JPH04240533A - ボイラ等内のチューブ漏洩検出装置 - Google Patents
ボイラ等内のチューブ漏洩検出装置Info
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- JPH04240533A JPH04240533A JP4143791A JP4143791A JPH04240533A JP H04240533 A JPH04240533 A JP H04240533A JP 4143791 A JP4143791 A JP 4143791A JP 4143791 A JP4143791 A JP 4143791A JP H04240533 A JPH04240533 A JP H04240533A
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Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラに設けられたチ
ューブ状の伝熱細管が破損等によりチューブ漏洩を起こ
した場合に該漏洩を早期に発見出来得るボイラ等のチュ
ーブ漏洩検出装置に関する。
ューブ状の伝熱細管が破損等によりチューブ漏洩を起こ
した場合に該漏洩を早期に発見出来得るボイラ等のチュ
ーブ漏洩検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ボイラの伝熱細管からチューブ漏洩によ
り、内部流体がボイラ内に漏洩すると、該漏洩部分より
下流側は、局部的に内部流体の流量低下を起こし、該局
部が更に加熱されることにより、漏洩部分が拡大してい
く現象がしばしば見られる。特に、発電用高圧大容量ボ
イラは、このような漏洩状態で運転を続行すると、チュ
ーブ漏洩が更に増大し、ボイラの運転を長期間停止しな
ければならなかったり、又重大なボイラ全体の損壊事故
を引き起こしかねなかった。従って、チューブ漏洩が軽
微なうちに、漏洩部分を早期に発見する必要があった。
り、内部流体がボイラ内に漏洩すると、該漏洩部分より
下流側は、局部的に内部流体の流量低下を起こし、該局
部が更に加熱されることにより、漏洩部分が拡大してい
く現象がしばしば見られる。特に、発電用高圧大容量ボ
イラは、このような漏洩状態で運転を続行すると、チュ
ーブ漏洩が更に増大し、ボイラの運転を長期間停止しな
ければならなかったり、又重大なボイラ全体の損壊事故
を引き起こしかねなかった。従って、チューブ漏洩が軽
微なうちに、漏洩部分を早期に発見する必要があった。
【0003】従来、チューブ漏洩を早期に発見する方法
として、チューブ破孔部から流体が噴出する際に発生す
る音波を検知する方法として、気中伝播漏洩音検出法と
固体伝播音検出法があった。
として、チューブ破孔部から流体が噴出する際に発生す
る音波を検知する方法として、気中伝播漏洩音検出法と
固体伝播音検出法があった。
【0004】図3に示すのは、気中伝播漏洩音検出法の
従来例であり、ボイラ2の炉壁に設けられた伝熱細管1
a、1b、1c、1d等が設けられているが、各伝熱細
管の間に、伝音管3をボイラ2の炉壁を貫通させて設け
、伝音管3の炉壁外の先端部に音響センサー4を設けて
、炉内の音波を補捉して炉内ノイズを分別することによ
り、チューブ漏洩音を検出していた。
従来例であり、ボイラ2の炉壁に設けられた伝熱細管1
a、1b、1c、1d等が設けられているが、各伝熱細
管の間に、伝音管3をボイラ2の炉壁を貫通させて設け
、伝音管3の炉壁外の先端部に音響センサー4を設けて
、炉内の音波を補捉して炉内ノイズを分別することによ
り、チューブ漏洩音を検出していた。
【0005】図3の気中伝播漏洩音検出法では、音響セ
ンサーの表面が火炉ガスに直接曝されいるにも拘らず、
それを排除する技術的手段が無かったため、センサーの
感度劣化は避けられなかった。又、伝音管自体の周波数
特性を除去する為の技術的手段が無かった。
ンサーの表面が火炉ガスに直接曝されいるにも拘らず、
それを排除する技術的手段が無かったため、センサーの
感度劣化は避けられなかった。又、伝音管自体の周波数
特性を除去する為の技術的手段が無かった。
【0006】図4に示すのは、固体伝播漏洩音検出法の
