5-1煤粉的性质和煤的可磨性和磨损性解析
煤的磨损特性及磨损指数 ppt课件
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（2）叶片倾角和遮盖度等结构参数，以及总的
结构布置对各级叶片磨损有较大影响，如倾角增 加，各级叶片磨损量逐渐减小，在倾角30℃左右， 磨损量出现最低值；遮盖度增大，各级叶片磨损 量呈现近似线性减小的趋势，后两级减小迅速， 在遮盖度ψ=s/H=0.4时达到最小值。
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（3）从磨损位置来看，前两级叶片受颗粒磨损较 均匀，而后两级叶片不同部位差别很大，严重磨损 部位集中在叶片中前部。遮盖度对严重磨损部位有 较大影响。
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2 气固两相流的流动与磨损
2.1 管道内气固两相流的流动与磨损 靠近燃烧器处一次风管内的气固（空气与煤粉）两相流动中，
除了流速之外，煤粉浓度沿径向的分布规律，对管道的磨损也 有较大影响。 （1）铅垂直管内气固两相流动，颗粒浓度在截面上对称分布。 （2）水平圆管道，由于颗粒受到重力作用，在管道底部颗粒浓 度最大。
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（3）煤中的灰成分
SiO2和Al2O3是灰分特性中影响磨损的特别重要 的因素。 SiO2和Al2O3的比值越大，磨损越严重。 因此，常常将SiO2和Al2O3的比值作为一种判别准 则。
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（4）颗粒的直径
当颗粒很小时，冲刷磨损很小。随着颗粒直径的增大， 其质量随之增加，撞击动量也随着增大，磨损量也随之增 加。当颗粒直径达到某一临界值后，磨损量几乎不变，或 者变化十分缓慢。一般认为，在相同的颗粒浓度下，颗粒 直径越大，单位体积内颗粒数量就越少，虽然大颗粒冲击 壁面磨损能力较大，但冲击到壁面的总颗粒数降低，所以 材料的磨损量仍变化不大。
煤的磨损特性与磨损指数
张经武整理
2014.6.
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第4章—煤粉制备系统及设备
• 制粉风量对煤粉细度的影响：制粉风量增加，制粉系统出力增加，煤粉变粗。 • 人为因素也是造成煤粉粗的重要原因，煤粉细度对设备及运行的影响往往不能立即体
现出来，所以其重要性常常得不到重视，若采用人工检测煤粉细度很难保证及时按规 定取16样:29 、化验、调整。
0.097
0.104
0.066
0.088
0.061
0.074
0.053
0.061
0.041
0.053
0.041
0.043
0.036
0.038
0.025
• 经济煤粉细度
• 燃烧：煤粉愈细，着火愈迅速完全，q4损失越小；可减少过量空 气系数，q2小，锅炉效率越高；
• 制粉：磨煤电能消耗qN；金属消耗qM。 • 经济煤粉细度： min（q2＋q4＋qM＋qN）
煤粉的细度
• 煤粉的粗细程度用煤粉细度Rx表示。煤粉细度用一组由细金属丝编织的 方孔筛子进行筛分测定。所谓Rx指经筛分后残留在孔径为x（μm）的筛 子上的煤粉的质量占煤粉总质量的百分数，即：
a Rx a b 100%
R：dual
式中a、b分别表示留在筛子上和通过筛孔（孔径为x）的煤粉质 量。筛余量a越大，Rx越大，表明煤粉越粗。我国常用：R90、 R200 一般要求：贫煤R90≤15％，烟煤R90≤25％ ，褐煤R90≤40％
磨煤机型式
粗粉分离器型式 n值
国外数据
筒式钢球磨煤机 中速磨煤机 风扇磨煤机
离心式 回转式
离心式 回转式
惯性式 离心式 回转式
锅炉设备及运行教学课件：项目四 任务一 煤粉特性
Kkm
Eb Es
Eb — 磨制标准煤时消耗的能量； Ex — 磨制试验煤时消耗的能量。
煤的可磨性系数—标准煤样的选取：
标准煤取用极难磨制的无烟煤，标准煤的 可磨性系数Kkm=1。
K k↑m
Eb Es
↓
原煤可磨性系数值越大，意味着原煤煤质
越易于破碎磨制成煤粉。
我国各地的原煤其Kkm值一般在0.8至2.0之间。 通常认为Kkm 1.2为难磨的煤，Kkm 1.5为易 磨的煤。
