风电场运维技能培训毕业设计.docx
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风电场运维技能培训毕业设计
毕业设计（论文）
风电场运维技能培训
摘要
随着煤、石油、天然气等不可再生能源的消耗，数量日益减少，以及它们对环境所带来的污染、气候的恶化，这迫使可再生能源的开发、利用。
其中风能是可再生清洁能源之一，同时也具有蕴含丰富等优点，因此风电日趋发展成为改变能源消费结构的主角。
近些年来，风电行业发展迅猛，国外的德国、丹麦、印度、巴西、西班牙等，国内的新疆、内蒙等东北、华北、西北地区，它们已是重要基地。
随着我国风电机组装机数量和容量的增加，现在越来越多机组出了厂家的质保期，风电规模的增长和新技术的应用对风电运维人员提出了更高的要求，而我们面临的问题将是:
如何提高风电运维人员的技能，使风电场合理、科学展开机组运行监控与操作，规范运维检修管理流程，提高维护质量，降低检修维护成本，提高机组可用率，降低风电场事故，使风电设备长期处于安全稳定运行，做到机组故障，运维人员有能力及时、准确修理，使机组停机时间短，发电最大化。
这其中对风电运维人员技能的培训是当务之急，也是我国风电行业良性发展的不可或缺的条件。
其中培训应包括新员工进场培训、岗前实习培训、运维员工岗位培训，这些培训都需要专业认真的执行，把运维人员从一个初出茅庐培训成专业技能高超，品质高尚，创新思维强风电人，只有这样才使风电能源行业在中国乃至世界发展历程中的一大进步。
风电运维人员的目标是:
不依赖风机厂家的技术，发展一套成熟的运行维护风机的专业技术，少，若达到这样，我们只需注重运维人员的技能培训，小投资在这方面培训，从而换来风机故障少，维修少，聘请外界专业人士减少的大大支出，风电成本将会降低。
打破风场运维人员只会做打打螺丝，上上油，检查检查故障而不能解决大部分故障的现状，今后的运维人员将具备人人会处理大小故障，而且把故障排除得好、快、准。
我国风电场多安装在偏远山区，运行环境十分恶劣，这迫使风电运维人员将要解决风机受低温、高温、台风、暴雨、雷电、风沙等自然灾害性气候对设备所带来的破坏性维修工作，通过本次设计的设计初步得出一套风电运维人员的技能培训方案，使得培训结构完善，从而推动风电的发展。
中文摘要应简捷明了，字数为400字左右。
内容包含本项毕业设计（论文）工作的目的、意义、研究方法、研究过程、研究成果及结论、关键词等。
突出毕业设计（论文）工作中具有创造性成果和新见解部分，不自做评价。
（空一行）
关键词：
关键词关键词关键词（3-5个关键字，各关键字间空一个字）
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Abstract
用TimesNewRoman字体。
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KEYWORDS:
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第1章引言
选题的背景及意义
近几十年来随着全球经济的飞速发展，科学技术的创新以及工业的发达，给人类创造了无限财富，但同时世界能源的消耗也日益增加，能源逐渐呈现供不应求状态，从而导致能源价格在每年都往上升。
特别是化石燃料煤、石油、天然气的价格飙升速度之快，短短十来年之间，这些所谓不可再生的化石燃料价格就上升了1倍或更多，而且长期使用化石燃料使环境遭受破坏，二氧化碳排量增加导致全球气候变暖，二氧化硫的排放使得酸雨的形成，从而污染土地，危害人类生活环境。
现在全世界都面临着能源的挑战，经济发展、能源安全、环境危机、气候变化等问题随经济发展也伴随而到。
因此发展新能源，以之来减缓化石燃料的压力是势在必行之策，而风能是可持续的清洁能源，它具有取之不尽、用之不竭的特点，在所有可再生能源利用技术中，风力发电是环境最友好、技术最成熟、最具有规模开发和商业发展前景一种发电方式，因此风电对解决能源紧缺、保护环境、实现可持续发展的经济有着重大意义。
