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《华北电力大学(河北)》 2006年
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锅炉管道泄漏声行为特性研究

姜根山  
【摘要】:电站锅炉“四管”(水冷壁、过热器、再热器和省煤器)爆漏事故一直是影响火电机组安全、经济运行的重要因素。用声学方法进行炉内管道泄漏早期检测是目前最具发展潜力的技术手段,但由于对锅炉管道泄漏声辐射的频谱、指向性特征,以及水冷壁边界、换热器管阵列和炉内温度场等复杂环境对泄漏声传播的影响规律等声学行为特性认识不清,导致检测系统没有足够的声学知识作为诊断依据,阻碍了该项技术的应用发展,因此,研究锅炉管道泄漏声行为特性具有重要的学术意义和工程实用价值。 本文研究了孤立管道泄漏喷流的湍流流动规律和喷流噪声产生的物理机理,对泄漏喷流的频谱特征进行了实验测试,得出了泄漏声辐射与管内压力和泄漏口径的关系。利用活塞振动原理建立了管道泄漏口声辐射的数学模型,得出了泄漏喷流的远场声辐射指向性特征,并用电声和泄漏声两种声源进行了实验验证。 利用Bloch理论和反射光栅理论建立了水冷壁管阵列声散射的数学模型,利用镜像原理和孤立管道泄漏声辐射的数学模型数值计算了水冷壁表面的泄漏口向炉内声辐射的场分布特征。分析研究了炉膛水冷壁边界对低频声场分布的影响和产生驻波的模态频率,并用ANSYS有限元软件对低频噪声的声场分布进行了数值计算。 利用Twersky声散射理论、透射光栅衍射理论、法布里-珀罗干涉原理和数学叠代法,建立了泄漏声波通过换热器管排阵列传播的数学模型,数值计算了不同结构参数的换热器管阵列对泄漏声波的截止与导通的频段位置及带宽,提出了管阵列内部管道泄漏声传输的“聋带”和“聪带”的概念。并用电声谱和空气泄漏声谱对管排阵列的声传输特性进行了实验研究,结果表明电声谱的“聋带”位置与理论预测值基本吻合,并与当前国际上“声子晶体”研究所揭示的现象一致。泄漏声谱的传输特性在较低频率段与理论值吻合较好,但在较高频段偏差较大,原因是泄漏喷流与管阵列相互作用产生了二级声辐射。同时得到了不同排数的声透射特征,为泄漏源定位提供了依据。 利用Helmholtz积分方程,数值计算了泄漏声波在通过管排阵列时,在管道表面产生的声场分布和激发管壁共振的模态频率,给出了管排结构参数对管壁表面声场的影响规律,得出了管壁的模态共振频率与孤立管基本相同的结论。 利用光学Fermat原理和数学变分方法,建立了三维温度梯度场中的声传播路径的数学模型,数值计算了一维轴对称和二维单峰对称和偏斜温度场中的声传播路径,从理论上描述了炉内声线由高温区向低温区弯曲的现象,说明了炉内非均匀温度场中声传播路径“弯曲效应”是导致锅炉管道泄漏源定位失真的重要原因。
【学位授予单位】:华北电力大学(河北)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TK228

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王琳;姜根山;安连锁;;炉内管道泄漏声检测与定位系统的研究现状[J];电力科学与工程;2009年07期
2 王琳;姜根山;安连锁;;炉内管道泄漏声检测与定位系统的研究现状[J];华东电力;2009年06期
3 安连锁;王鹏;姜根山;李庚生;沈国清;;锅炉承压管泄漏双曲面定位的遗传算法优化[J];中国电机工程学报;2010年26期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡琼;在役管线泄漏检测技术研究[D];武汉理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 李鲁平;天然气集输管道泄漏远程监测系统的开发与应用[D];中国石油大学;2011年
2 张成辉;锅炉炉管泄漏检测系统的研究[D];沈阳航空航天大学;2012年
3 马辉;周期管阵列中声波带隙的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
4 陈浩;流体运输管道泄漏负压波模拟与信号处理研究[D];东北石油大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐元哲,解海龙,阎科,王金铭;锅炉炉内管道泄漏的声学模型[J];东北电力学院学报;1995年04期
2 赵景林,闫科,康立,徐涛,李蕾,付国,王志国;火电厂“四管”泄漏在线监测系统的应用[J];东北电力学院学报;1998年02期
