高爐煤氣流量計
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測量煤氣流量的最佳流量計是我公司生產的AK-LUGB型智能渦街式流量計，因為這款渦街（氨氣）流量計，具有溫度壓力補償功能，之所以測量氨氣要用帶有補償型的流量計是因為在不同地區(qū)不同工況條件下，可以精確計量氨氣的標況流量，和工況流量。
這款流量計可以一體式現(xiàn)場液晶顯示 ，可以顯示瞬時流量，累計流量，輸出脈沖信號或者4-20ma。
一、高爐煤氣流量計的原理：
煤氣流量計是由設計在流場中的旋渦發(fā)作體、檢測探頭及相應的電子線路等構成。當流體流經旋渦發(fā)作體時，它的兩邊就形成了替換改變的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門渦街。斯特羅哈爾在卡門渦街理論的基礎上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關系式：
f = St × V/d 
式中：f 渦街發(fā)作頻率 (Hz)
V旋渦發(fā)作體兩邊的平均流速(m/s )
St 斯特羅哈爾系數(shù)（常數(shù)）
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負壓力，該壓力作用在檢測探頭上，便產生一系列交變電信號，經過前置放大器轉換、整形、放大處理后，輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號或標準信號。
耐腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護；機電一體化，日常的計量過程不需人工值守；在工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下游直管段可較孔板和渦街流量計大大縮短；測量準確度能夠滿足目前的貿易計量要求(≤1.5%)；表體中同時集成溫壓補償補償功能，可測量流體的標準體積流量或標準質量流量。采用全智能化、數(shù)字化電路設計，可自動補償被測流體密度或標況體積計算。采用鋰電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。
二、高爐煤氣流量計選型參數(shù) ：
可選擇口 徑：DN15～DN3000mm
工作的公稱壓力：0.6～42MPa
正常的工況溫度：-180～+500℃
精 度：±1.5%，鋰電池供電3.6V
輸出信號：4～20mA二線制；脈沖0～1000HZ；
氨氣流量計防護等級：IP65 IP67
執(zhí)行標準：企標Q/BET05-06
煤氣流量計表頭顯示：累積流量；瞬時流量；工況溫度；工況壓力（溫壓補償式才有）；棒狀滿量程百分比；故障自檢
公稱通徑：卡裝式：DN10～DN300； 插入式：DN350～DN1000； 法蘭式：DN10～DN300。
三、高爐煤氣流量計結構：
四、高爐煤氣流量計概述：
高爐煤氣流量計采用卡門渦街原理制造，具有測量精度高、量程寬、功耗低、安裝方便、操作簡單、壓力損失小等優(yōu)點，可測量工況體積流量或標準體積流量（一體化智能溫度、壓力補償），根據用戶需要，可附帶脈沖或4～20mADC電流輸出功能。是目前比較理想的氮氣計量儀表。
五、高爐煤氣流量計工作原理
在流體管道中，垂直插入—個柱形阻擋物，在其后部（相對于流體流向）兩側就會交替地產生旋渦。隨著流體向下游流動形成旋渦列，我們稱之為卡門渦街。我們把產生旋渦的柱形阻擋物定義為旋渦發(fā)生體在一定條件下旋渦的分離頻率與流體的流速成線性關系。因而，只要檢測出旋渦分離的頻率，即可計算出管道內流體的流速或流量。
六、高爐煤氣流量計測量范圍
耐腐型通徑AK（mm） | 普通型通徑DN（mm） | 流 量 范 圍 | 最大壓力損失 |
空氣m/h 20℃0.101325 MPa | 水L/h 20℃ | 空氣（kPa） | 水（kPa） |
15 | 15 | 0.07～0.7 | 2.5～25 | 7.1 | 6.5 |
0.11～1.1 | 4.0～40 | 7.2 | 6.5 |
0.18～1.8 | 6.0～60 | 7.3 | 6.6 |
0.28～2.8 | 10～100 | 7.5 | 6.6 |
0.40～4.0 | 16～160 | 8.0 | 6.8 |
0.70～7.0 | 25～250 | 10.8 | 7.2 |
1.00～10 | 40～400 | 10 | 8.6 |
25 | 1.60～16 | 60～600 | 14 | 11.1 |
25 | 3.00～30 | 100～1000 | 7.7 | 7 |
4.50～45 | 160～1600 | 8.8 | 8 |
7.00～70 | 250～2500 | 12 | 10.8 |
50 | 11～110 | 400～4000 | 19 | 15.8 |
50 | 18～180 | 600～6000 | 8.6 | 8.1 |
25～250 | 1000～10000 | 10.4 | 11 |
80 | 40～400 | 1600～16000 | 15.6 | 17 |
80 | 75～750 | 2500～25000 |
| 8.1 |
100 | 100～1000 | 4000～40000 |
| 9.5 |
100 | 150～1500 | 6000～60000 |
| 10 |
150 | 125 |
| 8000～80000 |