大力发展风电，努力将风电发展成为人类主要能源，而其中，由于我国风电的发展起步较晚，发展风电是一项重大工程，依靠核心技术以及优秀技能人才来推动其发展，本文主要从风电场运维人员技能的培训作详解。
1.1.1能源危机
人类社会离不开能源，能源问题影响到国民经济的发展人类的生活质量问题。
能源为一次能源和二次能源，一次能源又称为自然能源，是自然界中以天然形态存在的能源，比如：
化石能、水能、核能、风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等。
二次能源是由一次能源根据人类所需转换成相应的能量形式，诸如电能。
现代经济发展和人类生活离不开电能，据统计全球能源需求中约16%是对电能的需求。
在所有发电方式中，火力发电是最具有历史性，同时也是目前最重要的一种能源形势，但是毕竟世界上的化石燃料是有限的，特别是在有限的化石能源快速耗尽的情况泉下，可再生能源是满足中国日益增长的能源需求的可行性选择，如今世界经济飞速发展，各行业对能源的需求与依赖也日益增加，据研究统计，现在世界上的化石燃料煤按照现在发展趋势最多可以供应230年，目前世界的化石燃料按照现在发展趋势最多可以维持44年，天然气仅能使用62年，对于造福子孙后代来说，这必须得改变依赖传统化石能源的格局，如何能够实现能源的可持续发展，唯一的出路就是现在有计划的利用常规能源、节约能源、开发新能源和可再生能源。
由于我国石油资源不丰富，一大部分依靠国外进口，而世界的石油正日益减少，导致进口价格更往上攀升，按照目前能源进口量，专家推算出2020年我国能源将达到2亿吨标准煤缺口量，这将会大大阻碍我国经济发展的脚步，然而我国风能资源丰富，中国气象局第四次风能资源普查结果显示，我国陆地风资源具有可开发的约23.8亿千瓦，海上风资源具有可开发的约2亿千瓦，我国风资源主要集中在华北、东北、西北以及东南沿海地区，这些地区风能约占全国的80%左右，开发利用它们可以很好的解决能源危机，能源紧缺问题，改变现在依赖传统化石能源的结构，发展风电。
1.1.2环境问题
近几十年来，由于全球经济的发展、工业化的技术提升、人类活动的加剧，随之环境问题的脚步也伴随而至。
传统化石燃料的大量燃烧使用，排放出二氧化碳、二氧化氮等温室气体逐渐增加，导致全球气候变暖，海平面高度上升，淹没陆地，从而使陆地面积减少，气候环境不适合人类生活，导致现在人类都处于亚健康状态，病状麒麟古怪；传统化石燃料的大量燃烧使用，也排放出大量的二氧化硫、一氧化氮等有毒气体，形成酸雨，破坏土地的酸碱度，氮化物形成光化学烟雾，危害人类生活环境。
目前电能的产生主要依靠传统的火力发电，但是火力发电产生大量的污染排放物，所以常规能源的使用，虽然对全球经济起着巨大发展的促进作用，同时也造成了严重的环境污染。
气候的变化也推动了风电技术发展的进一步升温，2005年“京都协议书”，2008年的全球“哥本哈根大会”等环境问题会议，都说明人类足以重视环境问题，治理环境污染问题，发展可持续清洁能源，欧洲还将风电的发展作为减排二氧化碳等温室气体的有效措施，减轻环境的压力正在驱动风力发电的高速发展。
煤炭的开发还会对环境有污染，例如开采过程中粉尘的污染、瓦斯气体的爆炸污染、烟尘的污染、瓦斯气体排放等。
据专家研究，每开发1万吨煤炭，大约就有0.2公顷地表塌陷，地球每年因煤炭开采，大约每年有2万公顷地表塌陷，这将是一个严重的问题，人类必须引起重视治理。
风力发电是一种可再生清洁能源，它具有不消耗能源，它在开发、利用过程中对环境污染极少，是减少二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等有害气体排放的有效途径，这是与其他常规能源（煤电、油电）与核电无法比拟的优点。
