溴化鋰制冷機(jī)的全面介紹
一、國(guó)外的發(fā)展過(guò)程
1.????? 美國(guó)是溴化鋰制冷機(jī)的創(chuàng)始國(guó),目前日本等國(guó)的溴冷機(jī)也都有較大的發(fā)展。
2.????? 美國(guó)開(kāi)利公司于1945年試制出第一臺(tái)制冷量為523KW(45×104kcal/h)的單效溴冷機(jī),開(kāi)創(chuàng)了利用溴化鋰水溶液為工質(zhì)對(duì)做為吸收劑的吸收式制冷新領(lǐng)域。美國(guó)不僅創(chuàng)造了單效溴冷機(jī),而且在世界上又率先研制出了雙效溴冷機(jī)?,F(xiàn)已研制出了直燃型、熱水型和太陽(yáng)能型等新型溴冷機(jī)。同時(shí)還研制了冷溫水機(jī)組和吸收式熱泵等新機(jī)組。
3.????? 日本一家汽車(chē)公司于1959年研制出制冷量為689KW(60×104kcal/h)的單效溴冷機(jī),1962年茬原制造所又研制出雙效溴冷機(jī)。日本溴冷機(jī)無(wú)論在生產(chǎn)數(shù)量、性能指標(biāo)、應(yīng)用范圍和新技術(shù)、新產(chǎn)品研制等方面,均超過(guò)了美國(guó),成為世界上溴冷機(jī)研究與生產(chǎn)領(lǐng)先的國(guó)家。特別是燃?xì)鈨尚厮畽C(jī)組的產(chǎn)量很大,約占世界上溴冷機(jī)生產(chǎn)總臺(tái)數(shù)的2/3;目前已致力于第三種吸收式熱泵和溴化鋰熱電并供機(jī)組的研制工作。
4.????? 前蘇聯(lián)奔薩化工廠于1965年研制出2908KW(250×104kcal/h)溴冷機(jī)。目前溴冷機(jī)的應(yīng)用范圍已從化纖廠擴(kuò)展到其它紡織廠、橡膠廠釀酒廠、化工廠、冶金廠和核電站。
二、中國(guó)溴化鋰制冷機(jī)的發(fā)展過(guò)程
我國(guó)研制溴冷機(jī)起步于60年代初期,至今已有四十多年,其發(fā)展過(guò)程大體分為四個(gè)階段:
1.????? 研制階段 60年代初船舶總公司704所(原六機(jī)部704所)、一機(jī)部通用機(jī)械研究所與高等院校以及設(shè)備制造廠通力合作,試制了兩臺(tái)樣機(jī)。1966年上海第一冷凍機(jī)廠試制出了制冷量1160KW(100×104kcal/h)全鋼結(jié)構(gòu)的單效溴冷機(jī),安裝于上海國(guó)棉十二廠。60年代末期,許多單位都著手研制單效溴冷機(jī),這一研制工作持續(xù)到了70年代初期。
2.????? 單效機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用階段 70年代初先后有上海、青島、天津、北京和長(zhǎng)沙等地的棉紡廠為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要,各自設(shè)計(jì)與制造了單效溴冷機(jī)。繼而更多地區(qū)也都自行設(shè)計(jì)制造單效溴冷機(jī),尤以上海、天津兩地更為突出。以天津?yàn)槔?0年代初至80年代初,制造出3480KW(300×104kcal/h)大型溴冷機(jī)七臺(tái),總制冷能力達(dá)到24360KW(2100×104kcal/h)。單效溴冷機(jī)在這一時(shí)期雖然有了較大發(fā)展,但仍有許多問(wèn)題尚待解決,如嚴(yán)重的腐蝕、冷量的衰減和機(jī)器的壽命等,限制了溴冷機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。
