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除灰除渣脱硫系统培训教材

s

除灰渣、脱硫培训教材

(初稿)

 

某发电有限责任公司运行项目部

 

第一篇除灰渣系统

第一章除灰渣系统概述

第一节锅炉设计燃煤量、排灰渣量汇总

第二节除灰渣方式

第三节灰渣的组成

第二章除渣系统

第一节除渣系统概述

第二节除渣系统

第三节除渣供水系统及检修起吊设施

第四节除灰、渣系统的控制方式

第五节刮板式捞渣机系统的调试

第六节刮板式捞渣机的运行与维护

第三章电除尘器

第一节电除尘器概述

第二节电除尘器的构造

第三节电除尘器的工作原理

第四章电除尘器的运行和维护

第一节电除尘器的启动

第二节电除尘器的运行维护

第三节电除尘器的停运

第四节电除尘器的故障处理

第五节电除尘用微机控制高压整流设备

第五章锅炉除灰设备

第一节除灰专业设备

第二节离心泵

第三节空气压缩机系统

第四节卸灰机械

第五节气化风机

第六章正压浓相气力输灰系统

第一节输灰系统概述

第二节输灰系统的特点

第三节输灰系统的工作原理

第四节输灰系统的主要设备

第五节输灰系统主要故障分析与排除

第七章风机

第一节离心风机

第二节轴流风机

第三节风机的运行

第四节风机的常见故障及处理

第二篇烟气脱硫系统

第一章烟气脱硫系统

第一节烟气脱硫系统概述

第二节吸收塔系统

第三节烟气系统

第四节石膏脱水及储存系统

第五节石灰石浆液制备系统

第六节公用系统

第七节浆液排放及收集系统

第八节废水输送系统

第九节基本概念及计算

第一十节脱硫岛的布置

第一十一节脱硫岛的辅助设施

 

第一篇除灰渣系统

第一章除灰渣系统概述

第一节锅炉设计燃煤量、排灰渣量汇总

一、锅炉设计燃煤量

(一)山西某发电有限责任公司2×300MW燃煤锅炉设计燃煤量见表1—1所示。

表1--1设计燃煤量资料表

燃煤量

机组容量

吨/时

吨/日

万吨/年

 

1x300MW

设计煤种

161

3220

88.55

校核煤种Ⅰ

136

2720

74.8

校核煤种Ⅱ

173

3460

95.15

2x300MW

设计煤种

322

6440

177.1

校核煤种Ⅰ

272

5440

149.6

校核煤种Ⅱ

346

6920

190.3

(二)燃煤供应运输

山西某发电有限责任公司2×300MW燃煤锅炉年耗煤量180万吨,霍州煤电集团供应120万吨,其中白龙矿供原煤60万吨,白龙洗煤厂供中煤60万吨,均采用皮带运输;辛置洗煤厂供洗中煤42万吨,地方煤矿洗煤厂供洗中煤18万吨,汽车运输。

(二期上铁路运煤)

(三)锅炉及相关设施参数见表1—2所示。

表1—2锅炉及相关设施参数表

设备名称

参数名称

单位

数据

锅炉

型式

亚临界再热

最大连续蒸发量

t/h

1065

台数

2

锅炉排烟温度

0C

124

除尘器

数量(每台炉)

2

型式

静电除尘器

除尘效率

%

99.72

引风机

型式

静叶可调轴流式

数量

2

风量(T.B点)

m3/h

987895

风压(T.B点)

Pa

4265

烟囱

高度

m

210

出口内径

m

7.5

内部防腐材料

玻璃鳞片专

主烟道

烟气速度(设计流量)

m/s

13.86

设计压力

Pa

~2000

截面尺寸

mm×mm

4500×8000

烟道中心线标高

m

12.4

(四)山西某发电有限责任公司2×300MW燃煤锅炉设计燃煤煤质资料见表1—3所示。

表1--3煤质资料

项目

符号

单位

设计煤种

校核煤种Ⅰ

校核煤种Ⅱ

收到基碳

Car

%

46.88

53.23

44.25

收到基氢

Har

%

3.29

4.49

3

收到基氧

Oar

%

7.83

7.19

7.6

收到基氮

Nar

%

0.7

0.78

0.64

收到基硫

Sar

%

0.67

0.62

0.48

收到基灰分

Aar

%

31.63

25.69

34.03

收到基水分

Mar

%

9

8

10

空气干燥基水分

Mad

%

1.21

1.19

1.17

干燥无灰基挥发分

Vdaf

%

35.64

36.7

35.27

收到基低位发热量

Qnet,v,ar

KJ/kg

18284

21754

17074

哈氏可磨性指数

HGI

/

68

67

66

二、锅炉设计排灰渣量

山西某发电有限责任公司2×300MW燃煤锅炉排灰渣量计算.