目前中国电业80%依靠火力发电，而且有很多火电厂都是高排放高污染的老煤电，为了减少对大气污染，实现能源的可持续发展道路，全球各国都在积极发展风电，由此可见，风力发电是一件人类目前和将来重要开发利用能源重要事情。
它将很有效的解决环境问题。
1.1.3风力发电的意义及特点
随着现代工业的飞速发展，能源消耗在上升，而地球上可利用的常规能源日趋贫乏，能源逐渐出现供不应求状态，能源价格每年均在上升，如今人类均面临着能源的挑战。
经济发展、能源安全、环境污染、气候变化等问题得到越来越多人的关注与重视。
为了满足人类经济社会生活不断增长的能源需要，化石燃料毋庸置疑是无法满足当今的社会需求，我们不否认化石能源给我们带来的财富，但是我们也得意识到化石能源紧缺与它们的开发与利用对环境造成严重的污染问题，破坏环境的生态系统。
在化石能源供需矛盾越来越突出背景下，寻找替代能源成为了人类又一发展的必经之路。
发展可持续能源是最好的方法，而在所有可再生能源之中，风能是一种清洁、无污染、可再生的绿色能源，风能取之不尽、用之不竭等特征是目前世界上最具有开发价值的能源。
风能的利用主要是风力发电，风力发电是环境最友好、技术最成熟、最具规模开发和商业发展前景的一种发电方式，大力发展风电等可再生能源已成为全世界的共识。
地球上风能资源十分丰富，据世界气象组织（WMO）估计，地球总风能约有3*1017kW,其中可利用的约2*1010kW，约是地球上可利用的水能总量的20倍。
在地球1.07*108平方公里的陆地面积中有27%的地区年平均风速在5米/秒（距地表10米处）。
据测算，我国风资源的地面可开发量有1.5*108kW，我国风资源丰富，我们应该捉住这个优势去充分开发风能，把它转换成人类的一笔财富。
我国风资源丰富，但同时也是人口大国，能源消耗大国，人均资源占有量相对贫乏，开发利用风资源是解决我国人均资源占有量相对贫乏的局面是很必要的，根据国家对风能“十二五”发展初步意见，今年（2015年）我国并网风电装机要达到1亿千瓦，2020年将要达到1.5亿到2亿千瓦，我国政府将以构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系为目标，优化调整能源结构，大力发展新能源与可再生能源，促进非化石燃料的开发与利用，做好环境保护的前提下，安全有序的开发风电，让新能源和可再生能源在能源调整结构中发挥至关重要的作用。
根据我国现阶段的能源结构表1-1分析得知，化石能源约占能源结构的80%，由于化石燃料的有限性及对环境污染性，现阶段大力发展风电是一件非常迫切的必要事情。
表1-1我国现阶段能源分布结构表
年份
能源生产总量（万吨标准煤）
占能源生产总量的比重%
原煤
原油
天然气
水电、核电、风电
2010
288913
76.6
10.5
2.9
9.0
2011
315201
76.4
9.7
3.6
10.3
2012
340524
75.2
8.0
4.3
12.5
2013
370124
74.3
4.7
5.6
16.4
随着我国经济的不断发展，随之而来的是能源危机与环境污染越来越大，所以以大力发展风电为代表的可再生能源具有以下重大意义:
1.大力发展可持续能源可以改变我国能源结构。
实现“十二五”规划的能源目标，减少对化石能源的依赖。
2.大力发展可持续能源可以我国解决能源危机，减少我国对外国进口石油的量，从而达到政治地位的提高。
3.大力发展可持续能源可以减缓环境污染的问题，因为传统的化石能源对环境污染较严重，通过发展可持续能源来减少对化石能源的使用，从而达到解决环境问题。
4.大力发展可持续能源可以适应世界能源产业变革趋势，跟国际接轨，促进我国能源技术的进步与产业的升级。
5.大力发展可持续能源可以缓解我国人口大国的就业压力，一大部分工作人员从事研究相应的可持续能源工作，增加就业岗位。
带动我国经济。
风力发电是利用风能发电的，是人类充分利用自然资源的一笔宝贵财富，它与其它常规能源发电比较，具有以下特点：
1.风力发电是可再生的清洁能源