3.????? 雙效機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用階段 80年代初期開(kāi)始研制雙效溴冷機(jī),并于1982年由開(kāi)封通用機(jī)械廠生產(chǎn)出1744KW(150×104kcal/h)雙效溴冷機(jī)組。雙效機(jī)組的熱力系數(shù)可提高到1.1以上,而單效機(jī)組一般為0.6~0.7,雙效機(jī)組的蒸汽單耗比單效機(jī)減少約1/2,冷卻水量減少約1/3,是值得提倡的節(jié)能型制冷機(jī)組。86年我廠研制出省內(nèi)首臺(tái)雙效溴冷機(jī)1160KW(100×104kcal/h)并首家通過(guò)省級(jí)鑒定。
4.????? 多種新型機(jī)研制應(yīng)用階段 80年代末期國(guó)家計(jì)委提出,凡有蒸汽等熱源的地區(qū)要發(fā)展溴冷機(jī);1991年我國(guó)在世界禁用氟里昂(CFC)生產(chǎn)與使用的“蒙特利爾議定書(shū)”上簽了字,這對(duì)進(jìn)一步發(fā)展溴冷機(jī)創(chuàng)造了良好條件。大專院校、科研院所和制造廠家共同協(xié)力,一方面在加緊改進(jìn)與提高雙效溴冷機(jī)的加工技術(shù)和性能水平,另一方面也竟相研制新型的多種溴冷機(jī)?,F(xiàn)已推出的和正在研制的有熱水型、直燃型、低壓型、降膜式溴冷機(jī)和吸收式熱泵等。
三、溴化鋰溶液的特性
1.????? 在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中,水作為制冷劑用來(lái)產(chǎn)生冷效應(yīng),溴化鋰溶液作為吸收劑,用來(lái)吸收產(chǎn)生冷效應(yīng)后的冷劑蒸汽。因此,水和溴化鋰溶液組成制冷機(jī)中的工質(zhì)對(duì)。
2.????? 溴化鋰水溶液是由固體的溴化鋰溶質(zhì)溶解在水溶劑中而成。常壓下,水的沸點(diǎn)是100℃,而溴化鋰的沸點(diǎn)為1265℃。供制冷機(jī)應(yīng)用的溴化鋰,一般以水溶液的形式供應(yīng)。性狀為無(wú)色透明液體;濃度不低于50%;水溶液PH值8以上。
3.????? 20℃時(shí)溴化鋰溶解至飽和時(shí)量為111.2克,即溴化鋰的溶解度為111.2克。溶解度的大小與溶質(zhì)和溶劑的特性的關(guān),還于溫度有關(guān),一般隨溫度升高而增大,當(dāng)溫度降低時(shí),溶解度減小,溶液中會(huì)有溴化鋰的晶體析出而形成結(jié)晶現(xiàn)象。這一點(diǎn)在溴冷機(jī)中是非常重要,運(yùn)行中必須注意結(jié)晶現(xiàn)象,否則常會(huì)由此影響制冷機(jī)的正常運(yùn)行。
4.????? 溴化鋰溶液對(duì)普通金屬有腐蝕作用。尤其在有氧氣存在的情況下腐蝕更為嚴(yán)重。
四、溴化鋰制冷原理
1.????? 溴化鋰吸收式制冷原理和蒸汽壓縮制冷原理有相同之處,都是利用液態(tài)制冷劑在低溫、低壓條件下,蒸發(fā)、汽化吸收載冷劑的熱負(fù)荷,產(chǎn)生制冷效應(yīng)。所不同的是,溴化鋰吸收式制冷是在利用“溴化鋰-水”組成的二元溶液為工質(zhì)對(duì),完成制冷循環(huán)的。
2.????? 在溴化鋰吸收式制冷機(jī)內(nèi)循環(huán)的二元工質(zhì)中,水是制冷劑。水在真空狀態(tài)下蒸發(fā),具有較低的蒸發(fā)溫度(6℃),從而吸收載冷劑熱負(fù)荷,使之溫度降低。溴化鋰水溶液是吸收劑,在常溫和低溫下強(qiáng)烈地吸收水蒸氣,但在高溫下又能將其吸收的水分釋放出來(lái)。吸收與釋放周而復(fù)始制冷循環(huán)不斷。制冷過(guò)程中的熱能為蒸汽,也可叫動(dòng)力。
3.????? 雙效溴化鋰制冷機(jī)工作原理:
1)????? 雙效溴化鋰制冷機(jī),一般形式為三筒式。主要部件由:高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器、高溫?fù)Q熱器、低溫?fù)Q熱器、冷凝水回?zé)崞鳌⒗鋭┧鋮s器及發(fā)生器泵、吸收器泵、蒸發(fā)器泵和電氣控制系統(tǒng)等組成。制冷原理為:吸收器中的稀溶液,由發(fā)生器泵分兩路輸送至高溫?fù)Q熱器和低溫?fù)Q熱器,進(jìn)入高溫?fù)Q熱器的稀溶液被高壓發(fā)生器流出的高溫濃溶液加熱升溫后,進(jìn)入高壓發(fā)生器。而進(jìn)入低溫?fù)Q熱器的稀溶液,被從低壓發(fā)生器流出的濃溶液加熱升溫后,再經(jīng)凝水回?zé)崞骼^續(xù)升溫,然后進(jìn)入低壓發(fā)生器。
2)????? 進(jìn)入高壓發(fā)生器的稀溶液被工作蒸汽加熱,溶液沸騰,產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽,導(dǎo)入低壓發(fā)生器,加熱低壓發(fā)生器中的稀溶液后,經(jīng)節(jié)流進(jìn)入冷凝器,被冷卻凝結(jié)為冷劑水。
3)????? 進(jìn)入低壓發(fā)生器的稀溶液被高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽所加熱,產(chǎn)生低溫冷劑蒸汽直接進(jìn)入冷凝器,也被冷卻凝結(jié)為冷劑水。高、低壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑水匯合于冷凝器集水盤(pán)中,混合后導(dǎo)入蒸發(fā)器中。
4)????? 加熱高壓發(fā)生器中稀溶液的工作蒸汽的凝結(jié)不,經(jīng)凝水回?zé)崞鬟M(jìn)入凝水管路。而高壓發(fā)生器中的稀溶液因被加熱蒸發(fā)出了冷劑蒸汽,使?jié)舛壬叱蓾馊芤海纸?jīng)高溫?zé)峤粨Q器導(dǎo)入吸收器。低壓發(fā)生器中的稀溶液,被加熱升溫放出冷劑蒸汽也成為濃溶液,再經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器進(jìn)入吸收器。濃溶液與吸收器中原有溶液混合成中間濃度溶液,由吸收器泵吸取混合溶液,輸送至噴淋系統(tǒng),噴灑在吸收器管簇外表面,吸收來(lái)自蒸發(fā)器蒸發(fā)出來(lái)的冷劑蒸汽,再次變?yōu)橄∪芤哼M(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。吸收過(guò)程所產(chǎn)生的吸收熱被冷卻水帶到制冷系統(tǒng)外,完成溴化鋰溶液從稀溶液到濃溶液,再回到稀溶液循環(huán)過(guò)程。即熱壓縮循環(huán)過(guò)程。
5)????? 高、低壓發(fā)生器所產(chǎn)生的冷劑蒸汽,凝結(jié)在冷凝器管簇外表面上,被流經(jīng)管簇里面的冷卻水吸收凝結(jié)過(guò)程產(chǎn)生的凝結(jié)熱,帶到制冷系統(tǒng)外。凝結(jié)后的冷劑水匯集起來(lái)經(jīng)節(jié)流裝置,淋灑在蒸發(fā)器管簇外表面上,因蒸發(fā)器內(nèi)壓力低,部分冷劑水閃發(fā)吸收冷媒水的熱量,產(chǎn)生部分制冷效應(yīng)。尚未蒸發(fā)的大部分冷劑水,由蒸發(fā)器泵噴淋在蒸發(fā)器管簇外表面,吸收通過(guò)管簇內(nèi)流經(jīng)的冷媒水熱量,蒸發(fā)成冷劑蒸汽,進(jìn)入吸收器。
6)????? 冷媒水的熱量被吸收使水溫降低,從而達(dá)到制冷目的,完成制冷循環(huán)。吸收器中噴淋中間濃度混合溶液吸收制冷劑蒸汽,使蒸發(fā)器處于低壓狀態(tài),溶液吸收冷劑蒸汽后,靠縶壓縮系統(tǒng)再產(chǎn)生制冷劑蒸汽。保證了制冷過(guò)程的周而復(fù)始的循環(huán)。
4.????? 溴化鋰制冷機(jī)的分類
溴化鋰吸收式制冷機(jī)的分類方法很多:根據(jù)使用能源,可分為蒸汽型、熱水型、直燃型(燃油、燃汽)和太陽(yáng)能型;根據(jù)能源被利用的程度,可分為單效型和雙效型;根據(jù)各換熱器布置的情況,可分為單筒型、雙筒型、三筒型;根據(jù)應(yīng)用范圍,可分為冷水機(jī)型和冷溫水機(jī)型。目前更多的是將上述的分類加以綜合,如蒸汽單效型、蒸汽雙效型、直燃型冷溫水機(jī)組等。
