DL/T 292-2021 火力发电厂汽水管道振动测试与评估技术导则.pdf

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标准编号:DL/T 292-2021
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标准类别:电力标准
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DL/T 292-2021标准规范下载简介

DL/T 292-2021 火力发电厂汽水管道振动测试与评估技术导则.pdf简介:

DL/T 292-2021《火力发电厂汽水管道振动测试与评估技术导则》是由中国电力工业协会发布的一份技术规范。这份导则主要针对火力发电厂中汽水管道的振动管理,它详细规定了振动测试的方法、设备选择、数据采集与分析、故障识别、振动评估以及维护措施等内容。

汽水管道是火力发电厂的重要组成部分,其振动管理对于设备的稳定运行和寿命有着重要影响。该导则旨在提供一套科学、规范的振动测试和评估方法,帮助电力企业及时发现和处理管道的潜在振动问题,预防因振动导致的设备损坏,提高发电厂的安全性和经济性。

内容包括但不限于:振动测试的周期、内容和标准;如何解读和分析振动数据;如何根据振动数据评估管道的健康状况;以及在不同振动级别下应采取的维护或更换策略等。该导则为行业内人员提供了实用的指导,促进了火力发电厂的管道振动管理标准化和规范化。

DL/T 292-2021 火力发电厂汽水管道振动测试与评估技术导则.pdf部分内容预览:

最动交变应力强度判据为

(D.4) (D.5)

GB∕T 19154-2017 擦窗机DL/T2922021

附录E (资料性) 管道的激励机制、响应和整改措施

管道振动的激励机制是在管内传输的流体或气体的压力脉动,或是由接触的或相邻的设备所传递 的机械振动。 控制阀振动、高流速引发的紊流、闪蒸或气穴等,都可能造成管道低频振动。可以通过改进阀门 控制系统减轻控制阀振动,其通过增加管道阻尼、改变管道路径或管道尺寸减紊流,采用截流孔或防 气穴阀门减少闪蒸或气穴。 泵或压缩机引起的压力脉动、气或蒸汽系统中由控制阀引起的振动、水系统中涡流流出管口引起 的振动等就是高频振动来源的例子。采用消声器、振动阻尼器、容器罐、降噪阀门或增加多级孔等都 是消减振源的例子。 压力扰动或脉动在流体中的传播方式与声音在空气中传播方式相同。如果脉动频率与管道的音频 相同或接近,压力脉动会增大,这种共振增加了管道振动的危害性。音频是声音在流体或气体中传播 速度的函数,与管道长度成反比。 通常激励机理是在流动不连续时产生涡旋脱落,涡旋脱落在一定的频率范围内造成压力脉动。如 果压力脉动频率与管道固有频率接近,就会发生共振并且振动将被放大。改善流动不连续性,如打开 分支管道,会降低涡旋脱落并改变脱落频率,由此避免共振的发生。如果依然无效,就需要改变管道 的固有频率。固有频率改变包括改变管道长度以提高或降低其固有频率,也可使用消声器、减振器、 抽吸稳定器装置(即容器罐)等。

气穴通常是引起管道振动的原因,同样也会产生噪声、压力波动、冲蚀破坏以及流量降低。当流 体压力低于其饱和蒸汽压力时,就会发生气穴,气穴通常发生在节流口板和调节阀处。当气穴遇到压 力高于其饱和压力时,气穴将会破裂即发生气穴溃灭,该情况在气穴移动到孔板或阀门下游时发生。 气穴溃灭会产生压力脉动并引起管道振动、表面侵蚀及加速腐蚀。 气穴噪声的大小取决于其严重程度,从爆裂声到像砂石流动声在管道中传播,严重气穴噪声会损 伤听力。当气穴在管道或部件表面溃灭时,会发生侵蚀和腐蚀,气穴会侵蚀管道的氧化膜,并加速腐 蚀。管道失效和泄漏促使人们研究监测和改进措施。 管道系统中引起压降导致气穴的部件有阀门、孔板、大小头、泵和弯管。降低气穴程度、减少气 穴区域管子的突变处、处理突变截面减少损伤、采用多级孔板降低流动能量、给流体脱落区补气增压 等可减少对管道的损坏。对于气穴引发的管道振动,最重要的措施是要减少或消除其产生来源。

E.3孔板处发生空蚀的工程实例

某压水堆电站化学及容积控制系统(CVCS)中,减压区有一个单级降压孔板,孔板孔径为6.35mm, 长为609.60mm,经过孔板的压降约是13.79MPa(从上游反应器冷却系统的压力15.51MPa,到下游 压力约为1.72MPa),需要1.38MPa或更大的背压来防止在排放端发生的空蚀。 气穴会激励管道系统,振动水平足够高时会在接管焊接处造成泄漏。用相同的设计规范对焊接接 头进行了修复,但由于持续的气穴导致孔板持续侵蚀,焊接接头仍频繁失效。 查看运行记录,发现之前是在超出设计背压下运行的,工程评估表明,孔板处存在潜在的气穴和