3 张艾萍,万瑞军,孙伟;声谱分析法在锅炉承压管漏泄检测技术上的应用[J];东北电力学院学报;1999年02期
4 胡沛文;炉管检漏系统设置调研报告[J];电力建设;2000年03期
5 杨卫娟,周俊虎,曹欣玉,刘建忠,周志军,岑可法;锅炉管道泄漏知识及应用现状[J];动力工程;2000年06期
6 杨兵,张小飞,丁辉,罗为民;基于知识库的锅炉“四管”爆漏预报专家系统[J];动力工程;2004年01期
7 马宪国,陈之航,赵在三;动力设备中蒸汽喷注噪声的研究[J];动力工程;1998年02期
8 刘晓燕,孙建刚,高相斌;电厂锅炉运行炉管泄漏故障在线诊断技术[J];大庆石油学院学报;1999年03期
9 王秉仁,何青;锅炉四管爆漏事故及对策[J];电站系统工程;1997年05期
10 彭必达,米建华,王生明,孙昭华,李俊昆,尉世凯,白正刚;山西省电力工业局直属电厂锅炉“四管”爆漏情况与分析[J];山西电力技术;1996年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王强;基于混沌与分形理论的炉管泄漏检测与诊断系统的研究[D];华北电力大学(河北);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 巩正华;锅炉炉管泄漏声学监测技术的研究[D];华北电力大学(北京);2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 颜舒淮;;火电厂锅炉过热器再热器可靠性及防泄漏措施[J];安徽电力;2012年01期
2 李爱民;张耀辉;于海涛;;基于声发射技术的扭杆裂纹损伤定位方法分析[J];车辆与动力技术;2006年03期
3 杨向东,袁曾凤;高喷口参数燃气尾流噪声抑制技术及预测方法[J];北京理工大学学报;1999年S1期
4 李怀富;李业书;吕贵平;田卡嘉;;超声相控阵技术在复合材料检测上的应用[J];玻璃钢/复合材料;2010年02期
5 程钟卉;;利用声发射测试断裂能[J];才智;2011年01期
6 刘婧;靳世久;陈世利;孙芳;张聪颖;;高集成度超声相控发射电路的设计[J];传感技术学报;2010年08期
7 况迎辉;;超声相控阵探头的模型研究与参数优化[J];传感技术学报;2010年12期
8 付保川,陆卫忠,刘文亮,朱音;液体泄漏检测与定位的一种新方法[J];传感器技术;2005年11期
9 韩鹏;王召巴;陈友兴;;多元高斯声束模型相控阵超声传感器声场仿真[J];传感器与微系统;2010年02期
10 徐元哲;陈红振;;锅炉四管漏泄装置的光电传声系统研究[J];传感器与微系统;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 聂宝华;李君;张峥;宋洪海;陈赤囡;王祯中;;过热器管爆管原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
2 程载斌;王志华;马宏伟;;结构损伤探测技术及研究进展[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
3 王东;宋公仆;;深海油气开发专用声学传感器研制及产业化思考(英文)[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
4 李怀富;李业书;吕贵平;郑立军;;超声无损检测技术在风电叶片上的应用[A];第十八届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2010年
5 孙钟;;超声相控阵检测技术在海管环焊缝检测中应用[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
6 王琳;姜根山;安连锁;;锅炉管道泄漏点定位方法研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
7 姚兵印;丁伟;;声发射技术及其发展[A];无损检测专业委员会第七届年会论文集[C];2000年
8 李爽;周世园;徐春广;肖定国;;超声相控阵信号采集与B型成像处理[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
9 龚斌;齐辉;林伟;金丹;;能量累计值在压力容器声发射检测中的应用[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