五、溴化鋰制冷機(jī)的操作規(guī)程
1、開(kāi)機(jī)程序
1)、打開(kāi)系統(tǒng)的冷媒水和冷卻水閥門(mén),并啟動(dòng)冷媒水和冷卻水泵并檢查其流量是否達(dá)到機(jī)組運(yùn)行要求。
2)、啟動(dòng)發(fā)生器、吸收器泵,并調(diào)整高、低發(fā)液位。
3)、打開(kāi)疏水器凝水旁通閥,并緩緩加入蒸汽,使機(jī)組逐漸升溫,同時(shí)注意高發(fā)液位。
4)、蒸發(fā)器冷劑水位上升后啟動(dòng)蒸發(fā)器泵,并關(guān)閉疏水器旁通閥。
2、關(guān)機(jī)程序
1)、關(guān)閉蒸汽。
2)、機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行20分鐘后關(guān)閉溶液泵(使稀濃溶液充分混合,以防機(jī)組結(jié)晶)。
3)、停止冷卻水、冷媒水泵。
3、緊急停機(jī)
制冷機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,當(dāng)出現(xiàn)下列任何一種情形時(shí),應(yīng)立即關(guān)閉蒸汽閥門(mén)、旁通冷劑水至吸收器,打開(kāi)凝結(jié)水疏水器旁通閥,并盡量按正常步驟停機(jī)。
1)、冷卻水、冷媒水?dāng)嗨?br>
2)、發(fā)生器、蒸發(fā)器、吸收器泵中任何一臺(tái)不正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3)、斷電。
4、維護(hù)保養(yǎng)
1)、在正常運(yùn)行情況下,一星期抽真空一次,如發(fā)現(xiàn)空氣泄入機(jī)組應(yīng)及時(shí)抽除。
2)、冬季保養(yǎng)時(shí)最好充以20—30KPa的氮?dú)猓苑揽諝庑谷搿?br>
3)、及時(shí)清洗傳熱管表面污垢。
4)、更換老化的零部件,如隔膜片、視鏡墊片等。
以上方法并不是唯一的方法,在實(shí)際操作中還應(yīng)根據(jù)具體情況靈活處理。
六、溴化鋰制冷機(jī)氣密性檢查、試驗(yàn)
1.????? 溴化鋰吸收式制冷機(jī)是一種以熱源為動(dòng)力,通過(guò)發(fā)生、冷凝、蒸發(fā)、吸收等過(guò)程來(lái)制取0℃以上冷媒水的制冷設(shè)備,它利用溴化鋰二元溶液的特性及其熱力狀態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行循環(huán)。水是制冷劑,在真空狀態(tài)下蒸發(fā)的溫度較低。因此對(duì)機(jī)組的真空度要求很高。而機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中,系統(tǒng)內(nèi)的絕對(duì)壓力很低,與系統(tǒng)外的大氣壓力存在有較大的壓差,外界空氣仍有可能滲入系統(tǒng)內(nèi)。因此必須定期對(duì)機(jī)組進(jìn)行氣密性檢查和試驗(yàn)。
2.????? 關(guān)于對(duì)機(jī)組氣密性的孝核標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)在ZBJ006-89《吸收式冷水機(jī)組技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:“機(jī)組應(yīng)進(jìn)行真空檢漏,其絕對(duì)壓力小于65Pa(約0.5mmHg),持續(xù)24h絕對(duì)壓力上升在25Pa(約0.2mmHg)以內(nèi)為合格”。如果達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)重新檢漏。
