三通10台、电动三通分煤装置2台、振动防闭塞装置27台、液压自动拉紧装置4台、卸船机4台、除尘器40台、液下式多用泵(12台)、刮水器2台、输煤电源系统、燃料所辖6KV开关电源、400VPC、直流系统等及消防系统1套。

●系统的控制方式:

输煤控制系统的运行方式为:

集中和就地两种方式;集中控制又分为自动和手动。

在煤控室及电厂主控制室分别设置上煤、卸煤单元的紧急停机硬手操及软手操。

在液晶显示器画面上有自动/手动的切换窗,自动和手动方式可相互切换并不影响系统设备的正常运行。

集中自动方式:

在上位工控机上通过键盘或鼠标选择运煤流程,由PLC自动完成运煤和配煤流程设备的操作。

集中手动方式:

在上位工控机上通过键盘或鼠标对纳入程控的所有设备实现一一对应的操作,通过PLC的逻辑闭锁完成,同时对主要设备具备单独解锁能力。

就地控制方式:

设备仅能在就地控制箱上进行操作,该操作方式作为检修操作。

集中和就地两种运行方式的设定是由设置在就地控制箱上的远方/就地选择开关完成的。

此外,在就地控制箱上还设有启、停按钮及信号灯等。

只有当选择开关设置为远方时,输煤控制室才能控制该设备,当选择开关设置为就地时,只能在就地控制该设备。

选择开关的状态信息用干接点送至输煤程控的PLC系统中,以便操作员随时了解现场情况。

所有的输煤设备按工艺流程要求联锁,以防止在启动或停止时煤在系统中堆积起来,甚至损坏设备。

●硬件配置

采用操作站和PLC对整个系统进行监视和控制。

即使用液晶显示器画面和键盘通过PLC对整个工艺系统进行监控。

采用就近采集信号和控制的远程I/O站(设置4个远程I/O站及1个主站)。

输煤程控系统设两台互为冗余的操作员站(每一台操作员站由一台工控机、一台液晶显示器、一个键盘及一台打印机构成)和一台工程师站。

两台操作员站及工程师站布置在一期输煤控制室内。

运行人员可在任一台操作站上进行监控。

工程师站除了具备PLC编程功能外,还具备操作员站的所有功能,即可以对操作员站的工艺流程画面进行监控、编程和组态。

5.2飞灰分选系统

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程飞灰处理系统PLC按ABControllogix进行配置。

通过二级交换机与与全厂辅助生产网络系统的主交换进行通讯,通讯采用冗余方式。

在全厂辅助生产网络系统的LCD上可对飞灰系统进行监控,并在各控制系统处设置两者控制权的切换开关。

飞灰系统在正常运行时由全厂集控室内的“全厂辅助生产网络系统”进行操作控制。

程控系统将采用三种控制方式:

1〕自动控制;2〕软手操(人工控制);3〕就地控制。

●自动控制方式

正常情况下采用自动控制方式。

在自动控制方式下,运行人员通过程控系统的操作员站向飞灰输送系统发出系统起停指令,然后由PLC程控装置对整个工艺系统进行监视和自动控制。

●手动控制方式

在手动控制方式下,由运行人员通过控制室操作员站进行软手操向各除灰设备发送操作指令,联锁仍由PLC程控装置实现。

飞灰输送系统中每个设备需有就地控制箱,当设备比较集中时可以集中设置。

●就地控制

在就地控制方式下,该设备不参与其他设备的联锁和保护,该操作方式为检修和调试状态。

5.3电气除尘器器系统

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程电气除尘器控制系统采用浙江菲达环保科技股份有限公司提供的控制系统。

PLC采用AB公司Controllogix系列。

电气除尘器控制系统操作管理:

●高压运行方式的控制:

二次电流、电压等参数值的设定,启动/停止操作以及各种运行方式之间的转换。

可根据‘浊度仪’的信号进行闭环控制,自动调整高压柜的运行方式。

●低压‘振打’电机的控制:

运行控制参数设定,启动/停止操作。

可调时间间隔的自动‘振打’。

电气除尘器器管理系统还能实现以下二种‘振打’控制方式:

a)使高压供电装置降低输出电压进行‘振打’。

b)使高压供电装置关闭输出电压进行‘振打’。

●‘瓷套’恒温控制:

恒温控制参数设定、运行/停止操作。

●除调试、维修等特殊工况外,电气除尘器器只有收到从主控室送来的允许起动信号后,才能起动。

电气除尘器器起动方式有二种:

a)手动单台起动

b)按一定的顺序自动逐台起动

5.4除渣系统程控

除渣系统采用单元制,即一台炉配置一套除渣系统,系统采用刮板捞渣机-渣仓方案(中间加埋刮板输送机或皮带输送机的两级方案)。

该系统典型流程框图如下:

补充水

刮板捞渣机、碎渣机

埋刮板输送机+出口电动三通

仓顶埋刮板输送机

渣仓

汽车

渣系统回收水

排水至集水池

液下泵

高效浓缩机

除灰水泵

渣系统回收

主要设备构成包括:

刮板捞渣机、碎渣机、埋刮板输送机、电动三通、第二级埋刮板输送机、渣仓、排水泵、高效浓缩机、排泥泵、除灰水泵、电动阀门等。

主要水池包括:

排水泵安装所在的集水池,排泥泵坑,除灰水泵前池(清水池)。

5.5凝结水精处理系统

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程凝结水精处理系统主系统如下:

主凝结水泵出口凝结水前置过滤器高速混床树脂捕捉器轴封加热器

每台机组的凝结水精处理系统由250%前置过滤器、433.3%高速混床;两台机组提供一套体外再生装置(可同时再生两套树脂)。

两台机组配供独立的相应的控制系统、监测仪表、配供电系统和其他辅助设备等组成。

凝结水精处理系统在机组启动初期,凝结水含铁量在2000~3000μg/L时,仅投入前置过滤器,迅速降低系统中的铁悬浮物含量,使机组尽早回收凝结水,减少排水。

前置过滤器进口母管设100%旁路,两台前置过滤器中间设50%旁路。

当前置过滤器进出口母管压差大于0.10MPa时,前置过滤器母管进出阀门关闭,100%大旁路自动打开。

当某台前置过滤器发生压降过高,表明截留了大量固体,则自动开启50%旁路,并使失效过滤器退出运行,用水和压缩空气进行反洗,反洗完毕,自动并入凝结水处理系统。

当两台凝结水泵同时开启时,精处理应能通过200%最大水量。

混床为三台运行,一台备用。

当一台高速混床的出水的电导率、氢电导、硅、pH(比导和氢导计算值)及周期制水量和压降中的任一参数超过规定值时,将启动备用的一台混床并进行再循环运行,直至出水合格并入系统。

此时,将失效的混床解列,并将失效树脂输送至再生系统进行再生,然后将已再生好的备用树脂输送至混床备用。

混床系统设有100%旁路阀,当凝结水温度超过55℃或系统压差大于0.30MPa时自动打开,关闭凝结水混床系统进、出水母管阀门。

旁路系统采用电动蝶阀,100%旁路阀需设有手动检修旁路。

100%旁路的关闭由主控制室确认后人工远操。

全套凝结水精处理系统采用自动程序控制。

当混床设定的控制参数超限时,凝结水精处理混床自动退出运行,自动/或经人工确认将失效树脂用水、气输送至体外再生系统,以进行分离和彻底的化学再生。

再生好的备用树脂由体外再生系统自动/或经人工确认输送至该混床中,在混床启用前,用再循环泵冲洗树脂直至出水电导率合格后投入运行。

5.6暖通空调控制系统

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程采暖通风自动监控系统采用以微处理器技术为基础的PLC程序控制系统,#6、#6机组配置一套自动监控系统。