10 程继隆;王海涛;田贵云;蔡佳慧;朱永凯;;基于FPGA的超声相控阵发射与接收系统的实现[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宇;机械噪声监测中盲信号处理方法研究[D];昆明理工大学;2010年
2 樊炜;海底热液口温度场声学测量技术研究[D];浙江大学;2010年
3 林小夏;产品设计、仿真与数控加工异构信息集成技术及应用研究[D];浙江大学;2011年
4 白世武;管道环焊缝焊接缺陷相控阵超声检测系统研究[D];天津大学;2010年
5 孙亚杰;基于超声相控阵原理的结构健康监测技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 苏永振;航空材料结构低速冲击健康监测研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 康玉梅;基于小波分析的岩石类材料声发射源定位方法研究[D];东北大学;2009年
8 王杨;武器发射时冲击波/噪声的数值模拟方法及其应用[D];南京理工大学;2012年
9 陈冠男;声学法仓储粮食温度检测关键技术的研究[D];沈阳工业大学;2012年
10 董泽;锅炉高温承压部件寿命预测及运行分析专家系统的研究[D];华北电力大学;2001年
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1 刘力博;多通道动态光弹成像系统的研制[D];南昌航空大学;2010年
2 朱晓岭;多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究[D];南昌航空大学;2010年
3 范琳琳;声发射技术在无损检测中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 王超;基于DSP的无线阀门泄漏检测装置的研究[D];华东理工大学;2011年
5 冯春杰;16MnR钢高温环境下拉伸过程声发射信号研究[D];华东理工大学;2011年
6 沈沂;盲解卷积在声信号诊断中的应用研究[D];昆明理工大学;2010年
7 杨远清;声发射技术在采空区岩体稳定性预测预报中的应用研究[D];昆明理工大学;2009年
8 涂春磊;多自由度超声自动检测系统若干检测问题的研究[D];浙江大学;2011年
9 吴勇军;基于盲信号分离的齿轮系统故障诊断研究[D];石家庄铁道学院;2008年
10 厉彦忠;基于STM32的超声相控阵导盲系统设计[D];山东师范大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李军;玉建军;;燃气管道泄漏检测技术探讨[J];安全;2007年08期
2 欧阳鑫玉;唐跃鹏;;基于小波变换的奇异性检测在信号分析中的应用[J];鞍山科技大学学报;2006年03期
3 郏东耀,杨雷,丁天怀;数字滤波抗干扰技术在A/D转换中的应用[J];半导体技术;2003年08期
4 祝龙石;一种基于圆阵测量的扩展卡尔曼滤波算法[J];兵工学报;2001年04期
5 唐秀家,颜大椿;基于神经网络的管道泄漏检测方法及仪器[J];北京大学学报(自然科学版);1997年03期
6 唐秀家;不等温长输管道泄漏定位理论[J];北京大学学报(自然科学版);1997年05期
7 范啸涛,季光明,何永斌;计算机浮点数算术运算的舍入误差研究[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年02期
8 郭志友,孙慧卿;磁传感器的非线性误差修正技术[J];传感器技术;2004年05期
9 孙慧卿,郭志友;压力传感器及误差补偿[J];传感器世界;2002年03期
10 赵宏刚,韩小云,温激鸿,王刚;空气中周期管阵列的声波禁带研究[J];材料科学与工程学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 金涛;虚拟仪器系统的误差分析方法的研究[D];重庆大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 胡琛;声波除灰技术的研究[D];华北电力大学;2001年
2 齐共金;二维声子晶体的带隙研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 彭柯;基于SCADA系统的原油管道泄漏检测关键技术研究[D];天津大学;2004年
4 张荣英;二维声子晶体带隙结构的实验研究[D];华北电力大学(河北);2006年