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200 |
| 100000～1000000 |
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250 | 150 |
| 15000～150000 |
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七、高爐煤氣流量計產品選型
代號 | 通徑 | 流量范圍㎡/h |
AK-LUGB-25 | DN25 | 1~10液體 | 25~60（氣體） | 蒸汽流量請查看說明書，DN300以上推薦使用插入式渦街流量計 |
AK-LUGU-32 | DN32 | 1.5~18液體 | 15~150（氣體） |
AK-LUGU-40 | DN40 | 2.2~27液體 | 22.6~150（氣體） |
AK-LUGB-50 | DN50 | 4~55液體 | 35~350（氣體） |
AK-LUGU80 | DN80 | 9~135液體 | 90~900（氣體） |
AK-LUGB-100 | DN100 | 14~200液體 | 140~1400（氣體） |
AK-LUGB-150 | DN150 | 32~480液體 | 300~3000（氣體） |
AK-LUGB-200 | DN200 | 56~800液體 | 550~5500（氣體） |
| 代號 | 功能1 |
N | 無溫壓補償 |
Y | 有溫壓補償 |
| 代號 | 輸出型號 |
F1 | 4-20mA輸出（二線制） |
F2 | 4-20mA輸出（三線制） |
F3 | RS485通訊接口 |
| 代號 | 被測介質 |
J1 | 液體 |
J2 | 氣體 |
J3 | 蒸汽 |
| 代號 | 連接方式 |
L1 | 法蘭卡裝式 |
L2 | 法蘭連接式 |
| 代號 | 功能2 |
E1 | 1.0級 |
E2 | 1.5級 |
T1 | 常溫 |
T2 | 高溫 |
T3 | 蒸汽 |
P1 | 1.6MPa |
P2 | 2.5MPa |
P3 | 4.0MPa |
D1 | 內部3.6V供電 |
D2 | DC24V供電 |
B1 | 不銹鋼 |
B2 | 碳鋼 |
八、高爐煤氣流量計如何正確選擇安裝點
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| 正確地選擇安裝點和正確安裝傳感器都是非常重要的環(huán)節(jié)，若在安裝環(huán)節(jié)失誤輕者影響測量精度，重者會影響傳感器的使用壽命，甚至損壞傳感器?？紤]到安裝與拆卸的方便，可在流量計后加裝管道伸縮節(jié); |
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| 對直管段的要求 |
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| 傳感器對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響測量精度。
若傳感器安裝點的上游有>15°漸縮管，傳感器上游應有不小于15D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。陳林渦街流量計#渦街流量計價格#渦街流量計價格陳林推薦 |
| 若傳感器安裝點的上游有>15°漸擴管，傳感器上游應有不小于18D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。 |
| 若傳感器安裝點的上游有90°彎并沒有或T形接頭，傳感器上游應有不小于20D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。 |
| 若傳感器安裝點的上游在同一平面上有二個90°彎頭，傳感器上游應有不小于25D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。 |
| 若傳感陳林渦街流量計#渦街流量計價格#渦街流量計價格陳林推薦器安裝點的上游在不同平面上有二個90°彎頭，傳感器上游應有不小于40D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。 |
| 流量調節(jié)閥或壓力調節(jié)閥盡量安裝在傳感器的下游5D以遠處，若必須安裝在傳感器的上游，傳感器上游應有不小于50D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。 |
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| 特點注意：
·傳感器安裝點的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關閥門，對傳感器的使用壽命影響極大，非常容易對傳感器造成永久性損壞。
·傳感器晝避免在架空的非常長的管道上安裝傳感器，這樣時間一長后，由于傳感器的下垂非常容易造成傳感器與法蘭間的密封泄漏，若不得已要安裝時，必須在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置。 |
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| 對配管的要求 |