2．煤的磨损性 煤在磨制成粉的过程中，对磨煤机金属碾 磨部件磨损的强弱程度，称为煤的磨损性， 其大小用煤的磨损性指数Ke来表示。
影响因素：
1）煤中硬质颗粒的性质和含量； 2）硬质矿物的形状、大小及存在形式。
二、煤粉特性及品质
1、煤粉的流动性 煤粉尺寸即煤
粉的直径，煤粉颗 粒大小0～500m，大
多数为20～50 m。
锅炉设备及运行
C O N TA N T S
可磨性和磨损性 煤粉特性
一、煤的可磨性和磨损性
1、煤的可磨性 不同的煤由于机械强度和脆性的不
同，磨制成煤粉的难易程度就不同，所消 耗的能量也不同，煤的这一性质称为可磨 性，用可磨性系数 Kkm 表示。
一、煤的可磨性和磨损性
煤的可磨性系数是指在自然风干和原煤实 验规定的破碎条件下，将单位质量标准燃 料和试验燃料由相同的粒度磨碎到相同的 细度时，所消耗的能量的比值。
煤粉越干燥越容易爆炸。煤粉水分与磨 煤机出口气粉混合物的温度有关。
燃料
页岩 褐煤 烟煤 贫煤 无烟煤
储仓式
直吹式
M ar 25% M ar 25% 非竖井磨
80℃
70℃
80℃
80℃ 80℃
煤的物理性质 煤的可磨性(煤化学课件)
煤的可磨性
1、可磨性的概念:指煤磨碎成粉的难易程度。 2、可磨性指数的测定方法 ①测定原理
根据破碎定律ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ立的，即研磨煤粉时所消耗 的功与煤所产生的新表面积成正比。 ②测定方法 采用哈特葛罗夫法 ( HGI )。
3、哈特葛罗夫法 测定要点： 将美国某矿区的烟煤作为标准煤，其可磨性指数定为100。 测定时，先将四个一组可磨性指数各不相同的标准煤样，在哈氏 可磨仪上研磨，该标准煤样在规定条件下，经过一定破碎功的研 磨，以标准煤的200目筛下物质量为纵坐标，相应的可磨性指数为 横坐标得一直线，此直线就是该哈氏可磨仪的校准图.
筛下物重 , g
15 12
9 6 3
20
40
60
80
可磨性标准曲线
100 120
可磨性指数
4、HGI计算
（1）被测煤样在哈氏可磨仪上研磨后，根据 200目筛下物的质量在校准图上即可查出相应的可磨 性指数，用HGI表示。HGI越大，表示煤的可磨性 越好，煤越容易被磨碎。
（2） 或： HGI = 13+6.93m HGI—煤样的哈氏可磨性指数 m—通过0.071mm筛孔的煤样质
5、可磨性与煤化程度的关系
在低煤化度阶段，随 煤化程度的增加，煤的可 磨性缓慢增加，在碳含量 为87%～90%时，可磨性 迅速增大，在碳含量为 90%左右达到最大值，此 后随煤化程度的进一步提 高而迅速下降。
煤炭各个指标之间的关系
煤炭各个指标之间得关系(神华煤炭化验设备)煤炭质量指标之间又有什么关系呢？煤得发热量、水分、灰分、挥发分、硫分、灰熔融性、Ｇ值、Y 值之间有什么关系呢?本文参考于:煤质检测分析新技术新方法与化验结果得审查计算实用手册,各项煤质指标间得相互关系,另外还有我神华煤炭化验设备公司专业技术人员提供得资料。
1。
煤得工业分析各指标间得关系煤得工业分析项目,就是了解与研究煤性质最基本指标,特别就是水分、挥发分等指标,都能表征煤得不同煤化程度,之间均有显著得相关关系。
此外,煤中矿物质得数量及其组分对煤得挥发分、发热量与真(视)相对密度等其她指标也都有显著影响。
(2)原煤、精煤间得灰分关系:一般,洗选后得精煤灰分要比原煤得低,但灰分得降低幅度因煤得可选性而异、某些灰分不太高得年轻褐煤,往往用氯化锌重液洗后,其精煤得灰分反而比原煤得高、这就是因为洗选过程中吸附造成得。
(3)挥发分、焦渣特征与水分得关系:挥发分高低反映了煤得变质程度。
焦渣特征在一定程度上反映了煤得粘结性与结焦性。
1)干燥无灰基挥发分与焦渣特征之间通常有下列关系:Ｖdaf≤l０％,焦渣特征为l~2号;Vdaf〈1３％,焦渣特征不超过4号;Ｖdａf>4０%得褐煤,焦渣特征为1～2号;Vdａf=l８%～33%得炼焦用烟煤,焦渣特征为5～8号、2)精煤干燥无灰基挥发分与原煤干燥无灰基挥发分之间,矿物质含量高得煤,其精煤干燥无灰基挥发分往往稍小于原煤得。
矿物质含量愈多,差值就愈大、但就是,粘结性上,总就是精煤高于原煤。
２。
硫含量与工业分析指标间得关系一般,硫分高低与其它工业分析指标没有直接关系,但就是,有机硫含量高得高硫煤,其发热量值常小于同一牌号得低硫煤。
