锅炉效率计算
工业锅炉热力计算
工业锅炉热力计算
工业锅炉是现代工业生产中广泛使用的一种热能装置，通过燃烧燃料将化学能转化为热能，然后利用热能将介质加热至一定温度或产生蒸汽，用于生产或供热。
工业锅炉的热力计算主要包括热效率计算、燃料消耗量计算和烟气排放计算。
热效率是衡量锅炉能量转化效果的重要指标，表示锅炉每单位燃料所转化的热能。
热效率计算可以根据以下公式得出：
η=100×（Q1-Q2）/Q1
其中，η表示热效率，Q1表示锅炉所有燃料的热值，Q2表示烟气中未利用的热量。
燃料消耗量的计算可以通过锅炉的额定蒸发量和热效率来计算。
额定蒸发量是指锅炉在规定工况下所产生的蒸汽量。
燃料消耗量的计算公式如下：
G=S/LHV
其中，G表示燃料消耗量，S表示蒸汽量，LHV表示燃料的低位发热值。
烟气排放计算是指通过对锅炉燃烧过程中产生的烟气中的各种气体成分进行分析，并计算其排放浓度和排放量的过程。
烟气排放计算需要考虑锅炉燃烧过程中产生的二氧化碳、一氧化碳、硫化物等气体，并结合锅炉燃烧空气量、燃料成分等因素进行计算。
工业锅炉热力计算的目的是为了评估锅炉的热力性能以及燃烧效率，为提高锅炉的能效和环境保护提供依据。
在实际工程应用中，可以根据锅
炉的具体参数和运行情况进行热力计算，并结合能源管理的要求，优化锅炉运行参数，降低能耗和环境污染。
总之，工业锅炉热力计算是对锅炉热力性能参数进行计算和分析，推导出锅炉热效率、燃料消耗量和烟气排放等指标的方法和过程。
通过热力计算，可以评估锅炉的能效和环保性能，并为优化锅炉运行提供依据。
低位发热量和高位发热量的锅炉效率换算公式
低位发热量和高位发热量的锅炉效率换算公式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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蒸汽锅炉的燃烧效率及其计算方法
蒸汽锅炉的燃烧效率及其计算方法蒸汽锅炉是许多工业领域常用的设备之一，它将水加热转化为蒸汽供各种机器使用。
锅炉燃烧系统的高效性对于能源消耗和环境保护具有重要意义。
本文将介绍蒸汽锅炉燃烧效率的概念及其计算方法。
一、燃烧效率的概念燃烧效率是指将燃料中蕴含的化学能转化为热能的能力。
燃烧效率越高，越少的燃料就能达到相同的热能产生量。
提高锅炉的燃烧效率，可以节约燃料成本并减少废气排放。
燃烧效率的计算方法为：燃烧效率（%）=实际热值÷理论热值×100%其中，实际热值是指由燃料产生的实际热量，理论热值是燃料完全燃烧所产生的理论热量。
二、常见的燃料蒸汽锅炉燃料种类繁多，但常见的主要是：1. 煤：在中国，煤是最基本的燃料之一，由于其价格低廉，使用范围广泛。
2. 燃气：燃气是一种在近年来越来越受欢迎的清洁能源，其燃烧效率高，对环境的污染小。
3. 油：油是一种高效的燃料，但其价格较高，使用范围相对较窄。
三、燃烧效率的影响因素影响蒸汽锅炉燃烧效率的因素有很多，包括但不限于以下几个方面：1. 预热空气：预热空气有助于提高热效率、减少排放的废气量，使燃料燃烧更加完全。
2. 控温：正确的温度控制可以确保燃料在正确的温度下燃烧，避免温度过高导致燃料的挥发，同时还可以提高锅炉的热效率。
3. 炉膛设计：合理的炉膛设计非常重要，可以改善燃烧环境，优化燃料的流动，提高燃烧效率。
4. 燃料品质：燃料的品质也会直接影响燃烧效率。
不同的燃料有着不同的热值和燃点，选择更高品质的燃料会更加经济有效。
四、如何提高燃烧效率提高蒸汽锅炉燃烧效率主要有以下几个方面：1. 确定正确的燃料和燃烧方式：选择合适的燃料和燃烧方式可以使得燃料燃尽，减少能源浪费。
2. 优化锅炉燃烧系统：通过对锅炉外部和燃烧室内部的维护和升级，可以使锅炉系统更加节能。
