作者:Jens Conzen, Fauske & Associates, LLC工厂服务总监
典型的电厂和处理厂系统在运行时总会有一定程度的振动。这是由各种原因造成的,例如湍流、声学或旋转设备的激励。在管道系统中,如果激励死端侧支管、竖管或滴水管,可能会引起声共振。通过附件喉部的流动可以在入口前缘产生恒定频率的涡旋脱落。如果该频率接近分支的四分之一波长频率,则会发生声共振,如下图所示:
在这种情况下,我们将把这个事件称为流动诱发振动。各种几何形状的固有频率可以用简单的代数公式来估计。旋涡脱落频率可根据Ziada和Shine[1]的指导进行估计。如果用加速度计和应变计采集的振动数据表明,声学共振达到了不可接受的水平(另见FAI N-16-13),并且声学筛选计算也证实了这一点,则必须采取行动加以缓解。
存在多种选择(操作和硬件改变),可以帮助减轻侧支路激励的振动幅度。
工厂操作:
对于部分负荷运转时,有可能以关闭一个工艺线,并因此提高在剩余的线流速。这可能脱钩的激励源。然而,这应仔细分析和测试验证。
工厂修改:
用于管道线修改的主要选项有:1)一个vesselet配置解耦涡流从空腔流出频率,2)的声侧分支添加阻尼和障碍,或3)的开放旁路连接到添加扰动。这些选项的原理图如下所示。
容器式进口结构增加了喉宽,导致涡脱落频率的变化。此外,边缘的进口到排水存根是圆角与相当大的半径相比,尖锐的边缘。这种措施使得在前缘形成明显的涡旋变得更加困难。血管的结构很可能使激发与腔体解耦。Vesselet分支连接已经应用于工业应用(见下图)。
为了减轻共振现象,可以安装声学侧分支(ASB)。这个概念在业界也被证明是成功的。ASB改变了附着的频率,它包含了一种材料,可以降低声压。ABS可能不能消除声压载荷,但可以观察到振幅和频率的明显降低。
开敞的旁路会给腔体增加干扰,从而干扰和提升四分之一波。这已经测试过滴腿;打开滴水管底部的排污阀,消除了振动。通过旁路的流动“搅动”空腔,这使得四分之一的波难以形成。然而,这种解决方案只有在旁路有连续流动时才有效。这只能通过在主线中增加阻力来实现。
其他可能的解决方案可能包括改变附件的长度或在三通接头的前缘上游添加扰流板(见下图)。
在任何情况下,建议在实现之前通过分析和测试严格验证潜在的修改。还建议首先尝试可逆修改,以便可以删除它们,以防它们
结果不令人满意。
参考
“齐亚达,S.,机械工程系,麦克马斯特大学汉密尔顿,安大略,加拿大,塞恩,S.,机械工程系工程,肯尼亚内罗毕,1997年的大学,“封闭侧枝流激声共振的斯特罗哈数”。岩石力学与工程学报,1999,27(4):527 - 534。货号:jfls。1988 - 0189。
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