如表1—4所示。

表1--4燃煤锅炉排灰渣量

灰渣量

锅炉

台数

小时灰渣量

(吨/时)

日灰渣量

(吨/天)

年灰渣量

(万吨/年)

灰渣

灰渣

灰渣

设计

煤种

1x300MW

41.61

10.45

52.06

832.2

209.0

1041.2

22.89

5.75

28.64

2x300MW

83.22

20.90

104.12

1664.4

418.0

2082.4

45.77

11.50

57.27

校核

煤种Ⅰ

1x300MW

28.88

7.25

36.13

577.6

145.0

722.6

15.88

3.99

19.87

2x300MW

57.76

14.50

72.26

1155.2

290.0

1445.2

31.77

7.98

39.74

校核

煤种Ⅱ

1x300MW

47.95

12.04

59.99

959.0

240.8

1199.8

26.37

6.62

32.99

2x300MW

95.9

24.08

119.98

1918.0

481.6

2399.6

52.75

13.24

65.99

注:

1、表中日排渣量按20小时,年排渣量按5500小时。

2、灰渣分配比为:

渣20%,灰80%。

3、机械未燃烧损失q4=1.5%。

4、电除尘效率:

η=99.60%

第二节除灰渣方式

山西某发电有限责任公司2×300MW燃煤机组,锅炉除灰,除渣系统按两台机组一个单元设计,采用灰渣分除方式。

一、除渣系统采用机械除渣方式

渣斗——刮板捞渣机----渣仓,为了节约用水并满足环保要求,将除渣系统的排水回收处理后重复利用。

二、除灰系统采用电除尘器捕集、正压浓相气力输灰系统

两台炉共设三座灰库:

两座粗灰库,一座细灰库,容积均为1447m3。

灰场采用南北条沟灰场,灰场形式为干灰场,该灰场位于电厂西北约3公里处,运灰道路长6公里,灰渣由汽车运输。

一、省煤器、空预器灰斗为定期或检修时排灰,不设除灰装置

第三节灰渣的组成

一、灰渣的组成

(一)灰渣的分配

在燃煤电厂中,灰渣是由煤燃烧后的不可燃烧部分变成的。

从锅炉中排出的灰渣是由炉膛冷灰斗的灰渣及省煤器灰斗、空预器灰斗、除尘器捕集到的粗灰和细灰组成的。

对燃煤炉而言,炉底冷灰斗的灰渣占5~15%,省煤器灰斗的灰占2~5%,空预器灰斗的灰占1~2%,电除尘器捕集到的灰占92~78%。

山西某发电有限责任公司2×300MW燃煤锅炉灰渣分配率为:

渣:

20%,灰:

80%。

燃料中的灰渣是不可燃烧的物质。

燃料在燃烧室中燃烧时,其灰渣要经过一系列的物理化学变化,灰分颗粒在高温下会部分或全部分溶化,溶化的灰粒相互粘结而形成灰渣。

被烟气从燃烧室带出去的灰粒,包括尚未燃烧的燃料颗粒,称为飞灰。

灰渣和飞灰所占的比例决定于燃料中灰分的比例与燃料的燃烧方式。

显然,燃料的灰分含量越大,每单位重量燃料所产生的灰渣与灰分的量也越大。

对煤粉炉而言,飞灰占绝大部分,约为90%左右。

一座60万千瓦的燃煤电厂,每天产生的灰,渣量可达千吨,燃烧劣质煤的巨型电厂,每天生产的灰渣将要超过万吨。

(二)灰分成份分析见表1—5所示.

