本标准规定了使用燃料的工业炉热平衡测定与计算的基本规则。一般加热炉的热平衡测定与计算可直接参照一标准执行，对一些特殊类型的工业炉，可根据本标准制订其相应的标准。本标准适用于使用燃料的工业炉，如轧钢加热炉、均热炉、热处理炉、冲天炉等以及各种用途的隧道窑、倒焰窑和其他工业炉窑等。本标准中所列的测定项目对各类工业炉不是必须全部进行的，本标准也没有包括各类工业炉所有的热平衡测定项目。各类工业炉的测定项目应在其《热平衡标准》中具体规定，补充列出本标准所未包括的项目。 GB/T 13338-1991 工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则 GB/T13338-1991 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
工业燃料炉热平衡测定与计算
基本规则
Baskc rules for
the measurement and calculation of thermalequllibrium of fuel-fired furnace In industry1主避内容与适用范既
GB/T 1333891
本标准规定了使用燃料的工业炉热平衡测定与计算的基本规则。一般加热炉的热平衡测定与计算可直接参照本标准执行，对一些特殊类型的工业炉，可根据本标准制订其相应的标准（以下简称《热平衡标准净)。
本标准适用于使用燃料的工业炉，如轧钢加热炉、均热炉、热处理炉、冲天炉等以及各种用途的隧道窑、倒焰密和其他工业炉密等(以下简称工业炉)。本标准中所列的测定项目对各类工业炉不甚必须全部进行的，本标准也没有包括各类工业炉所有的热平衡测定项目。各类工业炉的测定项目应在其《热平衡标准》中具体规定，补充列出本标准所未包括的项国。
2引用标准
GB 211
GB 384
煤中全水分的测定方法
煤的工业分析方法
煤的发热量测定方法
煤中全硫的测定方法
石油产品水分测定法
石油产品热值测定法
石油产品硫含量测定法(氧弹法)煤样的制备方法
商品煤样采取方法
煤的元素分析方法
石油产品灰分测定法
GB1884
GB1885
GB2586
GB2587
GB2588
石油和液体石油产品密度测定法（密度计法）石油计量换算表
热量单位符号与换算
热设备能量平衡通则
设备热效率计算通则
国家技术监督局1991-12-14批准1992-12-01实施
3术语
GB/T 13338—91
除下术语外,本标准所采用的其他术语的定义见 GB 2587 第 2 章\基本用语的概念\。3.1密
客是基些工业炉的通称，通常用于物料的焙烧和非金属烧结熔化等。3.2供热期
各类间歇式工业炉的供热期的概念，应按本标准5.2条的要求在其各自的热平衡标准》中具体规定。
4热平衡和热收支项目
4.1热平衡
体系热收人总和(Q)等于体系热支出总和(EQ\,)即：
4.2热收入项目
工业炉热收入项目一般包括下列项目：a.
燃料燃烧的化学热（Qm）
燃料带入的物理热(Q);
助燃空气预热带入的物理热（Q）)：其他工质带人的物理热(Q）；
物料带入的物理热（Q)：
物料化学反应放热(Qh)
装料装置带入的物理热（Q）；
其他热收入(Qat)。
4.3热支出项目
工业炉热支出一般包括下列项目：.
物料带出的物理热(Q\)
物料化学反应吸热（Q）
烟气带走的物理热（Q,)
化学不完全燃烧损失（Q\hb）；机械不完全燃烧热摄失（Qn）；燃煤灰泄带走的物理热（Q）
装料装置带走的物理热(Q)，
炉体和其他管道表面散热（Q。）体系的积薪热(Q\)，
炉门及孔漏辐射热损失（Q.）；炉门及孔狗雷气热损失（Qm）
其他工质带走的热量（Q.）
其他热支出（Qt）)。
5热平衡测定
5.1测定的准备工作
5. 1. 1确定测定对象和范围。
5.1.2组织测定组，并加以培训。EQ,EQ.