3. 着眼于机器的运行状态：定期检查机器的运行状态有助于及时发现和解决问题，保证燃烧效率的最大化。
热损失法锅炉热效率η计算
热损失法锅炉热效率η按下式计算η=[1-（Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）/Qr]*100=100-（q2+q3+q4+q5+q6）式中：Q2——每千克燃料的排烟损失热量，kJ/kg；Q3——每千克燃料的可燃气体未完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q4——每千克燃料的固体不完全燃烧损失热量，kJ/kg；Q5——每千克燃料的锅炉散热损失热量，kJ/kg；Q6——每千克燃料的灰渣物理显热损失热量，kJ/kg；Qr——每千克燃料低位发热量，kJ/kg；q2——排烟热损失，%q3——可燃气体未完全燃烧热损失，%q4——固体未完全燃烧热损失，%q5——锅炉散热热损失，%q6——灰渣物理显热损失，%1、排烟热损失排烟热损失是指末级热交换器后排出烟气带走的物理显热占输入热量的百分率。
q2=（Q2/ Qr）*100Q2= Q2gy+Q2H2O式中：Q2gy——干烟气带走的热量，kJ/kg；Q2H2O——烟气所含水蒸气的显热，kJ/kg；Q2gy=V gyCP. gy（θPy-tsf）Q2H2O=VH2OCP.H2O(θPy- tsf)式中：V gy ——每千克燃料燃烧生成的实际干烟气体积，m3/kg;VH2O ——每千克燃料燃烧产生的水蒸气及相应空气湿分带入的水蒸气体积, m3/kg; θPy——排烟温度,tsf ——送风温度，CP. gy ——干烟气从t0至θPy的平均定压比热，kJ/（kg•K）；cP.H2O——水蒸汽比t0至θPy的平均定压比热，kJ/（kg•K）；采用燃料的工业分析进行简化计算，可以按如下计算方法。
实际干烟气体积可以通过下式计算：V gy=（VO gy）C+（agy-1）（VO gk）C式中：（VO gy）C ——每千克燃料燃烧所需的理论干空气量，m3/kg；（VO gk）C ——每千克燃料燃烧产生的理论干烟气量，m3/kg；agy ——空气预热器出口的过剩空气系数。
理论干空气量及理论干烟气量用下式计算：（VO gk）C =K2* Qr/1000（VO gy）C = K1*（VO gk）CK1、K2可根据燃烧的种类及燃料无灰干燥基挥发份的数值在下表中选取。
燃煤锅炉热效率效率计算
燃煤锅炉热效率效率计算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：燃煤锅炉的热效率热效率计算根据《关于发展热电联产的规定》(计基础〔2000〕1268号)文件，热效率=（供热量+供电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值）×100%，供热量就是热力产品（热水、蒸汽）根据供热流量、压力、温度的参数进行焓值计算后得出的焦耳热值当量年度产量，加上年发电量换算成焦耳热值当量（kWh乘以3600），二者的和就是热电厂年产品总量（电+热）。
分母是热电厂的燃料消耗，如果是燃煤电厂，就用所耗煤种的低位热值（可以查到）*年耗煤吨量；如果是燃气电厂，就用天然气的热值*年耗气量。
电厂出口的总产品热值比上输入的各种一次能源消耗热值，就是热效率。
如何求解热效率当前，能源日逐紧张。
如何节能，如何提高能源的利用效率已是摆在人们面前的一个突出而现实的问题。
热效率的计算也成为中考热点问题。
如何求解热效率，下面通过一些典例进行分析归纳。
一、燃具的效率例1、小明学习了热学的有关知识后，他想估算一下自己家煤炉的效率是多少。