従来例であり、ボイラ2の炉壁に設けられた伝熱細管1
a、1b、1c、1d等に直接導波ブロック5a及び導
波棒5bからなる導波部5を取り付け、導波棒5bの他
端に音響センサー4を設けて、金属内伝播した炉内の音
波を補捉して炉内ノイズを分別することにより、チュー
ブ漏洩音を検出していた。
従来例であり、ボイラ2の炉壁に設けられた伝熱細管1
a、1b、1c、1d等に直接導波ブロック5a及び導
波棒5bからなる導波部5を取り付け、導波棒5bの他
端に音響センサー4を設けて、金属内伝播した炉内の音
波を補捉して炉内ノイズを分別することにより、チュー
ブ漏洩音を検出していた。
【0007】図4に示す固体伝播漏洩音検出法は、高圧
大容量ボイラ等では、火炉の水冷炉壁のチューブ漏洩音
伝播減衰が著しいため音響センサーを多数個必要とし、
効率が悪い。又自然貫流式ボイラや貫流式ボイラの後部
伝熱部などに設置されるコイル状の伝熱細管は、炉の内
部に取り付けられており、ただヘッダー部だけが炉外壁
に露出しているため、該部分のみにしか音響センサーを
設置出来ないために、漏洩音の伝播減衰が大きく、漏洩
の検知レベルに限界があった。
大容量ボイラ等では、火炉の水冷炉壁のチューブ漏洩音
伝播減衰が著しいため音響センサーを多数個必要とし、
効率が悪い。又自然貫流式ボイラや貫流式ボイラの後部
伝熱部などに設置されるコイル状の伝熱細管は、炉の内
部に取り付けられており、ただヘッダー部だけが炉外壁
に露出しているため、該部分のみにしか音響センサーを
設置出来ないために、漏洩音の伝播減衰が大きく、漏洩
の検知レベルに限界があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題は、気中伝播漏洩音検出法において、音響セン
サーの表面が火炉ガスに直接曝されており、又、音響セ
ンサーが高温になるため、音響センサーが短期に感度劣
化する点にある。
する課題は、気中伝播漏洩音検出法において、音響セン
サーの表面が火炉ガスに直接曝されており、又、音響セ
ンサーが高温になるため、音響センサーが短期に感度劣
化する点にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、気中伝播漏洩
音検出法において、音響センサーの表面が火炉ガスに直
接曝されるのを防止し、又、音響センサーが高温になる
のを防止するため、伝音管を冷却液で冷却し、伝音管内
にエアーを流入させて音響センサーの表面を火炉ガスか
ら守ることを最も主要な特徴としている。
音検出法において、音響センサーの表面が火炉ガスに直
接曝されるのを防止し、又、音響センサーが高温になる
のを防止するため、伝音管を冷却液で冷却し、伝音管内
にエアーを流入させて音響センサーの表面を火炉ガスか
ら守ることを最も主要な特徴としている。
【0010】
【実施例】本発明の実施例について説明すると、図1及
び図2のように、ボイラの火炉10の水冷炉壁面に伝熱
細管11a、11b、11c、11d等を設ける。各伝
熱細管の間に、伝音管12を設置する。伝音管12は、
火炉10の炉壁に貫通口10Aを設け、貫通口10Aの
炉外壁側に伝音管設置台座20を設ける。伝音管12は
筒体13と外筒14からなり、伝音管12は二重管構造
になっている。外筒14の外側には、伝音管設置台座2
0に密着接合しているフランジ部15が設けられている
。
び図2のように、ボイラの火炉10の水冷炉壁面に伝熱
細管11a、11b、11c、11d等を設ける。各伝
熱細管の間に、伝音管12を設置する。伝音管12は、
火炉10の炉壁に貫通口10Aを設け、貫通口10Aの
炉外壁側に伝音管設置台座20を設ける。伝音管12は
筒体13と外筒14からなり、伝音管12は二重管構造
になっている。外筒14の外側には、伝音管設置台座2
0に密着接合しているフランジ部15が設けられている
。
【0011】筒体13は中空状であり、火炉側は開口し
ており、他端はセンサーキャップ21で閉口しており、
筒体13内には、センサーキャップ21を介して音響セ
ンサー19が設けられている。なお、音響センサー19
には、コンデンサーマイクロホンを用いた。筒体13の
外側部分には、シール用エアー入口25が設けられてお