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5.1.3收集测定对象的资料，如设计资料、运行资料、气象资料等。5.1.4根据热平衡测定标准编制测定方案，其内容一般应包括：a、
测定体系的确定；
b.计算基准的确定，
应测参数和相应的测定方法，计算公式的选定，测定仪器、仪表的选型；
测定工说，测定持续时间和各项参数测定程序的规定1测定记录表格的制定：
B。测定工作计划的拟定。
5.2测定条件和测定持续时间
5.2. 1热平衡测定应在正常工况下进行对连续式炉，应在人炉炉料成分，品种，规格不变，炉子处于热稳定工况下连续测定两次以上，每次不得少于 1 h。
对间歇式炉，测定时间不得少于一个供热期，即自开始加热至完全停止供热止。工况应在各类工业炉的热平衡标准中具体规定，要求测定结果能正确反映该炉热量利用状况和水平。5. 2. 2 测定用仪表的准确度,般应达到 0. 1 ~ 1. 5%(或相当的精度等级),特殊要求应在相应的热平衡标准》中具体规定。
5.3热平衡体系的确定
热平衡体系一般指炉膛或包括炉膛和余热回收装置的全炉的热平衡体系。各类工业炉体系的具体划分，应在各自的热平衡标难中明确规定。5.4计算基准
5.4. 1基准温度
原则上以距离炉子周围1m处的平均环境温度为基准温度。若采用其他温度应加以说明5.4.2燃料发热量
对固体和液体燃料采用应用基低(位)发热量(%)。对气体燃料采用湿成份的低（位）发热量（Q）。5.4.3时间基准
对连续式炉，取1h；
对间式炉,取个供热期，
5.4.4单位
按 GB 2586的规定。
5.5测定项自和测定方法
为了求得工业炉热平衡计算中各热收入项和热支出项，一一般须按所选定的测定方法，列出主要测定项目分类并进行下列各项测定。对特殊的测定项目应在其相应的《热平衡标准》中补充规定。5.5.1燃料
5.5.1.1燃料用量的测定
周体燃料用秤称量。液体燃料用容器或体积式流计算，然后，再根据密度换算成重量。气体燃料根据压力，温度换算成标准状态下的体积流量。工厂具备上述计量装置时，燃料用最可由工厂的计量装置读取。5.5.1.2燃料的取样分析及发热量的测定a、固体燃料
按GB475.GB474、GB212、GB476,GB211、GB214和GB218进行。b、液体燃料
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取样，在热平衡测定期间内，从喷噗前管道中连续取2kg油样，混合均勾后，迅速倒入两只约1kg的瓶内装满密封，以备分析。
分析：元素分析可按GB476进行，其余按GB206,GB388.GB508、GB384、GB1881和GB1885进行。
c．气体燃料
取样：在燃烧器前管道上的取样孔取样，一般每小时取一次。如果煤气成分波动较大，可适当缩短取样时间。
成分分析：用气体全分析仪进行。含水量：用吸收法或露点法测定。将分析成分及含水量换算成湿成分，然后用公式计算发热量。5.5.1.3燃料压力及温度的测定
在预热器前后和燃烧器前，用水银温度计或热电阻温度计测温，用压力计测量压力。对固体燃料温度取环境温度。
5.5.2助燃空气
5.5.2. 1空气量
在燃烧器前空气管道上用孔板流量计或皮托管、热球风速计测量。在无法测量或体系有吸风时，应根据燃料用量、成分及烟气成分算出。对固体和液体燃料;在无元素分析时可由经验公式算出。5.5.2.2空气温度
在燃烧器人口处和预热器的出口及入口处，用工业水银温度计或热电偶等测温。5.5.2.3空气湿度
用干湿球温度计测相对湿度，再换算成绝对湿度。5.5.3其他工质
其他工质包括：雾化蒸汽、冷却水、汽化冷却用水、保护气体等。具体项目根据工业炉的特点和工艺要求，在其热平衡标准》中规定。5.5.3.1雾化蒸汽
。用量
用蒸汽流量计或孔板流量计测定。b．压力
由燃烧器前的压力表读取压力值。c．温度