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| 傳感器對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響測量精度。
傳感器安裝點的上下游配管的內徑應與傳感器內徑相同，其應滿足下式的要求。 |
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| 0.98DN≤D≤1.05DN |
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| 式中： | DN-----傳感器通徑
D------配管內徑 |
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| 配管應與傳感器同心，同軸念頭應不大于0.05DN。
傳感器與法蘭的密封墊不能凸入管道內，其內徑可比傳感器內徑略大。 |
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| 對旁通管的要求陳林渦街流量計#渦街流量計價格#渦街流量計價格陳林推薦 |
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| 為方便檢修傳感器，最好為傳感器安裝旁通管。另外，在需清洗的管道上或所安裝傳感器的管道內的流體不能為檢修傳感器而停供的情況下，必須安裝在旁通管，并且保證前后直管段 |
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| 對管道振動的要求 |
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| 傳感器盡量避免安裝在振動較強的管道上，若不得已要安裝時，必須采用減振措施，在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置，并加防振墊。
特別注意：在空壓機出口處振動較強，不能安裝傳感器，應安裝在儲氣罐之后。 |
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| 對外部環(huán)境的要求 | |
| 1．傳感器避免安裝在溫度變化很大的場所和受到設備的熱輻射，若必須安裝時，須有隔熱通風的措施。
2．傳感器避免安裝在含有腐蝕性氣體的環(huán)境中，若必須安裝時，須有通風措施。
3．傳感器最好安裝在室內，必須安裝在室外時，須有防潮和防曬的措施，注意水是否會順著電纜線流入放大
器盒內。
4．安裝傳感器的周圍須有充裕的空間，應有照明燈和電源插座，以便安裝接線和定維護。
5．傳感器的接線位置要遠離電噪聲，如大功率變壓器、電機機和電源等。
6．傳感器安裝點附近不能有無線電收發(fā)機存在，否則高頻噪聲會干擾傳感器的正常使用。 |
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| 渦街流量計#渦街流量計直接供應商#渦街流量計廠商感器在水平管道上的安裝
在水平管道上安裝是流量傳感器最常用的安裝方式。
測量氣體流量時，若被測氣體中含有少量的液體，傳感器應安裝在管線的較高處 | | 測量液體流量時，若被測液體中含有少量的氣體，傳感器應安裝在管線的較低處。 | | 傳感器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時，傳感器可以安裝在垂直管道上，流向不限。若被測氣體中含有少量的液體，氣體流向應由下向上。
測量液體流量時，液體流向應由下向上，這樣就不會將液體重量額外附加在探頭上。 |
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| 渦街流量計#渦街流量計直接供應商#渦街流量計廠商傳感器在水平管道的側裝
無論測量何種流體，傳感器可以在水平管道上側裝。特別是測量過熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體，若條件允許最好采用側裝，這樣流體的溫度對放大器的影響較小。 |
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| 傳感器在水平管道的倒裝陳林渦街流量計#渦街流量計價格#渦街流量計價格陳林推薦
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽?？捎糜跍y量飽和蒸汽，適用于測量高溫液體或需經常清洗管道的情況。 |
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| 本儀表采用法蘭夾裝式（又叫對夾式，夾持式），擰緊長螺栓用兩片法蘭夾住傳感器，法蘭凹部套傳感器，法蘭凸部套用戶管，安裝步驟如下：
1.先計算好安裝尺寸；
2.將與要安裝的管道放在鋸床上鋸開，并修好鋸口；
3.將法蘭套在管道上，固定好后先點焊，再整圈焊好，檢查是否完好；
4.重復上一步，將另一邊法蘭焊好；
5.將焊好法蘭的管道移到安裝現(xiàn)場，把管道與傳感器安裝成一體，再安裝在管線上；
6.檢查各環(huán)節(jié)是否完好，慢慢打開閥門，觀察是否有泄露。
特別注意：
①流體流向必須與傳感器表體上的流向箭頭保持一致；
②安裝傳感器時，在電焊法蘭或管道過程中，傳感器須不在管道上，以免損壞傳感器的電子放大電路；
③傳感器兩邊的法蘭必須保持平行，否則容易泄露。 |