暖通自动监控系统由中央监控站、数据通讯网络、可编程控制器(PLC)及就地传感器组成。

系统按暖通工艺区域配置IO柜,联网组成的中央监控系统进行集中监控。

在中央监控站应能实现控制程序的编辑和修改、系统运行工况显示、测量参数和控制对象状态显示、各设定值的整定和显示、系统故障报警显示和记录等,并能对各种阀门、挡板、风机、泵等控制对象进行远方操作。

自动监控系统应采用合理的冗余配置和诊断至模块级的自诊断技术,具有高度的可靠性。

系统内任一组件发生故障,均不影响整个系统的工作。

对系统所有监控点进行集中监控。

所有监控参数均可在中央监控站上设定。

具有手动控制功能,可在调试、检修、运行期间对各系统分别进行控制。

显示各监控点的参数、各运转设备及部件的状态、各系统的动态图形及各项历史资料。

编程和组态,程控逻辑采用逻辑图进行编程等,PLC选用0RTEGA系列优质产品(包括其相应的中文版软件),系统应易于组态,易于使用,易于扩展。

中央处理单元(CPU),为了保证程控装置安全、可靠、高效运行,CPU应采用双机热备冗余配置。

5.7循环水加药系统

海水结垢速度是比较高的,污垢热阻值大大超过了国家规定允许的年污垢热阻值,采用浓缩的海水进行循环冷却时必须进行防垢处理。

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程采用专用海水阻垢分散剂对循环海水进行防垢处理。

采用非氧化性杀菌剂进一步对循环海水进行定期冲击杀菌处理。

阻垢剂加入除灰水泵前池中以防止除灰系统结垢。

本工程设置一套循环水加药装置,循环水加药装置由循环水加阻垢剂及循环水加杀菌剂、渣水加阻垢剂两部分组成;一套循环水加阻垢剂装置,由3台搅拌溶液箱、3台计量泵、辅助设备、管路、阀门、管件、仪表、电控柜等组成。

加药装置内所有设备、管道、电控柜等全部固定在一个碳钢底盘上,并配备平台扶梯;一套循环水加杀菌剂装置,由1台搅拌溶液箱、2台加药泵、辅助设备、管路、阀门、管件、仪表、电控柜等组成,加药装置内所有设备、管道、电控柜等全部固定在一个碳钢底盘上,并配备平台扶梯;一套渣水加药装置,由2台搅拌溶液箱、2台计量泵、辅助设备、管路、阀门、管件、仪表、电控柜等组成。

加药装置内所有设备、管道、电控柜等全部固定在一个碳钢底盘上,并配备平台扶梯。

循环水加药装置控制内容如下:

●低低液位时停加药泵。

●泵及搅拌器故障声光报警。

●泵及搅拌电机启停。

●搅拌器搅拌持续时间的设置。

●接受4~20mADC输入信号,并对计量泵流量进行自动调节。

●根据流量信号,并对杀菌剂加药机组切换。

●泵、搅拌电机及搅拌溶液箱状态显示。

5.8脱硫废水处理系统

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程脱硫废水处理系统包括废水处理系统、污泥脱水系统和加药系统。

系统为一套处理能力为18m3/h,每天24小时连续运行。

脱硫废水处理控制系统包括整套控制系统、就地仪表及控制箱等所有热工设备。

采用PLC加上位机结构,控制系统采用可编程序控制器(PLC)进行顺序控制(ABContrologix系列),顺控逻辑设计应符合工艺系统的控制要求。

编程软件选用RS-LOGIX-5000,使所有辅机PLC控制系统可离线又可在线进行组态。

监控软件采用InTouch9.0及以上产品。

PLC采用冗余配置的Hirschman工业级交换机,通过冗余100Mbps光纤以太网接口与本期辅助车间控制网络的水网进行通讯。

从废水处理设备来的满足远方监视、控制的所有信号应能直接接入DCS系统而不需要其它附加设备,包括报警、设定值及运行参数的显示。

所有故障保护和报警都要进入PLC中。

5.9生活污水处理系统

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程设置2套10m3/h生活污水处理设施,厂区生活污水经污水管道收集后,汇集至生活污水处理站调节池,经升压泵升压后进入生活污水处理设备处理,再经过滤器过滤,达到生活杂用水标准后回用。