3.????? 檢漏和試驗(yàn)是一項(xiàng)細(xì)致和技術(shù)要求高的工作。氣密性檢查的工作程序是:正壓找漏→補(bǔ)漏→正壓檢漏→負(fù)壓檢漏……直至機(jī)組氣密性達(dá)到合格為止。正壓檢漏就是向機(jī)組內(nèi)充以一定的壓力氣體,以檢查是否存在漏氣的部位。嚴(yán)格說(shuō),機(jī)組漏氣是絕對(duì)的,不漏氣是相對(duì)的。為了做到不漏檢,可把機(jī)組分為幾個(gè)檢漏單元進(jìn)行。凡漏氣部位必須采取補(bǔ)漏措施直至不漏為止。
4.????? 正壓檢漏和補(bǔ)漏合格后,并不意味著機(jī)組絕對(duì)不漏。同時(shí)要進(jìn)行負(fù)壓檢漏。高真空的負(fù)壓檢漏結(jié)果,才是判定機(jī)組氣密性程度的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
七、溴化鋰制冷機(jī)內(nèi)部的清洗
中央空調(diào)溴化鋰制冷機(jī)的清洗包括內(nèi)部清洗和系統(tǒng)清洗
1、溴化鋰制冷機(jī)內(nèi)部的清洗
對(duì)溴化鋰溶液循環(huán)系統(tǒng)的化學(xué)清洗,是在機(jī)組內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重,機(jī)組已不能正常工作時(shí),所采取的一種清洗,是使機(jī)組內(nèi)腔清潔的唯一手段,一般4-5年清洗一次。通過(guò)清洗,可將機(jī)組內(nèi)腔因腐蝕產(chǎn)生的銹蝕物徹底清除干凈,可改善內(nèi)腔的傳熱效果,提高噴淋效果,保證屏蔽泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn),且新灌注的溶液不受雜質(zhì)的影響,在最佳狀態(tài)發(fā)揮最佳的制冷力,通過(guò)對(duì)機(jī)組內(nèi)腔壁的預(yù)膜,使預(yù)膜劑在材質(zhì)表層發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成惰性的保護(hù)膜從而使機(jī)組腐蝕減少,使用壽命延長(zhǎng)。
2、溴化鋰制冷機(jī)冷卻水冷媒水系統(tǒng)的清洗
在長(zhǎng)期的循環(huán)過(guò)程中會(huì)在銅管、管道等內(nèi)壁形成一層堅(jiān)硬的污垢及銹質(zhì),有時(shí)甚至使管道產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象,嚴(yán)重影響熱質(zhì)間的熱量交換,導(dǎo)致機(jī)組制冷量大幅度下降。因此必須定時(shí)對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。該清洗包括機(jī)組冬季保養(yǎng)時(shí)的銅管清洗和水系統(tǒng)清洗。
八、溴化鋰溶液的再生處理
溴化鋰溶液是機(jī)組的“血液”,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行都會(huì)發(fā)生不同程度的變化。如:顏色由原來(lái)的淡黃色變?yōu)榘迭S、紅、白、黑等不正常顏色。溶液的濃度因腐蝕產(chǎn)物而降低,溶液的PH值變成強(qiáng)堿性或者偏酸性,溶液中的緩蝕劑失效,以及各種雜質(zhì)離子的增加,這都將導(dǎo)致機(jī)組的正常制冷能力不能充分發(fā)揮,以及機(jī)組本身的腐蝕加劇。這時(shí)須對(duì)該溴化鋰溶液進(jìn)行再生處理。溴化鋰溶液再生時(shí),針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況,在密封反應(yīng)器中添加各種試劑,在高溫及有壓力的情況下將雜質(zhì)除去,使溶液指標(biāo)達(dá)到符合化工部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2822—1996中所規(guī)定的范圍。溶液再生后,將會(huì)具有與新溶液同樣的制冷效果和緩蝕效果。這種再生辦法只能在溶液廠家里進(jìn)行。