风力发电是一种可再生的清洁能源，它是一次能源，不需消耗其他能源，也没有排放有害污染环境的气体物质。
相比传统的化石能源，这是一个明显的优点。
2.风力发电建设周期短
风力发电场建设工期短，从建设到发电并网，仅需一年左右的时间即可，建设期间工作量不是很大，而煤电、核电等的建设周期较长。
3.装机规模灵活
风力发电装机投资规模灵活，它可以根据公司的资金情况去决定一次的装机规模，只要有一台资金就可以加装一台风机，不过最初设计要留有相应的位置与裕量，所以风力发电厂愈久愈大，收益当然也成正比，这是一个很乐观的景象。
4.可靠性高
随着现代科技的发展，现代风电机组的可靠性大大提高，大、中型风力发电机组的可靠性已高达98%，机组的寿命可达20年，而且现在一般都有厂家售后服务或者有5年或3年的质保期。
5.造价低，和常规能源发电相比具有竞争力
现在单位千瓦的风力发电的电能几乎接近于火力发电，比油电低，若考虑火电的环境保护和交通运输等相应费用，风力发电将优于火电、煤电，再者，现在才是风电发展的刚开始，从长久来考虑，技术的成熟使得风电成本进一步的降低，这可是乐观的景象。
6.运行维护简单
一个120兆瓦的风场，只需七八个人就可以完成其运行维护的工作了，风力发电的自动化水平极高，很多都可以通过监控操作完成，实现无人值守，风电运维人员只需定期的进行必要的维护保养，没有火电厂每年的大修问题。
7.实际占地面积小
风场的建设占地面积少，机组监控、变电等建筑仅占风电场的1%左右的面积，其它没有场地仍可以供当地农民发展农、牧、渔业的使用，实现经济的最大化发展。
8.发电方式多样化
风力发电机可以并网运行，也可以与其它能源的发电方式相组合，构成互补的系统，风力发电还可以独立运行，实现对孤岛、海滩、或边远沙漠地区的供电，给电网解决了老、少、边地区用电难的难题，给以上的地区带来经济发展的希望。
1．2世界风电发展状况
风能的利用有着千年的历史，风帆的使用。
但是风电的研发却始于19世纪末期，直到20世纪七八十年代风力发电并网的风电场才走进现代的电力系统。
1.2.1国外风电状况
随着现代科学技术的飞速发展，特别是在空气动力学、尖端航空材料和大功率电力电子技术应用于新型风电系统的研发当中，在近20多年来，风电技术也日趋成熟，有了飞速发展，应用的规模也越来越大，随着能源的紧缺，风电也越来越得到重视与关注，欧美国家在风电的开发和利用方面已取得了领先的地位，并且取得了巨大成就，其中以丹麦、西班牙、德国、美国为主的国家形成了一个巨大规模的产业链条——从机组的制造销售到风机发电并网，从技术研究到工程的实践应用，使得风电已经成为当今电力系统最为活跃的研究领域之一。
风能在世界各国出现快速增长趋势，风电已经不再是辅助能源了，而是最具有发展潜力的可持续清洁能源。
2013年4月，世界风能组织协会发布的《2012年世界风能报告》中提到，2012年世界新增风机装机容量接近45000MW，其中美国以13124MW高增量排名第一，最为关注的中国以12960MW的增量排名第二，德国和印度分别位列第三第四，其中世界2012年累计增长为19%。
另一个数据-总装机容量中（截止2012年底），中国以75324MW的装机容量位居世界榜首，美国以60007MW的总装机容量位列第二。
考虑到2012年的经济发展形势，这些增长已经是一个相当高的水平了，尽管低于过去十年平均每年22%的增长率，但是只要增长率大于零，风电的就是往前往上发展的。
据世界风能协会预测，2013年-2017年这五年期间，世界新增加的装机容量增长率为约7%，到2017年底，全球风能累计总装机容量达到500000-536000MW，此外，世界的一些小国家，十强之外的一些国家的风机装机容量也开始上升，这足以证明全世界各国都意识到风电开发利用的必要性与风电的重要性。
其中拉美地区以超过一倍的惊人的增长速度增长，这个主意归功于巴西和墨西哥风电发展的迅猛，为它们贡献力量和起领头羊的作用。
2012年根据世界风能协会得出风电总装机容量和新增装机容量的十大国家如表1.2.1