于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成了烧水的时间，相当于每天将30Kg20℃的水烧开。
小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0．５Kg算，他家每天实际用煤2Kg．普通煤的热值为３×１０７J/Kg,则他家煤炉的效率是多少？［分析与解］：煤炉烧水，化学能转化为内能，水吸收的热量是有用能量，完全燃烧煤所放出的热量是总的能量。
煤炉的效率可用η=Q有用／Q总×１００％＝cmΔt/m'q×１００％计算。
Q有用=cmΔt=4.2×103×30×(100-20)J=1.008×107JQ总＝mq＝2×3×107J＝6×107Jη＝Q有用/Q总×１００％＝1.008×107J／6×107J＝16.8％二热机的效率例2、小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少。
蒸汽锅炉热效率标准
蒸汽锅炉热效率标准摘要：一、蒸汽锅炉热效率的定义与意义二、蒸汽锅炉热效率的计算方法三、影响蒸汽锅炉热效率的因素四、蒸汽锅炉热效率的标准与等级五、提高蒸汽锅炉热效率的措施正文：一、蒸汽锅炉热效率的定义与意义蒸汽锅炉热效率是指锅炉在单位时间内有效利用热量与锅炉输入热量之间的比值，是衡量锅炉能源利用效率的重要指标。
热效率越高，说明锅炉能源利用率越高，节能效果越好。
对于蒸汽锅炉用户而言，热效率是影响锅炉运行成本的关键因素，因此具有重要的实用价值。
二、蒸汽锅炉热效率的计算方法蒸汽锅炉热效率的计算方法主要有两种：正平衡法和反平衡法。
正平衡法是根据锅炉产生的热量、烟气热量和给水热量之间的关系来计算热效率。
反平衡法则是通过测量锅炉输入热量和输出热量来计算热效率。
这两种方法在计算过程中需要的数据和步骤有所不同，但都能较为准确地反映锅炉的热效率。
三、影响蒸汽锅炉热效率的因素影响蒸汽锅炉热效率的因素有很多，主要包括以下几个方面：1.燃料类型：不同的燃料在燃烧过程中产生的热量和烟气热量不同，因此会影响锅炉的热效率。
例如，烟煤和天然气在燃烧时产生的热量和烟气热量就有很大差别。
2.锅炉结构：锅炉的结构设计直接影响到热量的传递和利用效率。
例如，层状燃烧锅炉和一体化冷凝锅炉在结构上就有很大差别，从而导致它们的热效率也不同。
3.燃烧技术：燃烧技术的好坏直接影响到燃料的燃烧程度和烟气热量的产生。
先进的燃烧技术可以提高燃料的利用率，从而提高锅炉的热效率。
4.运行管理：锅炉的运行管理对热效率也有很大影响。
合理的运行管理可以确保锅炉在高效率状态下运行，从而提高热效率。
四、蒸汽锅炉热效率的标准与等级根据我国相关标准，蒸汽锅炉的热效率分为两个等级。
其中，一级能效的热效率应达到85% 以上，二级能效的热效率应达到92% 以上。
对于用户而言，在选购锅炉时，应选择达到或超过标准的锅炉，以确保能源利用效率和节能效果。
五、提高蒸汽锅炉热效率的措施要提高蒸汽锅炉的热效率，可以从以下几个方面入手：1.选择高效燃料和燃烧技术：高效燃料和燃烧技术可以提高燃料的利用率，从而提高锅炉的热效率。
锅炉热效率的具体计算公式
锅炉热效率的具体计算公式锅炉的热效率受到多种热损失的影响,但比较而言,以机械不完全燃烧损失q4受锅炉燃烧状况影响最为复杂,飞灰含碳量受锅炉煤种和运行参数影响很大,相互关系很难以常规的计算公式表达,因此采用了人工神经网络对锅炉的飞灰含碳量特性进行了建模,并利用实炉测试试验数据对模型进行了校验,结果表明,人工神经网络能很好反映大型电厂锅炉各运行参数与飞灰含碳量特性之间的关系;采用锅炉负荷、省煤器出口氧量、各二次风挡板开度、燃尽风挡板开度、燃料风挡板开度、煤种特性,各磨煤机给煤量、炉膛与风箱差压、一次风总风压、燃烧器摆角作为神经网络的输入矢量,飞灰含碳量作为神经网络的输出