5 潘霞;管道泄漏检测综合实验系统开发[D];武汉理工大学;2006年
6 柳战良;长输原油管道泄漏定位关键技术研究[D];中国石油大学;2007年
7 鲁佳;基于传声器阵列的声源定位研究[D];天津大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 汤金春;王培珍;;基于遗传算法的钢锭配切优化[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2012年01期
2 阳子轩;范世东;江攀;熊庭;;负压波衰减系数及普通弯管泄漏检测研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2012年05期
3 阳子轩;范世东;江攀;熊庭;;基于BP神经网络的复杂布局管道泄漏检测研究[J];船海工程;2012年01期
4 安连锁;冯强;沈国清;张世平;王鹏;;基于基坐标变换的立体阵列的电站锅炉泄漏定位SI算法[J];现代电力;2011年06期
5 安连锁;王鹏;姜根山;李庚生;沈国清;;锅炉承压管泄漏声传播时间延迟估计[J];中国电机工程学报;2012年02期
6 季娟;田贵云;王平;熊龙辉;;燃气管道检测技术研究进展[J];无损检测;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 阳子轩;复杂管道泄漏检测技术研究[D];武汉理工大学;2011年
2 赵金辉;燃气管道泄漏检测定位理论与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 栗苹,崔占忠,施聚生;声目标识别技术及其在坦克目标识别中的应用[J];兵工学报;1996年01期
2 李在庭,高德勇,何遵文;直升机声信号特征提取和识别技术[J];兵工学报;1996年01期
3 唐秀家,颜大椿;基于神经网络的管道泄漏检测方法及仪器[J];北京大学学报(自然科学版);1997年03期
4 徐元哲,解海龙,阎科,王金铭;锅炉炉内管道泄漏的声学模型[J];东北电力学院学报;1995年04期
5 禹海兰,李天云;基于小波理论的噪声信号分析[J];东北电力学院学报;1997年03期
6 李传伦,陈晓娟,张玉霞;DSP 在机械设备故障诊断中的应用[J];东北电力学院学报;1998年01期
7 严永泰;;探测炉管漏泄的麦克风报警装置[J];电力建设;1987年10期
8 何青,杜冬梅,王秉仁,静永文;电站锅炉管道泄漏监测技术与监测系统[J];电力情报;1997年02期
9 杨卫娟,周俊虎,曹欣玉,刘建忠,周志军,岑可法;锅炉管道泄漏知识及应用现状[J];动力工程;2000年06期
10 杨文鹄;鉴别临危管子预防锅炉爆管[J];动力工程;1995年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜根山;安连锁;田静;;炉内双排换热器管阵列声传播特性的数值研究[J];中国电机工程学报;2006年17期
2 文小娥;;炉外汽水管道泄漏原因分析及治理[J];山东省农业管理干部学院学报;2010年02期
3 姬学海;;300 MW锅炉外管道泄漏治理的探讨[J];宁夏电力;2009年S1期
4 王先华;彭朝晖;李整林;;海面波浪起伏对声传播的影响[J];声学技术;2007年04期
5 何青,杜冬梅,王秉仁,静永文;电站锅炉管道泄漏监测技术与监测系统[J];电力情报;1997年02期
6 姜根山;张荣英;安连锁;田静;;周期性管阵列的声传播特性实验研究[J];中国电机工程学报;2011年29期
7 ;石油天然气输送管道泄漏聊城市消防支队奉命抢救[J];消防技术与产品信息;2001年08期
8 李亮之;冯丽;刘雪靖;;管道泄漏在线监控系统设计与实现[J];辽宁工学院学报;2006年01期
9 张涛;;管道传感器测漏方法综述[J];中国仪器仪表;2006年10期
10 ;我国第一台机载天然气管道泄漏监测设备试飞成功[J];中国机械工程;2010年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范革;全广敏;;锅炉低负荷运行之对策[A];设备维修与改造技术论文集[C];2000年
2 陈海泉;曲宏飞;;用换向隐函算法模拟燃油辅锅炉炉膛内的流场[A];大连海事大学校庆暨中国高等航海教育90周年论文集(机电分册)[C];1999年
3 陈畅;曹佩文;;浅谈水煤浆技术及应用[A];2009全国染整行业节能减排新技术研讨会论文集[C];2009年