表1-22012年世界风电总装机容量和新增装机容量
总装机容量/MW
百分比（%）
新增装机容量/MW
百分比（%）
中国
75324
26.7
美国
13124
29.3
美国
60007
21.2
中国
12960
28.9
德国
31308
11.1
德国
2415
5.4
西班牙
22796
8.1
印度
2336
5.2
印度
18421
6.5
英国
1897
4.2
英国
8445
3.0
意大利
1273
2.8
意大利
8114
2.9
西班牙
1122
2.5
法国
7564
2.7
巴西
1077
2.4
加拿大
6200
2.2
加拿大
935
2.1
葡萄牙
4525
1.6
罗马尼亚
923
2.1
其他
38953
14
其他
6737
15.1
前十总计
242734
86
前十总计
38062
84.9
全球统计
282587
100
全球统计
44799
100
从风电发展的区域分布来看，2012年欧洲、亚洲、北美洲分别位居世界前三甲，虽然欧洲位于首位，但是亚洲、北美洲与欧洲的差距正在不断的缩小，中国和北美洲的风机新增容量都超过欧盟。
欧洲各国是风电技术的传统强国，诸如德国、西班牙、丹麦是风能利用最成功的国家，欧洲新增的电力装机容量中约有50%来自风电，由此可见比例之大。
美国和加拿大是北美利用风能最好的国家，为了促进风电的发展，世界各国都出台相应的政策来推动其发展，比如有：
低利率贷款、投资补贴、降低税收、规定新能源在能源中的比例、环境补贴、减少二氧化碳排放奖励等政策。
其中德国、丹麦、荷兰采用政府财政扶持、直接补贴来发展本国的风电事业；印度采用鼓励对外投资和与外资合作交流来发展风电；日本采取优先采购风电等措施促进风电发展。
从发电量占据本国总量的比例来看，2012年，丹麦以占本国发电量的22%位居榜首；而西班牙排名第二，以占据本国发电量的13%；葡萄牙排名第三，风电发电量占据本国的12%；爱尔兰排名第四，风力发电量占据本国的10%；德国排名第五，风电发电量占据本国发电量的8%；我国虽然风机总容量为列世界第一，但是由于发电量占有全国的发电量的比例还是较低，大约只占1%，位列世界22位。
1.2.2风力发电迅猛的原因
风力发电是目前世界上增长最快的发电能源，装机容量持续每年增加超过20%，现如今风电市场规模在不断的扩大，致使风电成本也在大幅度的下降，仅在过去的五年多，每千瓦时的风电成本就下降了20%。
风电已经可以与新建的燃煤电厂相竞争了，相信在未来几年风电成本会进一步降低，将会具有非常大的竞争力在发电市场中。
风电机组的单机容量也逐渐增加，大型的商业机组现在可达到5MW的功率，然而在研究制造新型样机中，单机容量则超过6MW的功率。
风电发展如此的迅猛，从而解决了环境的压力与能源的紧缺问题，风力发电不会排放造成温室效应的二氧化碳，也不会产生形成酸雨的二氧化硫等气体污染物。
风力发电迅猛发展的原因有以下几个：
1.经济驱动力
（1）经济的最优化，在偏远山区、岛屿、沙漠等供电困难的地方，由于供电成本相当昂贵，国家及供电公司鼓励在这些地区优先发展风电，这些风电可以为当地供电，形成一个独立的小型发电系统，可以不需并网，与常规的柴/汽油机发电来说，利用风力发电更长久更具有经济性。
例如在内蒙古地区的农牧场，利用风力发电，那里的人类只需付约2元/kw.h；而若在这些地区采用柴/汽油机发电，考虑到燃料的运输费用，成本价格大约在6元/kw.h；若考虑采用电网延伸的话，农、牧户承担的成本将高于8元/kw.h，所以相比之下在一些地区风电的经济性还是很显然的。
（2）化石能源的枯竭和传统化石能源的安全性。
人类自从进入工业革命之后，世界以及各国曾多次出现过能源危机，人们开始意识到，一直开采、使用传统的化石能源，终究有一天会枯竭的，而且使用的价格也会越来越高，人类为了走可持续发展的路线，开始寻找其他可再生的能源。
风能是作为新能源中最具有开发商业利用价值的可再生能源，因此风电也就发展迅猛。