因为有机硫高得煤,其结构单元聚六碳环上得部分C、H被S取代,而C与H得燃烧热值高、硫分与灰分间没有直接关系,但就是,如果高硫煤中就是以硫铁矿硫为主,则硫分高,其灰分产率也高;对于低硫煤,如果就是有机硫为主,则情况相反。
煤的特性
燃煤机组生产单位技术人员及运行人员需要知道的关于“煤”的性质1.煤粉的一般特性1）吸附性：煤粉是由不规则形状的微细颗粒组成的颗粒群，其尺寸一般小于300μm，其中100μm以下的颗粒占多数（尤其20～50μm的颗粒）。
与其它颗粒群不同的是，煤粉由于在制粉系统中被干燥，其水份一般为0.5～1.0W inh（内在水份）。
因此干燥的煤粉具有很强的空气吸附能力。
2）流动性：刚刚磨制出的煤粉是松散的，轻轻堆放时，自然倾斜角为25°～30°。
吸附了空气薄层的煤粉的自然堆积密度为700kg/m3。
堆放久了的煤粉，被压紧成块，流动性减少，其堆积密度可达到800～900kg/m3。
由于干燥的煤粉流动性好，它可以通过很小的间隙，因此制粉系统的严密性是设计和运行制粉系统都必须考虑的，煤粉的自流给锅炉运行中的调整和操作造成困难。
3）吸湿性：干燥的煤粉也有很强的从周围的环境中吸收水份的能力，称为吸湿性。
煤粉吸收水份后会影响其自身的导电性、自黏性，尤其是是流动性。
而流动性直接影响煤粉的正常气力输送。
4）磨蚀性：煤粉在管道中进行输送及在制粉系统内部流动时，在惯性力的作用下对管道及各种部件的金属表面进行冲撞和摩擦以致造成壁面的磨蚀，这就是煤粉的的磨蚀性。
在制粉系统中，分离器内筒、导向叶片，以及旋风分离器进口气流第一次拐弯处的筒壁、锥体部分磨损的情况特别严重。
其中对分离器锥体部分的磨损主要是由于大颗粒的煤粉冲击的结果，这些大颗粒从器壁上反弹而作跳跃运动，在很多情况下，大颗粒的煤粉未返回磨煤机而在分离器的锥体部分继续旋转，使锥体部分受到更为严重的磨损。
5）自黏性：自黏性是由于静电作用力、分子引力及毛细作用力所引起的，这是描述煤粉颗粒之间相互作用的力。
除此之外黏附性则描述煤粉颗粒与器壁表面的相互吸引的作用力。
6）自燃性：煤粉长期堆放在某一死区内，与空气中的氧气长期接触而氧化时，自身热分解释放出挥发分和热量，使温度升高，而温度升高又会加剧煤粉的氧化。
入炉煤粒度标准
入炉煤粒度标准入炉煤是一种重要的燃料，广泛用于工业和民用领域。
为了保证入炉煤的燃烧效率和热值，需要对其粒度进行一定的标准管控。
下面将介绍入炉煤粒度标准的相关参考内容。
1. 粒度范围：入炉煤的粒度范围是指煤粉或煤块的大小范围。
一般来说，粒度范围会根据具体应用需求来确定。
在火力发电厂中，常用的粒度范围为0.2-2mm。
而对于工业锅炉或炉窑等设备来说，入炉煤的粒度范围可能会有所不同。
2. 粒度分布：入炉煤的粒度分布是指在粒度范围内，不同粒径的煤粒的比例。
一般来说，入炉煤的粒度分布应该保持合理的均匀性，以确保燃烧时的稳定性和燃烧效率。
具体的粒度分布要根据使用设备和燃烧系统的工作要求来确定。
3. 粒度均匀性：入炉煤的粒度均匀性是指煤粒的粒径在整体上的均匀性。
粒度均匀性对于入炉煤的燃烧效率和热值具有重要影响。
如果入炉煤的粒度不均匀，会导致燃烧不充分和燃烧稳定性差的问题。
4. 煤粉湿度：入炉煤的湿度是指煤粉中含有的水分比例。
湿度对煤粉的燃烧性能具有重要影响。
通常情况下，入炉煤的湿度应控制在一定的范围内，以确保燃烧效率和热值的稳定性。
5. 煤粉可磨性：入炉煤的可磨性是指在特定磨煤机中，煤粉的磨细程度和磨细能力。
可磨性对入炉煤的磨煤系统运行和煤粉燃烧性能有重要影响。
一般来说，煤粉的可磨性越好，磨煤系统的能耗越低，煤粉的燃烧效果越好。
6. 煤粉灰分：入炉煤的灰分是指煤粉中含有的无机物质的比例。
灰分对燃烧过程和燃烧设备的磨损有重要影响。
一般来说，灰分含量越高，煤粉的燃烧性能越差，磨损越严重。
7. 煤粉硫分：入炉煤的硫分是指煤粉中含有的硫的比例。
硫分对入炉煤的燃烧性能和环境污染有重要影响。
硫分含量越高，煤粉的燃烧效果越差，烟气中的SO2排放量越高。
总结起来，入炉煤的粒度标准参考内容包括粒度范围、粒度分布、粒度均匀性、煤粉湿度、煤粉可磨性、煤粉灰分和煤粉硫分等指标。
这些指标对于入炉煤的热值、燃烧效率和环境污染等方面都具有重要影响，需要在实际应用中进行合理管控。
煤的磨损特性及磨损指数
煤
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3.2 制粉系统管道一次风速
按DL/T5145-2002《火力发电厂制粉系 统设计计算技术规定》推荐的制粉系统管道中的 介质流速。