,利用3层BP网络建模是比较合适的;目前锅炉运行往往根据试验调试人员针对锅炉的常用煤种进行燃烧调整,以获得最佳的各种锅炉运行参数供运行人员参考,从而实现锅炉的最大热效率;但这种方法会带来如下问题：①由于锅炉燃煤的多变性,针对某一煤种进行调整试验获得的最佳操作工况可能与目前燃用煤种的所需的最佳工况偏离；②由于调试试验进行的工况有限,试验获得的最佳工况可能并非全局最优值,即可能存在比试验最佳值更好的运行工况;本文在对某300MW四角切圆燃烧锅炉进行实炉工况测试并利用人工神经网络技术实现飞灰含碳量与煤种和运行参数关系的建模工作基础上,结合遗传算法这一全局寻优技术,对锅炉热效率最优化运行技术进行了研究,并在现场得到应用;2 遗传算法和神经网络结合的锅炉热效率寻优算法利用一个21个输入节点,1个输出节点,24个隐节点的BP网络来模拟锅炉飞灰含碳量与锅炉运行参数和燃用煤种之间的关系,获得了良好的效果,并证明了采用人工神经网络对锅炉这种黑箱对象建模的有效性1;人工神经网络的输入采用锅炉负荷、省煤器出口氧量、各二次风挡板开度、燃尽风挡板开度、燃料风挡板开度、各磨煤机给煤量、炉膛与风箱差压、一次风总风压、燃烧器摆角和煤种特性,除煤种特性这一不可调节因素外,基本上包括了运行人员可以通过DCS进行调整的所有影响锅炉燃烧的所有参数;遗传算法是受生物进化学说和遗传学说启发而发展起来的基于适者生存思想的一种较通用的问题求解方法2,3,作为一种随机优化技术在解优化难题中显示了优于传统优化算法的性能;遗传算法目前在优化领域得到了广泛的应用,显示了其在优化方面的巨大能力3;遗传算法的一个显著优势是不需要目标函数明确的数学方程和导数表达式,同时又是一种全局寻优算法,不会象某些传统算法易于陷入局部最优解;遗传算法寻优的效率较高,搜索速度快;根据锅炉的反平衡计算公式,锅炉热效率η可由下式求得：η=100-q2+q3+q4+q5+q6% 1式中q2为排烟热损失,q3为可燃气体不完全燃烧热损失,q4为固体不完全燃烧损失,q5为锅炉散热损失,q6为其他热损失;根据遗传算法的要求,确定锅炉热效率η为遗传算法的目标函数,用式1计算;对该300MW锅炉,利用DCS与厂内MIS网的接口按每6s下载各运行参数,包括排烟氧量、排烟温度、锅炉负荷、各二次风挡板开度、燃尽风挡板开度、燃料风挡板开度、各磨煤机给煤量、炉膛与风箱差压、一次风总风压、燃烧器摆角等;锅炉飞灰含碳量可由飞灰含碳量监测仪在线监测或人工取样分析,燃用煤种由人工输入;这样锅炉的各项损失即可在线获得,并进而计算出各运行工况下的锅炉实时热效率;将排烟氧量和煤种特性等影响锅炉排烟热损失q2的参数按热效率计算,标准化为计算公式代入式1,而影响q4的各参数采用人工神经网络模型代入式1,其中炉渣含碳量对热效率影响由人工测试后输入;具体计算公式可参见锅炉热效率计算标准;由以上步骤建立了锅炉热效率和锅炉各运行参数及煤种的函数关系,即锅炉热效率作为因变量,而锅炉的各操作参数和煤质特性作为自变量,这样就可以利用遗传算法进行寻优计算,获得最佳的锅炉运行条件,实现锅炉热效率的最大化;火电厂锅炉运行中,为考虑到习惯运行方式和各种安全因素的影响,对各种可调因素的选择区域都有一定的范围限制,寻优范围必须控制在这些范围以内,这些限制构成了自变量的定义域;至此,完成了锅炉热效率最优化燃烧的结合神经网络的遗传算法优化过程,具体程序流程见图1;3 