表1—5灰分成份分析

项目

符号

单位

设计煤种

校核煤种Ⅰ

校核煤种Ⅱ

变形温度

DT

>1500

>1500

>1500

软化温度

ST

>1500

>1500

>1500

熔融温度

FT

>1500

>1500

>1500

二氧化硅

SiO2

%

50.21

51.95

49.59

三氧化二铝

Al2O3

%

35.64

34.75

37.18

三氧化二铁

Fe2O3

%

2.68

2.75

3.43

氧化钙

CaO

%

3.26

3.32

2.98

氧化镁

MgO

%

0.78

0.83

0.75

氧化钾

K2O

%

0.82

1.16

0.51

氧化纳

Na2O

%

0.46

0.46

0.42

二氧化钛

TiO2

%

0.89

0.82

0.82

三氧化硫

SO3

%

1.26

1.24

1.31

二氧化锰

MnO2

%

0.08

0.12

0.07

二、灰渣的危害

燃烧产物中含有飞灰和氧化硫、氧化氮等有害气体,首先对锅炉设备本身产生不利影响。

因为飞灰会使锅炉受热面积灰,影响热交换,使锅炉出力降低。

同时飞灰含有微小颗粒,会对锅炉受热面、烟道、引风机造成感磨损。

如果烟气中的飞灰不加以清除引风机通常只能运行6个星期左右,不仅维修工作量,风机寿命短,而且还降低整个机组的出力。

飞灰中含有大量的有害成分还会限制锅炉尾部的排烟温度,增加排烟损失,降低锅炉效率。

大量飞灰及有害气体排入大气会造成周围环境污染,降低空气质量,损害人体的健康,例如,当露天变电站的设备上沉积较多煤灰时,可能发生短路,引起事故。

在大气中含有大量的硫化物时,遇到水汽会形成“酸雨”,有害于人的健康和周围植物的生长,时间长了还会促进金属的腐蚀,损坏建筑设施等。

对于燃烧室中形成的灰渣,不允许在灰斗和渣斗中堆积过多,灰渣堆满灰斗和渣斗会严重影响锅炉的正常工作。

如渣在渣斗中堆积会引起炉膛结渣现象;灰在灰斗中产生堆积会使除尘器的除尘过程受到破坏,甚至可能导致锅炉事故。

为此,必须对燃烧过程中产生的灰、渣进行清除以确保发电厂的正常运行,保护我们共同的环境。

三、灰渣的综合利用

为了减轻发电厂锅炉排烟及飞灰、炉渣对周围环境的破坏,山西某发电有限责任公司除了装设除尘效率达到99.9%以上的静电除尘器外,还配备了脱硫效率达到95%以上的烟气脱硫装置及高达210米的烟囱,以便使排烟,将灰、渣及硫化物造成的污染降低到最低水平。

随着现代工业水平的不断提高,国家对环保事业的重视,山西某发电有限责任公司积极发展了灰、渣及硫化物的综合利用,例如:

对干灰的利用和对脱硫产物——石膏的利用,符合质量要求的干灰作为建筑材料的辅料或直接将石膏作为建筑材料使用。

燃煤电厂排放的灰渣不仅要占很大的堆放场地,还会对周围环境造成污染。

搞好灰渣的综合利用即可以解决两方面问题,也符和国家关于新建电厂的能源政策,并满足当地关于灰渣处理的有关规定。

灰渣的物理化学性决定了其广泛的用途。

例如炉渣可以作为路堤填料、路面基层材料、沥青混凝土路面填料和水泥混凝土路面掺和料;电除尘器飞灰是筑坝和修筑高速公路很好的掺和材料,在混凝土中掺入一定比例的干灰,可以降低成本和改善混凝土的性能。

研磨细的粉煤灰,可以作为生产水泥的骨料或直接掺入水泥使用。

利用粉煤灰生产的轻质建筑砌块,具有保温、隔热和吸音等特点,是一种很好的建筑材料。

另外,粉煤灰生产含有农作物所需要的各种微量元素,所以可以用来改良土壤,防止土壤板结等。

某公司的粉煤灰综合利用前景良好,本期工程建设时应努力开拓市场,扩大粉煤灰综合利用的前景,力争本期锅炉的灰渣全部利用,实现粉煤灰零排放的要求,创建社会和经济效益,满足现代化电厂的环保要求。