厂区生活污水处理设备采用地埋式布置(其出水水质达到国家综合污水一级排放标准),过滤设备用于将生活污水处理设备出水进行深度处理,使之达到生活杂用水标准后再回用。

过滤器布置在调节池顶面。

两套处理设施一般同时运行(减半负荷),也可采用一用一备运行方式。

正常工作时,根据调节池内污水液位自动联锁启停污水提升泵、污水处理设备、过滤器、曝气风机、过滤升压泵各设备。

可编程序控制器(PLC)选用AB公司的Controllogix系列产品。

控制系统与辅控网络系统的通讯接口为100M光纤以太网接口,实现与电厂辅控网络系统的双向冗余数据通讯,在辅控网络系统中能实现对本系统进行监控。

5.10海水净化站系统

浙江国华浙能发电有限公司宁海电厂#6机组扩建工程海水处理系统设计处理能力为2X3600m3/h(出水),净水站系统包括两个主要分系统,其一为海水处理系统,其二为成套加药系统。

海水处理系统内所有工艺设备为露天布置。

系统内应包括以下设备及附件系统:

微砂絮凝高性能沉淀池、砂水分离器、搅拌机、刮泥机、回流泵、管道、阀门、仪表及相关的电气设备及控制系统。

设置2座微砂絮凝高性能沉淀池,包含混凝,注射,熟化、重力沉降、泥砂分离、微砂回流等功能。

成套加药系统包含成套混凝剂制备及投加系统、助凝剂制备及投加系统。

●混凝剂制备及投加系统:

设2套混凝剂制备及投加系统;含混凝剂制备装置、溶药提升泵、计量加药泵、单因子絮凝粒子检测传感器、絮凝粒子检测仪、管道、阀门、变频控制柜等设备,自动调节加药量,向沉淀池加药。

●助凝剂制备及投加系统:

设2套助凝剂制备及投加系统:

含干粉自动制备装置、计量泵、管道、阀门、变频控制柜等设备。

可编程序控制器(PLC)选用AB公司的Controllogix系列产品。

系统与辅控网络系统的通讯接口为100M光纤以太网接口,实现与电厂辅控网络系统的双向冗余数据通讯,在辅控网络系统中能实现对本系统进行监控。

采用赫斯曼工业级交换机。

就地LCD触摸屏仅供后备操作及系统现场维护用。

5.11水务管理系统

●工业水、消防水

本系统为两机组公用,共有4台工业水泵、3台电动消防水泵、2台电动消防稳压水泵,有2个水位,2个流量和5个压力4~20mA信号。

工业水泵与水池水位联锁,泵间联锁。

消防水泵与本期消防控制系统联动,也可在水网操作员站上启动;泵间联锁。

消防稳压泵与消防泵出口压力联锁。

本系统全部设备(含远程I/O柜)为露天布置。

●雨水泵房系统

本系统为两机组公用,共有6台(4大2小)雨水泵、1台移动式清污机、3台电动闸门启闭机,7个4~20mA水位信号。

雨水泵与进水间水位联锁,泵间联锁。

电动闸门启闭机与潮位信号联锁。

本系统全部设备(含远程I/O柜)为露天布置。

●机组排水槽系统

本系统为两机组公用,共有2台废水输送泵,2台电动阀门,1个水位4~20mA信号。

输送泵与排水槽水位联锁。

出口电动阀与泵联锁。

本系统全部设备(含远程I/O柜)为露天布置。

●复用水系统

本系统为两机组公用,共有4台复用水泵,1个水位4~20mA信号。

复用水泵各有1台出口电动阀,三运一备,与水池水位联锁,泵阀联锁。

本系统全部设备(含远程I/O柜)为露天布置。

●含煤废水处理系统

本系统为两机组公用,包括以下设备:

含煤废水泵、含煤废水处理设备、反洗及清水提升泵、加药系统(计量泵及药液制备及储存装置)、阀门等。

本系统全部设备(含远程I/O柜)为露天布置。

含煤废水处理系统自带电控柜,通过硬接线接入水网。

在水网及辅控网系统操作员站上可实现含煤废水处理系统的下列控制功能:

能分别控制污水提升、反冲洗及排水、加药、污泥排放等过程。

含煤废水处理系统就地设备与全厂辅助系统监控系统联系信号包括(不限于此):

(1)辅控网监控系统至就地设备的控制指令:

——各泵的启动、停止指令;

——各电动门的开、关指令;

(2)就地设备至控制系统的反馈信号:

——各泵、风机的运行、停止、故障状态;

——各电动门的开、关状态;

——压力、流量、分析仪表等测点的测量值(按照实际测量参数采用模拟量或开关量);

——就地设备故障、电源报警;

●海水补给水系统

本系统为两机组公用,共有4台海水取水泵,24台电动阀门。

海水取水管电动阀与一期循环水泵联锁,对应的两台循泵均停运时,阀门关闭。

海水取水泵进出口电动阀与水泵联锁。

本系统全部设备(含远程I/O柜)为露天布置。

6调试内容和步骤

6.1前期准备工作步骤

6.1.1对压力等逻辑开关的设定值进行确认。

6.1.2对I/O接线,电磁阀线圈的电压等级、绝缘、阻值进行确认。

6.1.3对气源管、气源压力进行确认。

6.1.4模拟输出指令,观察现场设备动作结果及反馈信号的正确性。

6.2冷态调试方法及步骤

6.2.1电动旋转设备放在试验位置(MCC),电动阀门供电。

6.2.2从信号源端模拟满足启、停或开、关允许条件。

6.2.3在操作台上手操启、停或开、关,观察系统动作结果。

6.2.4模拟联锁或跳闸条件产生,观察系统动作结果。

6.2.5模拟满足组级程控中相关启停条件及每步中所必须的条件。

6.2.6对试验中发现的问题提出修改意见。

6.3热态调试方法

根据机组在不同阶段的需要投用相关系统,观察设备级程控及组级程控的动作结果,并根据实际情况作适当的调整或对不合理的地方提出修改意见。

7试验组织机构和分工

为使浙江国华宁海发电厂二期工程各系统能正常的投入应用,并能满足机组调试各阶段的需要,各有关单位的密切配合是必不可少的,因此,由安装单位、调试单位、监理单位和业主方组成负责热控暖通系统调试的小组,共同参与各项调试工作。

各有关单位的分工如下:

7.1安装单位负责

7.1.1现场设备的安装和接线,并保证其正确性。

7.1.2与系统有关的开关、变送器等设备的校验和投运。

7.1.3仪用气管路连接、仪用气母管冲管及气动门气源压力调整。

7.1.4电动旋转设备和电动门、气动门等执行机构的单体动作试验,合格。

7.1.5根据程控试验的需要将电动旋转设备的操作电源置于试验位置(在MCC上)以便进行CRT执行机构的联调。

7.1.6及时处理调试过程中的设备与系统的维护、检修和消缺。

7.1.7配合调试进行各项工作。

7.2调试单位负责

7.2.1气动门遥控操作试验及反馈信号确认。

7.2.2电动设备遥控操作试验及反馈信号确认。

7.2.3程控的逻辑组态确认、回路试验和热态投用。

7.2.4对控制策略中的不合

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