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制粉系统管道中含粉气流流速
管道名称
推荐流速，m/s
一次风总管
15~25
贮仓式制粉系统干燥剂送粉的送粉管道
22~28①
贮仓式制粉系统热风送粉的送粉管道
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（3）煤中的灰成分 SiO2和Al2O3是灰分特性中影响磨损的特
别重要的因素。 SiO2和Al2O3的比值越大，磨损越 严重。因此，常常将SiO2和Al2O3的比值作为一种 判别准则。
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（4）颗粒的直径
当颗粒很小时，冲刷磨损很小。随着颗粒直 径的增大，其质量随之增加，撞击动量也随着增大，磨损 量也随之增加。当颗粒直径达到某一临界值后，磨损量几 乎不变，或者变化十分缓慢。一般认为，在相同的颗粒浓 度下，颗粒直径越大，单位体积内颗粒数量就越少，虽然 大颗粒冲击壁面磨损能力较大，但冲击到壁面的总颗粒数 降低，所以材料的磨损量仍变化不大。
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（2）叶片倾角和遮盖度等结构参数，以及总
的结构布置对各级叶片磨损有较大影响，如倾角 增加，各级叶片磨损量逐渐减小，在倾角30℃左 右，磨损量出现最低值；遮盖度增大，各级叶片 磨损量呈现近似线性减小的趋势，后两级减小迅 速，在遮盖度ψ=s/H=0.4时达到最小值。
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（3）从磨损位置来看，前两级叶片 受颗粒磨损较均匀，而后两级叶片不同部 位差别很大，严重磨损部位集中在叶片中 前部。遮盖度对严重磨损部位有较大影响。
（4）随气流速度增加，各级叶片的磨 损量急剧增加，磨损量与气流速度符合
E∝Vn（n＞3）的关系，而且各级叶片的n值
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§2 煤的可磨性和磨损性
一、煤的可磨性 二、煤的磨损性
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Principles of Boiler
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一、煤的可磨性—煤的可磨性系数
煤的可磨性用可磨性系数
Kkm
来表示
煤的可磨性系数是指将相同质量的标准煤与实验煤，从相同的初始粒 度破碎到相同的细度，所消耗的能量之比。即：
全苏热工研究所（BTH）
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一、煤的可磨性—煤的可磨性系数
哈氏可磨性系数 HGI的测定：
• 哈氏可磨性系数 HGI是这样测定的： • 取50g一定粒度的煤样，在一小型中速球磨机中磨制，
待球磨机主轴运转60r后，测定煤样中通过孔径为74 m 筛子的煤粉量，然后按下式进行计算，便可得到煤的哈 氏可磨性系数：
防自燃和防爆的措施： ⑴防自燃的措施
煤粉细度 Rx
煤粉的细度Rx（Dx） 用具有标准筛孔尺寸的筛子进行筛分测定。如筛
孔边长为
x
μ m，煤粉过筛后，漏下去的煤粉质量为b，留在筛子上的煤
粉质量为a，则煤粉细度可用筛子上的剩余率或通过率表示。即：
a Rx 100% ab
Rx 越小，则煤粉越细。
x ——标准筛筛孔直径， m ；
x ——标准筛筛孔直径
R200< R90， n为正值；
n
b
——煤粉均匀性指数 ——反映煤粉细度的系数；
当R90一定时，n值越大，则R200越小，说明煤粉中过粗的煤粉较少； 当R200一定时，n值越大，则R90越大，说明煤粉中过细的煤粉较少。 n值越大，煤粉中过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。 n取决于磨煤机和粗粉分离器的型式，一般取n = 0.8～1.2。
•
HGI=6.93G+13
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二、煤的磨损性—煤的磨损性指数
煤的磨损性用磨损性指数