本期除灰除渣系统设计为灰渣分除、气力除灰、粗细分储,为灰渣综合利用创建了条件,渣可以在渣仓下直接取用,干灰可以在灰苦下直接装车送至综合利用用户,不综合利用时可以在灰库下加湿搅拌后由汽车送至灰场储放。

第二章除渣系统

第一节除渣系统概述

一、除渣系统概述

除渣系统采用机械除渣,即渣斗——刮板捞渣机----渣仓的除渣系统。

除渣系统每台炉设一套独立的系统,锅炉排出的渣经排渣竖井落入水浸式刮板捞渣机内经冷却、粒化后,由刮板捞渣机连续捞出,直接排至位于捞渣机头部的渣仓暂存,然后由汽车定期运至灰场。

每台炉设一台可变速的水浸式刮板捞渣机,在锅炉炉膛下设有过渡渣斗和液压关断门,过渡渣斗能够满足锅炉满负荷时4小时以上的渣量,以便捞渣机故障时,锅炉短时间不停炉检修。

刮板捞渣机最大出力为锅炉满负荷时渣量的400%,正常出力为11t/h,最大出力44t/h。

渣仓直径为ф8m,其总有效容积为250m3,可贮存锅炉满负荷时设计煤种24小时的渣量。

(校核煤种Ⅰ为34.5小时,校核煤种Ⅱ为20.8小时)

刮板捞渣机的溢流水先溢流至溢流水池,由溢流水泵送至高效澄清池,经高效澄清池澄清后的排水由回水泵输送至供渣斗溢流水冷却用的机力冷却塔冷却后,再送回锅炉房作为渣斗冷却水,循环利用。

高效澄清池直径φ10m,有效容积为230m3,高效澄清池下设有2台排污泵,1台运行,1台备用,将高效澄清池底部沉淀下来的积渣打回刮板捞渣机,渣仓中存渣析出水及地面冲洗水汇集到污水池中,由污水池排污泵打回刮板捞渣机中。

高效澄清池及机力冷却塔为两台共用。

二、除渣系统工艺流程

除渣系统工艺流程如图2--1所示。

图2--1除渣系统工艺流程图

三、除渣系统设备技术规范

除渣系统设备技术规范见表2—1(按2台炉计算)所示。

表2—1除渣系统设备技术规范

序号

设备名称

技术规范

数量

运行方式及说明

1

刮板捞渣机

出力:

11-44t/h,配关断门和渣井

N=30kw,关断门:

5.5个千瓦

2

连续运行

 

2

渣仓

Φ8m,有效容积250m3,高15.8m,带气动排渣门,耗气量:

0.4m3/minN=3.5kW

2

全钢结构

 

3

溢流水泵

Q=100m3/hP=0.2MPaN=15KW.

4

每台炉1台运行,1台备用

4

排污泵

Q=20m3/hP=0.15MPaN=5.5KW

4

每台炉1台运行,1台备用

5

高效澄清池

Φ10m,V有效=230m3N=7.7kW

1

连续运行

6

回水泵

Q=100m3/hP=0.3MPaN=22kW

3

2台连续运行,1台备用

7

澄清池排污泵

Q=20m3/hP=0.3MPaN=7.5kW

2

1台运行,1台备用

8

回水池排污泵

Q=20m3/hP=0.3MPaN=7.5kW

1

定期运行

9

电动葫芦

起重量:

1吨,电压:

380V

HK=20mN=1.9kW

2

10

自卸汽车

载重量20吨,有效容积20m3

3

用于运渣

第二节除渣系统

一、刮板式捞渣机

(一)概述

1.刮板式捞渣机的组成

主要由调节轮,前后两个下压轮、水封导轮、壳体、链条刮板、滚轮和驱动装置组成。

调节轮的轴承镶在可以滑动的支座上,用以以调整环形链条的松紧度。

刮板装在两条环形链条之间,是刮灰部件。

壳体由上底板分隔成上、下两仓。

上仓为水槽,炉渣掉入水槽内,急剧粒化,变成多孔性沙状颗粒,通过链条刮板沿上底板及其斜坡刮走。

下仓为干仓,供链条刮板回程用。

壳体两侧有溢水口,采用连续进水和溢流形式,使水位恒定,作为水封,以防冷风漏入炉膛内,水温一般控制在55~60℃,在此温度下,渣块粒化的耗水量最为经济,且料化效果好。