4 陈立明;;加强锅炉运行调整 提高锅炉运行经济性[A];浙江电力科学发展[C];2005年
5 叶武;;提高蒸汽发生量的研究[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十四届焦化学术年会论文集[C];2008年
6 张俊;顾亚平;张宏彬;;电厂锅炉煤渣探测的研究[A];中国航海学会航标专业委员会测绘学组学术研讨会学术交流论文集[C];2008年
7 董景波;郭宇殊;;单片机在锅炉汽包水位自动控制系统中的应用[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
8 苏春友;;关于沸腾式省煤器弯管冲蚀及联箱焊口裂纹的原因分析及处理[A];河北冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2006年
9 余文斌;马富金;李晓平;许宏伟;;在役电站锅炉压力容器定期检验中重点部位检验的探讨[A];2006年云南电力技术论坛优秀论文集[C];2006年
10 翁明钧;;发耳电厂1#炉汽包吊装方法[A];发耳电厂4×600MW机组工程施工论文总结汇编[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张莉;中国锅炉产业的骄子[N];光明日报;2000年
2 李培强;做大做强的奥秘[N];中国乡镇企业报;2003年
3 中国电器工业协会工业锅炉分会秘书长 王善武;锅炉行业亚健康[N];中国工业报;2004年
4 程龙根;五建天津乙烯锅炉项目抽检成绩优异[N];中国石化报;2009年
5 金莉莉 本报记者 曹吉根;“大锅炉意识”开启新思维[N];中国质量报;2010年
6 王家荣;劣质锅炉断气[N];中国质量报;2000年
7 记者 程云鹤;鞍钢节能锅炉取代落后污染锅炉[N];鞍山日报 ;2009年
8 曹必刚 本报记者 傅江平;小钱创出大效益[N];中国质量报;2009年
9 本报记者 高荆萍;厚积才能“大发”[N];中国机电日报;2002年
10 记者 卢苏燕;法国发明锅炉氮氧化物减排新法[N];新华每日电讯;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜根山;锅炉管道泄漏声行为特性研究[D];华北电力大学(河北);2006年
2 李俊花;长输液体管道泄漏监测方法研究[D];大连理工大学;2006年
3 沈国清;基于声波理论的炉膛温度场在线监测技术研究[D];华北电力大学(北京);2007年
4 刘进忠;浅海内波引起声场起伏的规律研究[D];中国海洋大学;2004年
5 卢剑伟;基于噪声控制的弹性连杆机构结构—控制一体化设计研究[D];西北工业大学;2002年
6 黎胜;水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究[D];大连理工大学;2001年
7 钟崴;锅炉智能CAD的技术、方法和模型研究[D];浙江大学;2002年
8 邹元杰;水中阻尼复合壳体结构声振特性的数值分析[D];大连理工大学;2004年
9 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
10 高建强;大型循环流化床锅炉实时仿真模型与运行特性研究[D];华北电力大学(河北);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟颖超;锅炉炉内过程数值模拟软件Florean的开发与应用[D];华北电力大学(北京);2006年
2 王丽蓉;遗传算法在电站锅炉燃烧过程建模与优化中的应用与研究[D];华北电力大学(北京);2006年
3 王峰;衡丰公司300MW机组锅炉制粉系统节能分析与实践[D];华北电力大学(河北);2006年
4 杨乾军;热电厂#3锅炉扩建项目方案[D];四川大学;2005年
5 程纪东;侧向烟气再循环低NO_X燃烧器的研究[D];华中科技大学;2005年
6 王英涛;300MW锅炉高温再热器超温问题的研究[D];华中科技大学;2005年
7 乔健;船用锅炉培训系统设计与建模仿真[D];华中科技大学;2005年
8 高劲侃;西柏坡电厂300MW燃煤机组省煤器的改进研究[D];华北电力大学(河北);2008年
9 史更林;100MW机组锅炉防结渣及高温腐蚀燃烧技术的研究[D];华北电力大学;2002年
10 葛沂;大型电站锅炉停炉保养研究[D];重庆大学;2002年
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