溴化鋰溶液使用年限不長(zhǎng)的機(jī)組,平時(shí)可采用添加鉻酸鋰等防護(hù)劑。
九、溴化鋰制冷機(jī)的調(diào)試
溴化鋰制冷機(jī)新出廠或經(jīng)過(guò)檢修、溶液再生處理等工作以后,必須由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)機(jī)組進(jìn)行調(diào)試和重新調(diào)試,使至能達(dá)到最佳制冷效果。溴化鋰制冷機(jī)的調(diào)試可分為:
1、手動(dòng)開(kāi)機(jī)程序調(diào)試;2、溶液濃度的調(diào)整和工況的測(cè)試;3、調(diào)試和運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的一般問(wèn)題的分析及其處理;4、驗(yàn)收等幾個(gè)內(nèi)容進(jìn)行。
1、手動(dòng)開(kāi)機(jī)程序調(diào)試(見(jiàn)溴化鋰制冷機(jī)操作規(guī)程的開(kāi)機(jī)程序)
2、溶液濃度的調(diào)整和工況的測(cè)試應(yīng)利用濃縮(或稀釋)和調(diào)整溶液循環(huán)量的方法來(lái)控制進(jìn)入發(fā)生器的稀溶液的濃度和回到吸收器濃溶液的濃度。這可通過(guò)從蒸發(fā)器向外抽取冷劑水或向內(nèi)注入冷劑水,以調(diào)整灌注進(jìn)機(jī)組的原始溶液的濃度。冷劑水抽取量應(yīng)以低負(fù)荷工況能維持冷劑泵運(yùn)行,高工況時(shí)接近設(shè)計(jì)指標(biāo)為準(zhǔn)。工況的測(cè)試主要內(nèi)容為:吸收器和冷凝器進(jìn)出水溫度和流量;冷媒水進(jìn)出水溫度和流量;蒸汽進(jìn)口壓力、流量和溫度;冷劑水密度;冷劑系統(tǒng)各點(diǎn)溫度;發(fā)生器進(jìn)出口稀溶液、濃溶液以及吸收器的濃度。
3、調(diào)試和運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的一般問(wèn)題的分析及其處理(見(jiàn)溴化鋰制冷機(jī)故障處理)(電腦自動(dòng)控制原理介紹)(電腦自動(dòng)控制柜故障處理)。
4、電氣調(diào)試主要測(cè)試各泵的起動(dòng)停止是否正常,電流電壓是否正常(見(jiàn)手動(dòng)電氣原理接線圖)(自動(dòng)控制電氣原理)。
5、驗(yàn)收在工況測(cè)試時(shí)開(kāi)始,工況測(cè)試應(yīng)不少于三次;在工況測(cè)試過(guò)程中,不應(yīng)開(kāi)真空泵抽氣,以檢驗(yàn)氣密性;同時(shí)要測(cè)定真空泵的抽氣性能和電磁閥的靈敏度;屏蔽泵運(yùn)行電流正常,電機(jī)表面不燙手(溫度不得超過(guò)70℃),葉輪聲音正常;自控儀器使用正常,儀表準(zhǔn)確,開(kāi)關(guān)靈敏。如上述項(xiàng)目均符合要求,應(yīng)以測(cè)試的最高工況的制冷量為準(zhǔn),衡量其是否接近設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。一般允許誤差為標(biāo)準(zhǔn)的±5%視為合格??梢院灠l(fā)驗(yàn)收合格證書(shū)。
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發(fā)布于:2015-05-17 10:34:58