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冲蚀可能性。更换孔板后,空蚀和焊接接头失效问题才得以解决。

管道振动是最常遇到的响应,由管道结构模态激励起的振动与简单梁振动相似。虽然梁的振动频 率可能伴有高达100Hz甚至更高,但是典型的占主导地位的振动频率低于20Hz。消除或减少激振源 是最有效的改进措施,梁的低频振动可通过增加支撑约束来降低。 最有效的抑制振动方法是在弯管、集中质量或不连续处增加约束。接管口、疏水管、旁路和工艺 性部件可以通过将部件(阀门、法兰盘等)与主管道连接固定降低振动。 抑制管道振动的支架和结构应该在振动载荷作用下长久有效。这种振动会导致非抗振设计的组件 和支撑产生过度磨损和疲劳,因此,安装的组件必须能耐受该振动,否则应该对这些组件进行定期检 查和更换。 高频管道振动位移振幅小,只有几毫米或更小,通常大部分管道系统都普遍存在高频振动。因 此,加支架对控制高频振动难以奏效。例如,支架大多不能抑制高频振动。 管道壳壁振动是典型的高频振动,比如,对于588mm的管道,壳壁振动模态最低振动频率是 190Hz。管道壳壁振动频率与壁厚成正比,与管道直径成反比。壳壁振动最有效的改进措施是消除振 源。如果振源不能有效消除,壳壁振动频率就必须避开共振区,即改变管道尺寸,如采用厚壁管道。 也可用环向加强增加管壁频率,或通过增加约束层阻尼来减小动力学响应及其应力。

E.5附加的测试和分析

振动根源的研究需要更详细的分析和/或测试,这些步骤可用来帮助确定振动发生的根源,或降低 确定振动应力方法的保守性。例如,当使用附录B的简化评估技术评估管道振动值超标时,使用更细 致的技术振动值可能不超标,该简化评估技术对大多数管道的评估有效,但是保守的假设得到的是简 化的标准,因此,对振动较大的管道需要进行详细的分析和测试以判断振动是否可接受。详细的测试 包括使用应变仪精确确定管道的峰值应力水平。应变仪结合相关测试和分析,可以降低其保守性。

附录F (规范性) 小支管振动加速度评估判据

小支管振动加速度评估判据

对于从主管道或设备上引出 (管子公称直径DN≤50mm),本 附录给出了评价其振动的加速度准则, 平估判据见附录D

F.2振动加速度评估判据

悬臂型小分支管被具有较高加速度、较大刚性的管道激励时,具有较大的振动应力。该类小支管 简便的允许峰值加速度计算公式如下:

allow 一允许峰值加速度,m/s²; C2、K2、Sel—定义、取值及单位见附录B; LE 有效长度保守值,指从支管的连接点(角焊缝处)至重心的距离,m; Z 支管的抗弯截面模量,m; mT 等效质量,包括阀门、零配件、法兰、管道、管道内的介质及保温材料的质量,kg。 长度L和质量确定示意如图F.1所示。带集中质量m的小支管的等效质量m.计算公式如下:

臂直管L:长度处有集中质量

d)管长Le处有集中质量m,Le之外至 第一个固定支架或阻尼器之间管子总质量为m

d)管长Le处有集中质量m,Le之外至 第一个固定支架或阻尼器之间管子总质量为m

CJJ∕T 135-2009 透水水泥混凝土路面技术规程 附条文说明图F.1长度和质量确定示意图

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33 m=m+ 140

式中: mg一管子总质量。 应注意,峰值加速度评估判据公式(F.1)是基于小支管静挠度曲线与一阶振型相符得出的。常见 小支管振动多为一阶振动,对于包含高于一阶的振动,用该判据评估是偏于保守的。振动加速度超过 该判据并不一定表明振动超过了允许交变应力强度,如果需要进一步分析,可用D.2评估振动应力是 香合格

F.3峰值加速度取值方法

峰值加速度的取值方法如下: a)应首选可直接测得加速度一时间响应曲线的仪器,取加速度时间曲线上的最大零一峰值作为峰 值加速度; b)如果仪器只能测得振动加速度频谱曲线,并由频谱曲线得到加速度响应的均方根值(有效值, RMS)时,峰值加速度amx=V2aRMS。

DB64∕680-2018 建筑工程安全管理规程S×Z ×10° 48×1.401×10 ×10°=13.952 4(m/s²) allow C,×K,×m×L 4.2×7.53×0.152 4

因此,该支管振动合格。

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