Ke
来表示
煤的磨损性指数是指在一定条件下，实验煤每分钟对纯铁的磨损量 与相同条件下标准煤每分钟对纯铁的磨损量的比值。即：
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煤粉的一般性质
影响自燃和爆炸的因素：
煤 粉 的 一 般 性 质 ⑴煤的种类及煤粉的特性。
挥发分高，堆积温度高，水分太小，细度小就越易自燃和爆炸。
⑵气粉混合物的浓度。
浓度为1.2～2.0kg/m3时，火焰传播速度最快，易自燃和爆炸。
第五章 制粉系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
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煤粉的性质和品质 煤的可磨性和磨损性 磨煤机 制粉系统 制粉系统其他设备
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§1 煤粉的性质和品质
一、煤粉的一般特性：流动性和堆积密度小 二、煤粉的自燃性和爆炸性
三、煤粉细度 和均匀性 四、煤粉的水分
⑶气粉混合物的温度。
越高温度，就越易自燃和爆炸。
⑷气粉混合物中氧的浓度
氧浓度越高，就越易自燃和爆炸。来自⑸气粉混合物的输送速度
输送速度宜维持在17～35m/s范围内，不易自燃和爆炸。
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煤粉的一般性质
煤 粉 ①原煤仓、煤粉仓应布置疏通装置（如空气炮）； 的 ②停炉时应将原煤仓、煤粉仓清空； 一 ③按照合理顺序停用制粉设备； 般 ④加强监督巡视，发现自燃及时处理。 性 ⑵防爆的措施： 质 ①首先是防自燃；
※※
自燃性和爆炸性的危害※ ※
煤粉的自燃和爆炸常导致设备损坏，甚至 人员伤亡。故制粉系统需防爆。
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煤粉的一般性质
自燃和爆炸的原因：
自燃是煤粉堆积造成的。故应及时清空煤粉 仓和制粉设备的泄漏。
爆炸必须同时具备三个条件： ①可燃物浓度（积存的煤粉） ②足够的氧浓度， ③点火能量。
煤粉均匀性指数n
煤粉均匀性：是指该组煤粉中，最粗和最细的煤粉所占的比例都最小， 多数煤粉颗粒的尺寸居中，这样不但可降低因粗粉过多而产生的不完全燃 烧热损失，还可避免因细粉过多而导致的制粉电耗和制粉磨耗增加。
Rx 100e
-bx n
2 lg R200 n 2.88lg 2- lg R90
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煤粉的一般性质
煤 粉 的 一 般 性 质
•煤粉水分影响
①磨煤机出力
②煤粉的流动性、自燃性、爆炸性
③燃烧的经济性 水分高：流动性差，易堵，粉仓搭桥；影响着火和燃烧。 水分低：易自燃与爆炸。干燥耗能增加。
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Principles of Boiler
煤粉经济细度：在锅炉系统中，使机械未完全燃烧热损失q4、排烟热损失q2、 制粉电耗qn和制粉磨耗 qm之和为最小的煤粉细度称为经济细度。
zj R90 4 0.8nVdaf
式中
n ——煤粉颗粒分布的均匀性指数；
Vdaf
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——煤的干燥无灰基挥发分。
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煤粉的一般性质
自燃性和爆炸性：
煤 粉 的 一 般 性 质
※自燃：是指长期积存的煤粉受空气的氧化作
用，缓慢地释放出热量，若散热不良，煤粉温 度将逐渐上升至其燃点而自行燃烧的现象。 ※爆炸：是指煤粉与空气的混合物在一定条件 下，遇明火将发生爆燃，使系统压力急剧升高 并发出巨大的响声的现象。
Eb K km = Es
E b ——破碎标准煤所消耗的能量
Kkm＜1.2 为难磨煤
Es ——破碎实验煤所消耗的能量
Kkm ＞1.5
为易磨煤
哈氏可磨性指数 HGI（欧美国家常用）
HGI< 62 为难磨煤； HGI>86 为易磨煤
Kkm 与 HGI之间关系
Kkm 0.0034HGI 1.25 0.61