可由蒸汽压力值查表得出。
5. 5.3.2冷却水
在冷却水的入口和出口处分别用流量计测定或体积计算法算出。b、温度
在冷却水的入口和出口处用水银溢度计测定。e.压力
在入口处装压力表测定。
5.5.3.3汽化冷却用水
对蒸发量大的工业炉，可用流量孔板和相应的二次仪表测定。般工业炉可通让水表或水箱测量给水量。
b、蒸汽温度、压力和给水温度
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蒸汽温度和压力分别用温度计和压力表读取，给水温度用水银温度计在进口处测定。c：蒸汽湿度
用氮根法等方法测定。
5.5.3.4保护气体
a、用量
在管道上安装气体流量计测量。b.温度
入炉温度可采用环境温度，出炉温度取测定时加热物料的表面温度5.5.4烟气
5.5.4.1温度测定
在炉腿烟道入口处、预热装置的入口、出口处测定。测定烟气通骼各截面的烟气平均温度，待别要选择炉膛烟道人口处不受装料入口进人空气影响的测点。用抽气式热电偶测定。
5.5.4.2烟气取样及分析
烟气取样位暨与烟气温度测点位置相同。烟气成分分析用气体全分析仪。5. 5. 4. 3烟气量
可根据燃料用量，成分及烟气成分计算烟气量。在烟道具备测定条件时，可用皮托管、微压计测量多点烟气速度后算出。
5.5.4.4烟气含碳浓度
用烟尘测定仪或其他可靠方法测定。测点位置与烟气取样位置相同。5.5.5燃煤灰渣
#．灰渣量
收集在测定期间内的全部灰渣量并进行称量。不具备条件时，可从燃料用量，燃料灰份及渣中未燃成分计算得出。
b.灰渣温度测定
燃煤灰渣温度用插入式热电偶测定，测多点取平均值。c。 灰渣含碳量测定
灰渣取样按GB475并按GB212测合碳量。5.5.6加热物料
5.5.6.1物料质量
一般用秤称量，也可根据尺寸、密度算出。若炉内物料量因烧损变化大时，应分别测定热平衡开始与结束时物料的重量。
5. 5. 6. 2物料成分
化验或根据有关资料查取。
5. 5. 6. 3物料温度
物料的入炉温度和出炉温度（间数炉停止供热时的温度）可用接触式表面温度计、光电温度计测定其表面温度，再由表面温度计算出物料的平均温度。5.5.7炉髓温度和压力
5. 5. 7. 1 炉膛压力
由现场仪表直接读联或用便携式微压计测定，测点位置按热工测试有关规定确定。5.5.7.2炉膛温度
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用现场的仪表读取或用热电偶和相应的二次仪表测定，测点位置按热工测试有关规定确定，5.5.8炉体、余热回收装置、管道表面温度与热流密度测定炉体、余热回收装置和炉腾至余热回收装置间预热空气（媒气）管道等外表面温度，可将体系表面分成若干个温度相近的区域，用表面温度计，半导体点温计等测各部表面的温度并取平均值。计算热流密度，或用热流计直接测定各部表面的平均热流密度。5.5.9炉门及窥孔
记录炉门及窥孔的开启时间，测量炉门及窥孔尺寸，同时测定炉门及窥孔处炉气的温度压力并取样分析，其方法分别按第5.5.4.2、5.5.7.2和5.5.7.1条进行。6热平衡计算方法
6-1热收入项的计算
6.1.1燃料燃烧的化学热(Q.h)
Qh ar BQaw,kJ/h(T)
或 Qh == BQiw,kJ/h(T)
式中; B~燃料用量,kg/h(T)或 Nm\/h(T);Q——固体或液体燃料应用基低（位）发热量，kJ/kg（Nm)；Qa—一气体燃料湿成分低(位)发热量,kJ/Nm;T——间歇式炉供热周期。
Q= 126CO0+ 108H: + 234H,S*+ 358CH + 598C.H:,kJ/Nm2式中.CO\、CH、H,S\、H、C.H分别为气体燃料各湿成分的体积含量，%。杜：热平衡热收支项热量也可用kI/t 表示,即：每吨人炉或出炉物料的热量，6.1.2燃料带入的物理热(Q.)