上底板及其斜坡部分铺设了铸石,可提高耐磨性,并减小刮板与它的磨擦力。

水封导轮与下压轮是链条的导向机构,也是链条的限位机构。

由于水封导轮要与水接触,故在导轮的轴中开有小孔通入低压水,形成轴封,以防污水进入轴承。

驱动装置主要由电动机、减速齿轮箱和滚子链传动机构组成。

电动机、驱动减速齿轮箱和滚子链带动主轴,再由主轴上的链轮牵引链条刮板。

链条刮板的移动速度可以根据渣量进行调节。

刮板式捞渣机结构示意图2——2所示。

图2—2刮板式捞渣机结构示意图

1—调节轮;2—壳体;3—水封导轮;4—链条刮板;5—下压轮Ⅰ(后);6—排水阀;7—下压轮Ⅱ(前);8—铸石层;9—滚轮;10—主轴

2.刮板式捞渣机具有下列优点:

(1)与水力除渣机比较,能大量节约水、电和投资。

(2)有良好的水封装置,可以防止漏风。

(3)水仓中有足够的冷却水量,能充分满足炉渣粒化要求。

(4)运行平稳可靠,能连续工作,系统无瞬间流量变化,便于管理。

(5)容量大,结构简单,可以移动,便于安装和维修。

刮板在槽内滑动,使用寿命较长,功耗较少。

(二)GBL-12C×48型刮板捞渣机

GBL-12C×n系列刮板捞渣机由青岛四洲电力设备有限公司生产,用于100~900MW燃煤发电机组炉底灰渣的连续清除。

其刮板有效宽度为1.2m,整机长度n随使用要求不同而在10~60m间变动。

为便于运输及现场的安装,捞渣机一般分2~6段制造出厂。

山西某发电有限责任公司采用GBL-12C×48型捞渣机(整机长度为48m),除了具有一般刮板式捞渣机的优点外,还有如下结构特点:

1、上下仓全部防破碎、防脱落铸石衬:

此衬底不仅比金属衬底寿命提高了4~5倍,且比金属衬底摩擦阻力小,从而降低刮板和链条的磨损。

2、链条张紧形式为液压自动张紧:

当链条磨损后不需检修人员人工张紧,液压系统在恒压的作用下可实现自动张紧,并保证张紧状态的恒定;同时由于链条处于较紧工作状态,从而可减小刮板与底板间的摩擦,提高了刮板的使用寿命。

3、捞渣机下仓制成封闭式,刮板回程在铸石衬底上运行,可将捞渣机未被扫渣帘清除的少量回程带渣全部集中在尾部,垂直于水平槽体的液压自动张紧装置配以尾部弧形封闭壳体可实现刮板带渣的自动清理,从而彻底解决了刮板空载段带渣的问题。

4、刮板与链条的连接:

由于采用了无螺栓铰链式连接,使拆装调节刮板间距极为方便,没有螺栓连接的防松防锈之弊和钢性连接的有害约束,连接可靠。

5、无螺栓紧固快开人孔:

此人孔只需一捅即开,避免了因螺栓锈蚀造成开门困难和操作繁琐之弊。

6、横移行轮采用滚动轴承加可靠的适应灰水环境的润滑与密封;每一个主动行轮均由一台直联电机的行星摆线针轮减速机驱动,动力强劲,结构简单,长时间闲置后仍能移动自如。

7、可摇开式内导轮:

此结构可将壳体内部部件转至外侧,便于对内导轮的检修。

(三)安装

1、刮板捞渣机的整机安装顺序:

行轮(主动行轮)—壳体—平台、围栏、落渣斗—张紧系统—液压驱动系统—电气系统—链条—刮板—喷淋水管、轴封水管。

2、行轮(主动行轮)的安装

捞渣机出厂时各组行轮被卸下,需在使用现场重新装上。

行轮(主动行轮)的安装只需将机壳腿板上挡板和连接螺栓、垫圈拆下,将行轮(主动行轮)轴装于腿板U形槽中,再将挡板和连接螺栓、垫圈安装好即可,详见图2—3所示。

注:

主动行轮电机减速机先不安装,图1中所示为主动行轮外形。

将捞渣机以其行轮(主动行轮)支撑于钢轨上后进行壳体的安装。

 