燃煤锅炉热效率的优化效果在电厂锅炉运行中,运行人员调节最为频繁的参数主要是各种配风方式,包括各二次风、燃尽风、由送引风机配合所确定的氧量等,其余影响锅炉燃烧的因素,如负荷和煤种,对于运行人员而言在某一工况下是不可调节因素,燃烧器的摆角出于汽温调节的需要,往往也不会对其调整以实现低的飞灰含碳量;作为示例,我们对影响燃烧的部分参数的寻优过程进行了模拟和验证;某个实际运行工况如表1所示,除煤种特性为事先取样分析人工输入外,其余参数均由集散控制系统DCS下载;考虑对锅炉的排烟氧量和各二次风门开度及燃尽风门开度进行寻优,其余参数维持该工况,利用软件寻优,遗传算法选择的参数种群规模为50,交换概率为0.8,突变概率为0.15,迭代次数500次,可调参数7个,计算获得优化后的各风门开度、氧量及锅炉效率和飞灰含碳量值,优化后的各值如表2所示;图2示出了不同迭代次数下的遗传算法计算得到的飞灰含碳量值和锅炉热效率,图中曲线1表示锅炉效率,曲线2表示省煤器后氧量,曲线3表示飞灰含碳量,可见遗传算法的收敛速度很快;对图2的寻优过程进行分析,发现飞灰含碳量曲线具有震荡,这是因为氧量同时影响到排烟热损失和飞灰含碳量,优化过程初期氧量较高,飞灰含碳量相应可以搜索到较低值,但由于排烟热损失比机械不完全燃烧损失数值更大,迫使优化过程向氧量较低的方向寻优,而氧量较低又导致飞灰含碳量有所增加,这种相互反作用的机理使飞灰含碳量曲线呈现震荡性,这种震荡性也是由遗传算法的寻优本质所决定的;图3对采用不同的遗传算法计算参数进行了比较,其中曲线1采用了交换概率为0.8,突变概率为0.15的计算参数；曲线2采用了交换概率为0.8,突变概率为0.3的计算参数；曲线3采用了交换概率为0.2,突变概率为0.1的计算参数;计算表明这几种参数下寻优过程均能成功收敛,但以曲线3为最佳,说明交换概率和突变概率的选取存在最佳值;增加迭代次数和种群规模,最终结果基本无变化,证明目前的迭代次数和种群规模已基本满足要求;由于遗传算法可以对多个自变量同时进行寻优,如果有需要,可以对任何需要的参数进行寻优,甚至对所有影响因素进行寻优,在软件编程上实现也很方便,这为遗传算法在锅炉优化运行中的应用提供了便利;对锅炉在中等负荷下的热效率优化过程也进行了试验,表3示出了某种中等负荷条件下锅炉实际运行工况;表4为中等负荷下遗传计算获得的优化结果;现场验证表明,按优化结果推荐的配风方式进行调节,工况调节后由DCS下载数据计算得到的锅炉效率与优化算法预测的锅炉效率基本相当;多个试验结果表明高负荷下的飞灰含碳量的预测和实测基本相当,而中等负荷下的飞灰含碳量预测略有偏低,这可能与神经网络建模时中等负荷下的样本数量偏少有一定关系;但由于本文研究的锅炉燃烧状况较好,燃料的灰分低而且挥发分和热值均较高,所以飞灰含碳量都较低,机械不完全燃烧损失也较小,对锅炉热效率的影响也较小;因此各工况下预报的锅炉热效率值与实测误差很小,一般在0.2％以内;针对现场实炉测试样本数据难以大量获得的问题,可采用DCS数据采集方法解决,获得稳定工况下的输入输出参数保存,利用这些样本来训练神经网络,这样既可获得大量的样本数据,而且样本数据可不断更新,从而使神经网络模型能代表锅炉的最新特性;对于燃用燃尽性能差和高灰分煤的锅炉,机械不完全燃烧损失占到锅炉效率损失的很大部分,由于排烟热损失的优化比较简单,而本文主要针对机械不完全燃烧损失进行优化,因此对于燃用劣质煤锅炉采取此优化方法具有更好的应用前景,能够确定锅炉最佳氧量和各风门开度;对锅炉热效率优化另一种方法也进行了研究,即将锅炉热效率与煤种特性、运行参数之间的关系直接采用人工神经网络建模,然后利用遗传算法优化,结果表明这种方法的效果远不如本文的方法;其原因经分析为,人工神经网络方法进行建模时存在一定的误差,由于热效率的绝对值较大对锅炉热效率直接建模,导致误差过大淹没了方案的可行性;4 结论本文在对大型燃煤电厂锅炉进行实炉多工况热态试验和采用人工神经网络进行锅炉飞灰含碳量特性建模的基础上,利用遗传算法对大型电厂锅炉提高热效率的优化运行方法进行了研究并经现场应用,表明采用人工神经网络和遗传算法进行锅炉燃烧优化是可行的;。
锅炉热效率设计计算(完整版)