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高爐煤氣流量計是以卡門（Kaman）和斯特勞哈（Strouhsl）有關旋渦的產生和旋渦與流速關系的理論來測量流量的。當介質以一定速度流過三角柱體時，在三角柱體兩側后面產生一個交替排列的旋渦帶，稱之為“卡門渦街”（見下圖）。
由于旋渦發(fā)生體兩側交替產生旋渦，于是在發(fā)生體兩側產生壓力脈動，從而使檢測體產生交變壓力，封裝在探頭體內的壓電晶體元件在交變應力的作用下，產生與旋渦同頻率的交變電荷信號，放大器將這種電荷信號進行放大、濾波、整形、最后輸出頻率與介質流速成正比的脈沖信號（或轉換成4 ～20mA信號）,送至積算儀進行處理、顯示和控制。
一定雷諾數(shù)范圍內（2×104～7×106 ），旋渦的釋放頻率f與流體流速V及旋渦發(fā)生體的迎流面寬度d之間關系式為f=St?v/d，式中St 為斯特勞哈數(shù)，它是一個無量綱的系數(shù)，只要準確測出頻率f，就可以求得流體流速v，由v求出體積流量。
在流體中設置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼旋渦，如圖(一)所示。
圖(一)
在旋渦發(fā)生體下游形成交替有規(guī)律的旋渦列。設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，根據卡曼渦街原理，有如下關系式:
f=StV/d 公式(1)
式中：
f－發(fā)生體一側產生的卡門旋渦頻率HZ
St－斯特勞哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速 (m/s)
d－旋渦發(fā)生體的寬度 (m)
由此可見，通過測量卡曼渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，
圖（二）表示斯特勞哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關系。
圖（二）
在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝3600f/Q（1/m3） 公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（m-3）。
f＝脈沖個數(shù)
Q＝體積流量（m3）
公稱通徑(mm) | 15、20、25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，(300～1000插入式) |
公稱壓力(MPa) | DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨)，DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨) |
介質溫度(℃) | 壓電式：-40～150，-40～260，-40～330；電容式： -40～400，-40～500（協(xié)議訂貨） |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti，(其它材料協(xié)議供貨) |
允許振動加速度 | 壓電式:0.2g 電容式:1.0～2.0g |
精確度 | ±1%R，±1.5%R；插入式：±2.5%R， |
范圍度 | 1：6～1：30 |
供電電壓 | 傳感器：DC +12V，DC +24V；變送器：DC +12V ，DC +24V；電池供電型：3.6V電池 |
輸出信號 | 方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA |
壓力損失系數(shù) | 符合JB/T9249標準 Cd≤2.4 |
防爆標志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
防護等級 | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環(huán)境條件 | 溫度-20℃～55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa |
適用介質 | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標準電流輸出型 (4～20mA) ≤1500m；負載電阻≤750Ω； RS485/HART≤1200m. |
儀表口徑 (mm) | 液體 | 氣體 |
| 測量范圍 (m3/h) | 輸出頻率范圍 (Hz) | 測量范圍 (m3/h) | 輸出頻率范圍 (Hz) |
15 | 0.3～5 | 35～600 | 2.2～20 | 260～2000 |
20 | 0.6～10 | 29～420 | 4～36 | 210～1900 |
25 | 1.2～16 | 25～336 | 8.8～55 | 190～1140 |
32 | 1.8～20 | 18～264 | 10～150 | 156～1080 |
40 | 2～40 | 10～200 | 27～205 | 140～1040 |
50 | 3～60 | 8～160 | 35～380 | 94～1020 |
65 | 4～85 | 6～120 | 35～800 | 94～940 |
80 | 6.5～130 | 4.1～82 | 86～1100 | 55～690 |
100 | 15～220 | 4.7～69 | 133～1700 | 42～536 |