り、筒体13にエアーを流入させており、火炉からの場
合によっては腐食性ガスが直接音響センサー19に吹き
付けられることもあり、この様な場合腐食性ガスが直接
音響センサー19に当たるのを避けることが出来る。併
せて該エアーは音響センサー19を冷却している。
ており、他端はセンサーキャップ21で閉口しており、
筒体13内には、センサーキャップ21を介して音響セ
ンサー19が設けられている。なお、音響センサー19
には、コンデンサーマイクロホンを用いた。筒体13の
外側部分には、シール用エアー入口25が設けられてお
り、筒体13にエアーを流入させており、火炉からの場
合によっては腐食性ガスが直接音響センサー19に吹き
付けられることもあり、この様な場合腐食性ガスが直接
音響センサー19に当たるのを避けることが出来る。併
せて該エアーは音響センサー19を冷却している。
【0012】シール用エアー入口25にはフレキシブル
チューブ40が取り付けられており、41はカップラー
、42はフローメーター、43は風量調節弁である。 フローメーター42により、シール用エアーの風量管理
を行っており、シール用エアーの搬送にフレキシブルチ
ューブ40を使用したのは、風量調節弁43を絞ること
により生ずるノイズの伝音を軽減する為である。
チューブ40が取り付けられており、41はカップラー
、42はフローメーター、43は風量調節弁である。 フローメーター42により、シール用エアーの風量管理
を行っており、シール用エアーの搬送にフレキシブルチ
ューブ40を使用したのは、風量調節弁43を絞ること
により生ずるノイズの伝音を軽減する為である。
【0013】筒体13の外側には、外筒14が設けられ
ており、筒体13と外筒14の間の空間と外部とは、火
炉側の垂直仕切板18a及びそれとは反対側の垂直仕切
板18bにより区画されている。筒体13と外筒14は
水平仕切板16a、16bにより連結しており、これに
より、筒体13と外筒14の間の空間は上下に分割され
ている。水平仕切板16a、16bの火炉に近接した部
分には、細孔17a、17bが設けられ、筒体13と外
筒14の間の上下に分割された空間は、細孔17a、1
7bにより連絡している。外筒14の下部には、冷却水
流入口22が設けられており、外筒14の上部には、冷
却水流出口23が設けられている。
ており、筒体13と外筒14の間の空間と外部とは、火
炉側の垂直仕切板18a及びそれとは反対側の垂直仕切
板18bにより区画されている。筒体13と外筒14は
水平仕切板16a、16bにより連結しており、これに
より、筒体13と外筒14の間の空間は上下に分割され
ている。水平仕切板16a、16bの火炉に近接した部
分には、細孔17a、17bが設けられ、筒体13と外
筒14の間の上下に分割された空間は、細孔17a、1
7bにより連絡している。外筒14の下部には、冷却水
流入口22が設けられており、外筒14の上部には、冷
却水流出口23が設けられている。
【0014】このような構造により、冷却水は冷却水流
入口22から、筒体13と外筒14の間の下部空間を通
り、細孔17a、17bから筒体13と外筒14の間の
上部空間に出て、冷却水流出口23から排出される。こ
の間火炉により加熱された筒体13及び音響センサー1
9は、冷却水で冷却されることになる。尚冷却は、水に
限定されず冷却液なら良い。
入口22から、筒体13と外筒14の間の下部空間を通
り、細孔17a、17bから筒体13と外筒14の間の
上部空間に出て、冷却水流出口23から排出される。こ
の間火炉により加熱された筒体13及び音響センサー1
9は、冷却水で冷却されることになる。尚冷却は、水に
限定されず冷却液なら良い。
【0015】冷却の具体的例を挙げると、260t/h
のボイラで、火炉内ガス温度が1200℃の場合、伝音
管に外筒サイズ11/2B、筒体3/8B、長さ70m
m、水冷部伝熱面積115cm2の仕様のものを用いて
、水温30℃の清水500l/hを通水したところ、音
響センサー自体の温度が約60℃になった。更に上記冷
却水に併せて、シール用エアーで30℃のものを10N
l/mを通気したところ、音響センサー自体の温度が約
40℃になった。なお、シール用エアーは通気量を増や