Q, - B(Ct - C.utu),kJ/h(T)
分别为燃料人炉温度和基准度，℃：式中:tt—
（C.Cya-：分别为0C至入炉温度和基准温度间燃料的平均比热容，kJ/kg（Nm\）·\。对固体燃料：
式中：C——燃料的干燥基比热容：W—燃料应用基含水量。
对无烟煤.贫煤及油页岩：
,kJ/kg ℃
C = 0. 92 kJ/kg · ℃
对其他煤种：
CI - 1. 09kJ/kg : C
对液体燃料：
（4）
对气体燃料：
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C, = 1. 735 + 0. 002 5t,,kJ/kg + C, = 式中.Cco,Cco.CH,
湿气体燃料中CO,.CO.H,等成分的平均比热等，kJ/Nrn，；气体燃料中水分的体积含量(H,O\)按下式计算：H,O
武中：-
一干气体燃料含水量,B/Nm。
6.1.3助燃空气带入的物理热(Q）0. 124 gm
× 100,%
100+0.124gm
Q -- V,(Ct - Ct.),kJ/h(T)
Qt = B - aL,(Citr Crf.),kJ/h(T)式中V-助燃空气实测空气量,Nm2/h(T)空气系数：
理论湿空气量,Nm\/kg或 Nm/Nm；L, = L(1 + 0. 000 124 )
理论干空气量,Nm\/kg或Nm\/Nm2；千空气的含水量，g/Nm\
t“—空气进人体系时的温度,℃;C空气在0C至进入体系时的温度t间的平均比热容，kJ/Nm。C:Ck。-空气在 0 ℃至基准温度 t。间的平-均比热容,kJ/Nm。℃ 。对固体、液体燃料：
α=Ng 3. 76(OF - 0. 5COm
— 0. 5H - 2CH: )
L, = 0. 088 9C + 0. 266 7H 0. 033 3(O - S°)式中O\,CO、H、CH及 N—干烟气中各成分的体积含量，%C',Hr,Or 及 sy-
燃料的各应用基成分含量，%。
...(10)
（12)
当无燃料的元素分析数据，而只有燃料的应用基低（位）发热量（Q）数据时，可按下列公式求出L:
对固体燃料：
L。 = 1. 01
对波体燃料：
L: = 0. 85
+ 0.5,Nm/kg
+2,Nm/Nm
*( 14 )
...(15)
对气体燃料：
21 — 79
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O - 0. 5CO\ - 0. 5H - 2CH9
N(CO + CO\'+ CH + SO)
CO + CO' + CH' + mC.H + H,S\L - 0. 023 8(H + CO') + 0. 095 2 CH)+ 0. 047 6(m +下载标准就来标准下载网
-)C.H: + 0. 071 4 H,S
-- 0. 047 60;,Nm°/Nm3
式中：O%、CO\.H2,CH\.CO,SO、N....干烟气中各成分的体积含量.%.N,CO\,CH.C.HH,SHO:
6.1.4其他工质带人的物理热(Q.）燃料的各湿成分，%。
·(16)
（17)
其他工质带入的物理热，包括雾化蒸汽、压缩空气、冷却水、汽化冷却用水、保持气体等带入的物理热。具体项目和计算方法应在相应的热平衡标推》中规定。6. 1.5物料带人的物理热(Q。)
Q = m.(C.tw - Cmtu),kJ/h(T)
式中：m—-入炉物料的质量,kg/h(T)：CCE
-分别为 U℃至入炉温度(t)和基准温度(tu)间的平均比热容,kl/kg·℃。6. 1. 6 物料化学反应放热(Qh)Q = EIm;,kJ/h(T)
式中：m;
参加反应元素（或化合物)的质量，kg/h(T)；一每公斤该元素（或化合物）的反应热，kJ/kg。6.1.7装料装置带人的物理热(Q.）Q. = Zm(Ct - Cnot.),kJ/h(T)
各种装置的质量,kg/h(T)：
式t; mi
（19）
C、C品...分别为各装置在0℃至入炉温度（ti)和环境温度（基准温度)（t。)间的平均比热容kJ/kg+C;
—装料装置入炉温度，℃。
6.1.8其他热收入（Q）