图2—3主动行轮组装图

3、壳体的安装

(1)安装顺序及总体要求

壳体的安装由机壳尾段开始按顺序直至机壳首段。

在制造过程中已将各段利用

连接板上的定位销准确定位,见图2—4所示,并将各接口位置用字母作出了标记(A,B,C等)。

现场对接时将相邻的两段壳体符号相同的断面对靠在一起,待定位销与连接板上的圆弧面全面接触后用螺栓将连接板连接在一起。

然后彻底检查铸石板上面、机壳侧板等相邻部件,在确保所有平面和接缝都平齐后进行接缝的焊接。

该工作通

常是在捞渣机以其行轮支撑于钢轨上后轮支图2--4机壳定位及连接撑于钢轨上后进行.捞渣机出厂时其行轮被卸下,而在使用现场重新装上。

(2)机壳斜升段(机壳C、D)的定位与连接

在未连焊机壳斜升段之前,应先分别拼装行轮支架A、B、C、D。

支架焊接:

先将门框按总装配图中的位置就位,安装好行轮,然后用角钢(及连接板)与框架焊连,焊接完毕后利用辅助支撑将支架固定好。

然后焊接上部框架。

各支架焊接完毕后将机壳斜升段吊于其上,然后与机壳前段对接。

如框架与壳体间出现间隙,可现场制作垫片适当填平壳体底部的工字钢。

确认达到壳体的安装总体要求后按总装配图要求焊接接口以及工字钢与框架。

机壳斜升段焊接完成后,为便于上盖的安装应将起吊用吊鼻割掉。

(3)机壳首段(机壳E)的定位与连接

将机壳首段吊于支架上,然后与机壳斜升段对接。

机壳首段焊接完成后,为便于上盖的安装应将起吊用吊鼻割掉。

(4)机壳对装完成后,应对所有的机壳接口焊缝做煤油渗透或加水试验,确保壳体充满水后不渗漏。

渗透试验完成后,壳体的上下仓底部对接处铸石衬层缺口用铸石粉胶泥填平,如图2——4所示。

铸石粉胶泥泥的制作方法如下:

按重量70%的铸石粉与4%的氟硅酸钠(Na3FSio3)混合并拌匀,加入26%的水玻璃(模数2.8~3.2,比重

 

 

1.38t/m3)搅拌制成胶泥。

填平衬层缺口的胶泥凝固后,用浓度20%的盐酸(HCl)刷洗胶泥表面三遍。

注意制成的胶泥应在15分钟内用完。

4、平台、围栏、落渣斗的安装

(1)头部平台、围栏及落渣斗:

图2—4铸石衬层缺口填充

现场只需装配图将头部平台的上平面与机壳首段上的角钢上平面施焊,平台

施焊后再进行围栏、梯子及落渣斗的焊装。

(2)尾部平台、梯子、围栏:

现场只需将尾部平台框架上平面与机壳尾段上的角钢上平面对平即可施焊,平台焊后再进行梯子、围栏的焊装。

5、张紧系统的安装

将液压油箱装于机壳尾段的侧板上支座;将蓄能器用蓄能器支座及蓄能器卡圈安装于机壳尾段的侧板上指定位置即可。

张紧系统的安装:

为便于发货及保管,设备出厂时已将张紧系统拆下,现场需按以下要求进行组装。

组装顺序:

张紧调节轮架—张紧轮组件—油缸—油箱—液压管路。

(1)张紧调节轮架

出厂前已将固定张紧调节轮架的螺栓焊于机壳上,现场只需将轮架按螺栓位置装靠预紧固即可,待其他部件安装后确保张紧轮组件上下滑动自如后再将螺母安全拧紧,见图2—5所示。

(2)张紧轮组件

先按图2—5将张紧轮组件上端部的零件安装到轴

上,并拆下轮架上部的槽

钢,然后将组件沿轮架上

的导板装在轮架上,再将

拆下的槽钢重新装好。

(3)油缸的安装

按图将其两侧的油缸

安装到位,注意将油缸的

进出油口指向外部,并保

持进出油口的清洁(管路

未连接前不得拆下油口护

盖)。

(4)张紧系统液压管路

管路安装前先将油箱固定在支座上,然后安装蓄能

器,最后连接固定液压管路。

所有管件安装前应进行清

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