一些国家依靠进口化石能源来满足自己国家能源的消费。
风力发电的发展可以减少对外国能源进口的依赖，并加强本国能源安全性供应管理水平，使国内的化石能源价格稳定，从而使社会的经济稳定性得以保障。
（3）促进能源产业升级。
由于能源的紧缺迫使改变能源的结构，而风力发电技术又是新兴技术，风力发电产业是新兴产业。
风力发电技术从研究、示范到商业化发展，最后走入市场，给整个能源产业带来新活力，已成为国民经济的经济增长点，一个国家、一个企业开发利用风能越早，就占有风电技术和风力发电市场的优势。
2．环境驱动力
人们早就认识到利用传统化石能源的环境污染问题，烟尘、二氧化硫区域性污染，二氧化碳等温室气体的排放，造成全球气候变暖、海平面上升、大气环流、海洋异常等自然灾害频繁发生，使我们生活的“地球村”恶化。
各国都意识到这个的影响及问题的严重性，于是在1997年在日本京都召开的联合国气候的第三次会议上，84国代表审议通过“京都协议书”要求工业发达的国家减少二氧化碳等温室气体的排放，并作相应的污染物处理，保持大气的洁净。
于是迫使人类寻找其他可再生的能源来替代部分的化石能源，而风能在转化使用过程中不产生污染物，于是风力发电就得以发展迅猛。
3.社会驱动力
风力发电产业的发展，会给社会带来很多就业以及创业的机会，除了在工厂、风场安装就业以外，在风场维护方面也提供就业机会，另外，在一些欧盟国家，风电的开发利用已经成为热点，得到人们的支持、关注。
风力发电是绿色电力的一个典型的例子，一些人愿意以高于化石电力的价格去购买风电，这也使得风力发展迅猛。
4.技术驱动力
随着科学技术的发展，空气动理论的不断发展，新型高分子材料的出现，计算机设计技术的广泛应用以及自动化控制技术的不断改进，机械、电气、电子元件的制造技术的成熟，为风电技术向大功率、高效率、高可靠性、高自动化方向发展提供了条件。
1.2.3世界风电场运维技能
由于风力发电行业发展迅猛，每年新装机组数以倍增，而装机机组周期短，机组的寿命预期也是20年左右，而风机普遍运行在偏远山区，受自然灾害影响较大，1500KW风机机身100吨左右，而且整个风机要竖起七八十米的高度。
长期运行在这样的艰苦环境下，风机的故障问题逐渐增多，引发事故也增多，这就需要风电场运维人员对其进行维护检修，像如此大、如此复杂的风机，运维人员首先需要有抓实的技术功底，对其工作原理及理论了解渗透。
如何使一个风电场运维人员具备以上的技能，一个企业的技能培训是不可少的，运维人员的学习是无止境的。
由于国外的风电发展较早，风电技术也比较成熟，国外风电场运行维护人员技能也达到了一定的水准，这保证了风机在安全有效的运行状态，发出电能为人类创造源源不断的财富。
1.3中国风电发展状况
中国地域辽阔，风资源比较丰富，但是分布相对比较集中。
近几年来中国风电发展迅猛，每年的风机净装机总量逐年上升。
1.3.1中国风资源分布
根据我国气象局的监测、统计分析得出，我国陆地风资源可开发量达到23.8亿千瓦，海上风资源可开发量达到2亿千瓦，我国风资源丰富，具有很大的开发潜力，风能将成为中国未来能源的重要组成部分。
我国风能资源比较集中在“三北”地区（即东北、西北、华北），以及东南沿海地区、岛屿等占了全国风资源可开发量的80%左右。
气象局专家根据研究将我国风资源分布地区及情况为以下几个区域：
1.东南海以及沿海地区是风能丰富的地区，有效风能密度大于或等于200W/m2
的等值线平行于海岸线；沿海岛屿有效风能密度在300W/m2以上，全年中风速大于或等于3m/s的小时数约8000多小时；每年大于或者等于6m/s的风速可利用小时数约4000小时。
2.新疆、内蒙古、甘肃等西北地区是中国风资源富含点，有效风能密度在200~300W/m2以上，全年中风速大于或等于3m/s的风速可利用小时数在5000小时以上；每年大于或者等于6m/s的风速可利用小时数为3000小
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