125 | 20～350 | 3.2～57 | 150～2000 | 38～475 |
150 | 30～450 | 2.8～43 | 347～4000 | 33～380 |
200 | 45～800 | 2～31 | 560～8000 | 22～315 |
250 | 65～1250 | 1.5～25 | 890～11000 | 18～221 |
300 | 95～2000 | 1.2～24 | 1360～18000 | 16～213 |
(300) | 100～1500 | 5.5～87 | 1560～15600 | 85～880 |
(400) | 180～3000 | 5.6～87 | 2750～27000 | 85～880 |
(500) | 300～4500 | 5.6～88 | 4300～43000 | 85～880 |
(600) | 450～6500 | 5.7～89 | 6100～61000 | 85～880 |
(800) | 750～10000 | 5.7～88 | 11000～110000 | 85～880 |
(1000) | 1200～1700 | 5.8～88 | 17000～170000 | 85～880 |
>(1000) | 協(xié)議 |
| 協(xié)議 |
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表(三) 常用氣體介質的標準狀態(tài)密度（0℃，絕壓P=0.1MPa）
氣體名稱 | 密度(kg/m3) | 氣體名稱 | 密度(kg/m3) |
空氣(干) | 1.2928 | 乙炔 | 1.1717 |
氮氣 | 1.2506 | 乙烯 | 1.2604 |
氧氣 | 1.4289 | 丙烯 | 1.9140 |
氬氣 | 1.7840 | 甲烷 | 0.7167 |
氖氣 | 0.9000 | 乙烷 | 1.3567 |
氨氣 | 0.7710 | 丙烷 | 2.0050 |
氫氣 | 0.08988 | 丁烷 | 2.7030 |
一氧化碳 | 1.97704 | 天然氣 | 0.8280 |
二氧化碳 | 1.3401 | 煤制氣 | 0.8020 |
二．儀表的安裝設計
儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至會損壞儀表。
安裝環(huán)境要求：
盡可能避開強電設備、高頻設備、強開關電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。
避開高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝，須有隔熱通風措施。
避開高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風措施。
渦街流量儀表應盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設管道緊固裝置，并加防振墊，加強抗振效果。
儀表最好安裝在室內，安裝在室外應注意防水，特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進入放大器殼內。
儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護。
儀表管道安裝要求：
傳感器上游
管道型式 | 前后直管段長度 | 傳感器上游
管道型式 | 前后直管段長度 |
同心收縮
全開閥門 | 
| 一個90度 彎頭 | 
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同一平面兩
個90度彎頭 | 
| 不同平面兩
個90度彎頭 | 
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同心擴管 | 
| 調節(jié)閥半開
閥門(不推薦) | 
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圖(三)
注:調節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游,而應安裝在渦街流量儀表的下游10D處。
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應與流量儀表表體內徑同心，它們之間的不同軸度應小于0.05Db
如圖（四）b所示
圖（四）
口徑（mm） （mm） | A | B | C | CH |
15、20、25、32 | 70 | 55 | 365 | 425 |
40 | 85 | 80 | 390 | 450 |
50 | 85 | 90 | 400 | 460 |
65 | 85 | 105 | 415 | 475 |
80 | 85 | 120 | 430 | 490 |
100 | 85 | 140 | 450 | 510 |
125 | 85 | 168 | 478 | 538 |
150 | 100 | 194 | 504 | 564 |
200 | 100 | 248 | 558 | 618 |
250 | 115 | 300 | 610 | 670 |
300 | 130 | 350 | 660 | 720 |
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