すほど冷却効果は向上するが、逆に音響センサーが捕ら
えるノイズが増加するため、50Nl/mの冷却風量と
することが望ましい。
のボイラで、火炉内ガス温度が1200℃の場合、伝音
管に外筒サイズ11/2B、筒体3/8B、長さ70m
m、水冷部伝熱面積115cm2の仕様のものを用いて
、水温30℃の清水500l/hを通水したところ、音
響センサー自体の温度が約60℃になった。更に上記冷
却水に併せて、シール用エアーで30℃のものを10N
l/mを通気したところ、音響センサー自体の温度が約
40℃になった。なお、シール用エアーは通気量を増や
すほど冷却効果は向上するが、逆に音響センサーが捕ら
えるノイズが増加するため、50Nl/mの冷却風量と
することが望ましい。
【0016】音響センサー19が収集した音響信号は、
偶発的に発生するノイズやボイラ付属設備のスス吹き器
(蒸気及び空気噴霧式)の疑似漏洩音を排除するため、
漏洩現象の持続時間や漏洩音の発生回数、プラントの運
転条件等から総合的に漏洩判定を行う。先ず、チューブ
漏洩に伴って発生する漏洩音は、火炉内の気中を伝播し
て、炉壁に取り付けられたマイクロホン音響センサー1
9に到達する。このセンサーは、火炉内の漏洩音とは異
なる様々な音を同時に捉える。マイクロホン音響センサ
ー19で捉えられた音響信号は、マルチプレクサ30に
よってプログラマブルゲインアップ31へ送られ、10
00個のデータをサンプリングして、その入力値に最適
なゲインに増幅する(1倍から10倍迄)。増幅された
アナログ信号をハイパスフィルター32を通して不要な
低域の周波数成分(約10KHz以下)をカットする。 このハイパスフィルター32を使用することによって、
伝音管自体の周波数特性を除去出来る。次にA/D変換
33を行った後、ディジタルフィルター34により処理
を行い、不要な高域の周波数成分(約15KHz以上)
をカットする。この出力信号を波形処理演算器35によ
り、全波整流処理を行う。
偶発的に発生するノイズやボイラ付属設備のスス吹き器
(蒸気及び空気噴霧式)の疑似漏洩音を排除するため、
漏洩現象の持続時間や漏洩音の発生回数、プラントの運
転条件等から総合的に漏洩判定を行う。先ず、チューブ
漏洩に伴って発生する漏洩音は、火炉内の気中を伝播し
て、炉壁に取り付けられたマイクロホン音響センサー1
9に到達する。このセンサーは、火炉内の漏洩音とは異
なる様々な音を同時に捉える。マイクロホン音響センサ
ー19で捉えられた音響信号は、マルチプレクサ30に
よってプログラマブルゲインアップ31へ送られ、10
00個のデータをサンプリングして、その入力値に最適
なゲインに増幅する(1倍から10倍迄)。増幅された
アナログ信号をハイパスフィルター32を通して不要な
低域の周波数成分(約10KHz以下)をカットする。 このハイパスフィルター32を使用することによって、
伝音管自体の周波数特性を除去出来る。次にA/D変換
33を行った後、ディジタルフィルター34により処理
を行い、不要な高域の周波数成分(約15KHz以上)
をカットする。この出力信号を波形処理演算器35によ
り、全波整流処理を行う。
【0017】波形処理演算器35のO/A判定部では、
O/A演算値としきい値とを比較して、しきい値を超え
たら超えた回数をカウントする。しきい値を超えた回数
が異常判定回数を超えたらチューブ漏洩と判定する。 又、波形処理演算器35のピーク値判定部についてもO
/Aと同様な処理にて異常判定を行う。周波数スペクト
ラム比較に付いても別途任意に行うものとする。このよ
うにして、異常の判定はチューブ漏洩監視器36に送ら
れる。
O/A演算値としきい値とを比較して、しきい値を超え
たら超えた回数をカウントする。しきい値を超えた回数
が異常判定回数を超えたらチューブ漏洩と判定する。 又、波形処理演算器35のピーク値判定部についてもO
/Aと同様な処理にて異常判定を行う。周波数スペクト
ラム比較に付いても別途任意に行うものとする。このよ
うにして、異常の判定はチューブ漏洩監視器36に送ら
れる。
【0018】なお、測定する周波数帯域は、炉内の各種
ノイズや漏洩音の音響特性から高周波帯域から超音波帯
域が好適である。又、しきい値の設定レベルはバックグ