CCO2,b kJ/(m3·K) 1.7235
保证条件下的O2平均定压比热
CO2,b kJ/(m3·K) 1.3217
保证条件下的N2平均定压比热
CN2,b kJ/(m3·K) 1.2971
保证条件下的CO平均定压比热 保证条件下的按实际烧掉碳含量计算的燃 料特性系数
保证条件下的排烟RO2含量
保证条件下的排烟N2含量
排烟一氧化碳含量 排烟氧量 空气相对湿度 就地大气压 三、设计数据
Dgq
t/h
t0
℃
θpy
℃
tky′
℃
θky′
℃
θsm′
℃
θsm″
℃
tgs
℃
COpy
ppm
O2,py
％
φ
％
Pact
kPa
798.00 26.60 127.73 27.60 339.90 390.00 339.90 263.90 0.00 5.65
Ccjh,sm q6 qtotal η
kJ/(m3·K) ％ ％ ％
1.112 0.275 10.369 89.631
θpy,hjxz
℃
123.26
θpy,b
℃
125.39
Ccjh,ky,b kJ/(m3·K) 0.7729
Cfh,b q6,b的CO2平均定压比热
0.000 0.42 0.536 6.57
省煤器沉降灰比热
Ccjh,sm kJ/(m3·K) 0.8806
空预器沉降灰比热
Ccjh,ky kJ/(m3·K) 0.7741
设计 设计 设计 设计 设计
计算 计算 计算 计算 计算
计算
计算
计算
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单位时间内锅炉有效利用热量占锅炉输入热量的百分比，或相应于每千克燃料(固体和液体燃料)，或每标准立方米(气体燃料)所对应的输入热量中有效利用热量所占百分比为锅炉热效率，是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理水平。
锅炉的热效率的测定和计算通常有以下两种方法：
1．正平衡法
用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。
正平衡热效率的计算公式可用下式表示：
热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量*100％
＝锅炉蒸发量*（蒸汽焓－给水焓）/燃料消耗量*燃料低位发热量
*100％
式中锅炉蒸发量——实际测定，kg/h；
蒸汽焓——由表焓熵图查得，kJ／kg；
给水焓——由焓熵图查得，kJ／kg；
燃料消耗量——实际测出，kg/h；
燃料低位发热量——实际测出，kJ／kg。
上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于小型蒸汽锅炉热效率的粗略计算。
从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而不能得出各项热损失。
因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。
2．反平衡法
通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又叫间接测量法。
此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因素，提出提高热效率的途径。
反平衡热效率可用下列公式计算。
热效率＝100％－各项热损失的百分比之和＝100％－q2－q3－ q4－ q5－q6式中 q2——排烟热损失，％； q3——气体未完全燃烧热损失，％； q4——固体未完全燃烧热损失，％； q5——散热损失，％； q6——灰渣物理热损失，％。
大多时候采用反平衡计算，找出影响热效率的主因，予以解决。
2。