应根据各类工业炉的特点、物料的组成、工艺要求等在其&热平衡标准》中具体规定。6.1.9热收人项总和(ZQ)
ZQ, =Qh + Q + Q + Q + Q + Qh+ Q + QrkJ/h(T)
6.2热支出项计算
6.2.1物料带出的物理热(Q%)
Q=- m'(C,t' Ct.),kJ/h(T)
+***(21)
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式中：m—出炉物料的质量,kg/h(T):CC——物料在0C至出炉温度(r\,)和基准温度(t)间的乎均比热容，kJ/kg·\Ct.—物料出炉温度，℃。
6.2.2物料化学反应吸热(Q)
物料化学反应吸热根据物料的组成和化学反应而定,计算方法参见第 6.1.6 条。6.2.3烟气带走的物理热（Q\,）Q', -- V,(C,t, - Cue),kJ/h(T)式中：C,Cyp
+*+( 23)
分别为在0C至烟气温度烟气量，Nm/h(T)（实测）。
若烟气整实测有困难，可按下式计算：V, B(l -K)Vt -b-EVm.Nm'/h(T)完全燃烧时的实尿烟气量，Nm2/kg（Nm\），不完全燃烧时烟气量够正系数，当≥1时：
b = 100 - 0. 5CO- - 0. 5HB
当α1时：
100 + 1. 88COr + 1 88H + 9. 52CH - 4. 7609Q
K ——机械不完全燃烧摄失率，K =Q——机械不完全燃烧热损失。
炉门或窥孔冒气量,Nm/h(T)。计算方法见第6.2. 11条。6.2. 3. 1实际湿烟气量计算
a.对固体和液体燃料
V, = V. + (a(1 + 0. 001 24 g) - 1JL: + 1. 24G,,Nm'/kgV。=0.0187C+0.112H+ 0.007Sy+0.008N*+ 0. 012 4W + 0. 79L,Nm/kg
L: = 0. 089C+ 0. 266 7H - 0. 033 3(O- S*),Nm/kgb．对气体燃料
Vi = V + [a(1 + 0. 001 24g) - 1IL,Nm'/NmV, =0. 01[CO° + 3CH, + (m +>C.H
+CO, + H + 2H,$+ + N, + h,0\)+0.79L,Nm/Nm
（24)
++***( 25 )
（26)
（30)
在以上各式中;
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L=0. 023 8(H; + CO°)+ 0. 095 2CH+ 0. 047 6(m + *)C.H: + 0. 071 4H,S*- 0. 047 60z,Nm*/Nm2
V。——理论烟气量,Nm*/kg(Nm2),-理论干空气量Nm*/kg(Nm\）
C\H\、SI.W\-分别为周体、液体燃料中各元素的应用基成分和含水量，%CO\.CH'.C.H:.CO、H.H,S\N\、H,O.gk
干空气含水量，&/Nm;
气体燃料中各湿成分的体积含量，%！每公斤液体燃料的雾化蒸汽用量，kg/kg。G
6.2.3.2烟气平均比热容计算（(,）C,
式中 z—
EZ,·C,,kJ/Nm'.C
湿烟气中各成分体积含量，%
一湿烟气中各成分的平均比热容,kJ/Nm”，C。查表。用于烟气成分换算湿烟气成分方法：实际湿烟气的水分含量(H,O\)
对固体,液体燃料：
对气体燃料：
+ 0. 001 24gaL: + 1. 24G,
X 100%
#C.H + H,S\) + 0. 001 24 graL0. 01(2CH + H +
烟气中任意成分(Z″）
2' = Z* . 100 - H,O\
×100%
式中;2\—~牛烟气中与 2相应成分,%。6.2.4烟气中带走的化学不完全燃烧热损失（Q\h）Q-(1-K)BV(126CO\+108H
+358CH: + 589C.H'),kJ/h(T)
6.2.5机械不完全燃烧热损失（Q）Q= = Q+ Q:,kJ/h(T)
灰渣中残碳损失热量，kJ/h(T)
一烟气中残碳损失热量，kJ/h（T）。6.2.5.1灰渣中残碳损失热量（Q\）× 100%
(32）