ランドノイズの変動幅を考慮して、バックグランドノイ
ズレベルの1.5倍以上が望ましい。ここで判定の基準
となる音響信号のしきい値の設定レベルや、異常判定の
回数、周波数スペクトラムに対するしきい値レベルの設
定は、プラント運転状況に合わせて段階的に変更できる
。
ノイズや漏洩音の音響特性から高周波帯域から超音波帯
域が好適である。又、しきい値の設定レベルはバックグ
ランドノイズの変動幅を考慮して、バックグランドノイ
ズレベルの1.5倍以上が望ましい。ここで判定の基準
となる音響信号のしきい値の設定レベルや、異常判定の
回数、周波数スペクトラムに対するしきい値レベルの設
定は、プラント運転状況に合わせて段階的に変更できる
。
【0019】なお、本発明の音響センサーを前記の26
0t/hの液燃蒸気噴霧式オイルバーナーを付けた貫流
ボイラの燃焼ノイズが最も高い火炉水冷炉壁の2カ所に
設置したところ、漏洩部位から10mのところで、漏洩
量0.5t/hの漏洩を捉えることが出来た。
0t/hの液燃蒸気噴霧式オイルバーナーを付けた貫流
ボイラの燃焼ノイズが最も高い火炉水冷炉壁の2カ所に
設置したところ、漏洩部位から10mのところで、漏洩
量0.5t/hの漏洩を捉えることが出来た。
【0020】なお、上記実施例においては、主としてボ
イラについて説明したが、高圧ガス系の加熱炉等におい
ても本発明は適用できる。
イラについて説明したが、高圧ガス系の加熱炉等におい
ても本発明は適用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明は、気中伝播漏洩音検出法におい
て、火炉で腐食性ガスが発生する場合に、音響センサー
の表面が腐食性の火炉ガスに直接曝されるのを防止出来
た。又、音響センサーが高温になるのを阻止することが
出来た。この為、マイクロホンセンサーを炉の内部によ
り近づけて設置できるため、炉内を伝播するチューブ漏
洩音をより近接して捉えることが出来き、漏洩音の伝播
減衰が少なくなり、S/N比を向上でき、更にセンサー
の耐久性の向上にも有用である。同時に固体伝播漏洩音
検出法のように、多数のセンサーを必要とせず、少数の
センサーでチューブ漏洩の検出が可能となり、チューブ
漏洩が軽微なうちに、漏洩部分を早期に発見するが出来
るのでチューブ漏洩箇所の修理期間が大幅に短縮できる
ようになった。
て、火炉で腐食性ガスが発生する場合に、音響センサー
の表面が腐食性の火炉ガスに直接曝されるのを防止出来
た。又、音響センサーが高温になるのを阻止することが
出来た。この為、マイクロホンセンサーを炉の内部によ
り近づけて設置できるため、炉内を伝播するチューブ漏
洩音をより近接して捉えることが出来き、漏洩音の伝播
減衰が少なくなり、S/N比を向上でき、更にセンサー
の耐久性の向上にも有用である。同時に固体伝播漏洩音
検出法のように、多数のセンサーを必要とせず、少数の
センサーでチューブ漏洩の検出が可能となり、チューブ
漏洩が軽微なうちに、漏洩部分を早期に発見するが出来
るのでチューブ漏洩箇所の修理期間が大幅に短縮できる
ようになった。
【図1】本発明の伝音管の設置状況を示す断面図である
。
。
【図2】図1のA−A部分の切断断面図である。
【図3】気中伝播漏洩音検出法の従来例を示した音響セ
ンサーの設置状況を示す断面図である。
ンサーの設置状況を示す断面図である。
【図4】固体伝播漏洩音検出法の従来例を示した音響セ
ンサーの設置状況を示す断面図である。
ンサーの設置状況を示す断面図である。
10 火炉
11a、11b、11c、11d 伝熱細管12
伝音管 13 筒体 14 外筒 16a、16b 水平仕切板 17a、17b 細孔 19 音響センサー 22 冷却水流入口 23 冷却水流出口 25 シール用エアー入口 32 ハイパスフィルター 35 波形処理演算器 36 チューブ漏洩監視器 40 フレキシブルチューブ
伝音管 13 筒体 14 外筒 16a、16b 水平仕切板 17a、17b 細孔 19 音響センサー 22 冷却水流入口 23 冷却水流出口 25 シール用エアー入口 32 ハイパスフィルター 35 波形処理演算器 36 チューブ漏洩監視器 40 フレキシブルチューブ
Claims (4)
- 【請求項1】一端は開口し他端は閉口した筒体内に、音
響センサーを設け、前記筒体にエアーシール用の入口を
設けて、前記筒体内にエアーを通風出来るようにしたボ
イラ等内のチューブ漏洩検出装置 - 【請求項2】一端は開口し他端は閉口した筒体内に、音
響センサーを設け、前記筒体の外側を更に外筒で覆い、
前記筒体と外筒の間を冷却液を流入させて、前記筒体及
び音響センサーを冷却したボイラ等内のチューブ漏洩検
出装置 - 【請求項3】筒体と外筒の間に仕切り板を設け、該仕切
り板に細孔を設けた請求項2のボイラ等内のチューブ漏
洩検出装置 - 【請求項4】請求項1のボイラ等の内のチューブ漏洩検
出装置において、該筒体の外側を更に外筒で覆い、該筒
体と外筒の間を冷却液を流入させて、該筒体及び音響セ
ンサーを冷却したボイラ等内のチューブ漏洩検出装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4143791A JPH04240533A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | ボイラ等内のチューブ漏洩検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4143791A JPH04240533A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | ボイラ等内のチューブ漏洩検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04240533A true JPH04240533A (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=12608354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4143791A Withdrawn JPH04240533A (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | ボイラ等内のチューブ漏洩検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04240533A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102853420A (zh) * | 2012-08-30 | 2013-01-02 | 南京擎能自动化设备有限公司 | 声频传感器 |
JP2016532133A (ja) * | 2013-10-02 | 2016-10-13 | エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft | 漏れを検知するための装置 |
CN110339641A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-18 | 苏州协昌环保科技股份有限公司 | 声波感知智能电磁脉冲阀以及电磁脉冲阀异常检测方法 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP4143791A patent/JPH04240533A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102853420A (zh) * | 2012-08-30 | 2013-01-02 | 南京擎能自动化设备有限公司 | 声频传感器 |
JP2016532133A (ja) * | 2013-10-02 | 2016-10-13 | エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft | 漏れを検知するための装置 |
CN110339641A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-18 | 苏州协昌环保科技股份有限公司 | 声波感知智能电磁脉冲阀以及电磁脉冲阀异常检测方法 |
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