（33)
..(34)
-（37)
式中;Cu
灰渣中含碳量，%；
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Q', -- 33 907Gh - Ch,kJ/h(T)Gn—一灰渣量,kg/h(T),实测或接下式计算：Ghr= BA:/Atr,kg/h(T)
式中;A煤的应用基含灰量,%;
一灰渣的干基含水量，%。
6.2.5.2烟气中残碳损失热量（Q.)Q, = 327[B(1 - K)Vb -- ZV.JC X 10 ,kJ/h(T)式中:C.-烟气中残碳量，mg/m。6.2. 6燃料灰渣带出的物理热(Q'm)Q n = Ghr(Cht - Ct,),kJ/h(T)一灰渣在0℃至灰渣温度(t)及基准温度(r。)间的平均比热容,kI/kg·C,式: ChCn-
t—灰渣温度，℃。
6.2.7装料装置带出的物理热(Q')Q = Em(Catt - Caf),kJ/h(T)
各种装置的质量，kg/h(T);
式中: mi\
（38)
-（40）
.( 41)
分别为各装置在α℃至出炉温度(t，）和基准温度（t)间的平均比热窄，kJ/kg，C——各装料装置的出炉温度，℃。6.2.8炉体和其他管道表面散热损失（Q\,）对连续式炉，
Q.. = ZQ - A..kJ/h
对间歇式炉：
Q\.. = EQ, ·A, .T,kJ/T
式中 T
间式炉供热周期时间，h
一i部炉体或其他管道表面积，m\;一i部炉体或其他管道表面热流密度，kJ/m*，h。用热流计直接测出。若不能直接测出热流密度值时，可按下式计算：Q, = 20. 43e[/ 273 ++]*
—{ 273 + t。
式中：炉体或其他管道表面黑度，——炉体或其他管道表面温度，C；一对流给热系数,kJ/m2, h℃。
无风时,对于：
I+ αa(t - t,),kJ/m\. h
散热面向上 α = 11. 7( )
（43）
...( 4)
（45)
式中;d —圆柱外径,m。
当风速W<5 m/s 时;
当风速W>5m/s时：
6.2.9体系的积蓄热(Q')
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散热面向下
散热面垂直
g = 6. 3( — t0)
αg = 9. 2(t, — t,)+
au = 8. 8(4二)
横置柱
αa = 22. 2 + 15. 1 W,
ai= 27 W,a78
Qr - ZV:p(Cti - Cat,),kJ/T
式中；V——各部分炉村体积,tn\众各部分炉衬密度，kg/m”
t细ita—各部分炉村加热终了和开始加热时的平均温度，℃+（46)
（47）
（48）
（49）
-（51）
Ca、C—-各部分炉村在0℃牟加热终了温度(tmi)和开始加热温度(ra)间的平均比热容,kJ/kg· C。注：()对多层炉村，应以各层的平均温度分别计算各层的积蓄热.然后相加。②积蓄热的测定和计算方法，允许用其他简单，准确方法进行。各类工业炉的积蓄热的其体测定和计算方法，应在其热平衡标准>中明确规定，连续式护的积蓄热，一般可略去不计,在特殊情况，可在其热平衡标准》中规定。6.2.10炉门和孔洞辐射热损失（Q）Q' 20. 412Apr
式中:.----炉温,℃.
——角度系数，
#+ 2731
t，+273
1,kJ/h(T)
间歇式炉测定周期内炉门开启时间，h，对连续炉为每一小时内炉门开启时间，h：A，一一开启炉门面积,m。
6.2.11门及孔润冒气热损失（Q.）Qmg =Q'ph + Q'h,kJ/h(T)
式中;Q-
骨气带出的物理热，kJ/h(T)；
Q+—胃气带出的化学热，kJ/h(T)。6.2.11.1管气带出的物理热(Q%）Q'm = EV..(C\, - ty - (\m *t.),kJ/h(T)武中：炉门及孔洞处炉气的温度，℃C：,\-—分别为炉气在0 C至炉气温度(r,)及环境溢度(t。)间的平均比热容,kJ/NmC\、炉门及垂直孔洞的智气量(V.）(52)
(53）
（54）
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