离心压缩机组管道优化布置及应力分析计算

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离心式压缩机配管规定

离心式压缩机配管规定1.1 目的为了统一石油化工装置离心式压缩机的配管设计，特编制本标准。

1.2 范围1.2.1 本标准规定了石油化工装置离心式压缩机配管的一般要求，吸气管道、排气管道、润滑油及封油管道的设计，以及支吊架设置等要求。

1.2.2 本标准适用于石油化工装置离心式压缩机的配管设计。

1.3 引用标准使用本标准时，应使用下列标准最新版本。

GB 50160 《石油化工企业设计防火规范》SH 3012 《石油化工管道布置设计通则》SEPD 0112 《往复式压缩机配管设计规定》2 配管设计2.1 一般要求2.1.1 离心式压缩机配管设计应符合GB 50160和SH 3012中有关压缩机的管道布置要求。

2.1.2 配管设计应符合工艺管道和仪表流程图（以下简称PID ）与制造厂图纸中有关管道流程的设计要求。

2.1.3 管道的走向，支吊架和补偿器的设置均应考虑到减少机械设备管嘴的受力和力矩。

2.1.4 压缩机吸气和排气管道的布置应通过应力分析确定，使压缩机吸气和排气管嘴所受作用力和力矩，小于其允许值，并使其叠加的合力和合力矩亦小于其允许值。

2.1.5 管道和阀门布置，应不妨碍设备检修且便于操作。

2.1.6 在满足管道热补偿和机械允许受力的条件下配管应采用最短运行路线和最少数量的管件。

2.1.7 应采用或参照已有成功运行经验的管道布置实例。

2.1.8 离心式压缩机壳体有垂直剖分型和水平剖分型两种基本形式：a) 垂直剖分型压缩机，其前面不得有管道及其他障碍物；b) 水平剖分型压缩机，其上方不得有管道及其他障碍物。

如果必须设置管道，应采用法兰连接，以便拆卸。

2.1.9 压缩机吸气和排气管嘴均向上时，其进出口管道应设置可拆卸式管段，以便压缩机检修。

2.1.10 压缩机吸气和排气嘴均向下时，吸气和排气管道宜并排布置在地面上，便于支撑管道，其管底至地面的高度不宜小于600 mm 。

2.1.11 压缩机吸气和排气管道的走向，宜适应压缩机管嘴的热位移方向。

离心压缩机的性能计算与优化方法研究

离心压缩机的性能计算与优化方法研究离心压缩机是一种常见的流体机械设备，广泛应用于空调、供暖、冷冻和工业生产等领域。

在设计和运行离心压缩机时，性能的计算和优化至关重要。

本文将就离心压缩机的性能计算与优化方法展开研究，以期提供一些有益的指导和建议。

1. 离心压缩机的基本原理和流程离心压缩机是通过离心力将气体或气体与气体混合物的进气流动压缩，并通过出口将压缩气体排出。

其基本原理是离心力和动能转化，通过离心轮、导叶和转子等关键部件相互配合，实现气体的连续压缩。

离心压缩机的运行流程包括气体的吸入、入口导叶的调节、气体的离心压缩、排气口的打开和排气等。

这个流程需要合理的设计和操作，以保证离心压缩机的高效运行和性能。

2. 离心压缩机性能计算的基本参数离心压缩机的性能计算需要考虑多个参数，其中一些参数可以直接测量，而其他参数需要通过计算获得。

以下为离心压缩机性能计算的基本参数介绍：2.1 流量(Q)：指单位时间内通过离心压缩机的气体体积或质量。

2.2 压力比(Pi)：指离心压缩机出口压力与进口压力的比值。

2.3 转速(N)：指离心压缩机旋转的速度，通常以每分钟转数表示。

2.4 压气机效率(ηc)：指离心压缩机在压缩气体过程中的能量利用效率，可以通过测量输入功率和输出功率来计算。

2.5 空气流体属性：包括气体的密度、比热容和粘度等，这些参数对于性能计算和优化至关重要。

3. 离心压缩机性能计算方法离心压缩机的性能计算可以通过试验和理论计算两种方法来实现。

试验方法是通过实际操作离心压缩机并测量相应的参数来获取性能数据，而理论计算方法则是基于离心压缩机的设计参数和运行条件，通过建立数学模型来计算性能。

3.1 试验方法离心压缩机的试验方法是一种直接且可靠的性能计算手段。

通过在实际环境下进行离心压缩机的运行和测试，可以获得基本的性能参数。

试验方法可以通过流量计、压力计和温度计等传感器测量性能参数，并采用现场数据采集系统来记录和处理数据。

泵管道布置及应力计算【范本模板】

泵管道布置及应力计算摘要:石化生产装置中，泵是不可缺少的用于输送介质的机械。

离心泵借助其性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠、操作费用最低，维修工作量小等诸多优点,约占工艺用泵总量的80%～90%。

泵上管道的布置显得尤为重要。

本文具体阐述了泵进出口管道及其支吊架设计的注意事项和泵管口校核的API 610标准。

并对实际工程项目中的两台泵管道进行了应力分析,发现由于泵进口管线的柔性不够，使得其管口受力超出了标准限制。

为此，在原配管的基础上，通过增加L型弯用管道的自然补偿以增加管道自身的柔性。

经分析后,发现管口受力有了很明显的改善，通过标准进行了校核，其满足标准规定。

此外值得注意的是，泵管道的柔性并不是越大越好。

因为柔性的增加意味着管段的增多，管道中压力降的增大。

这除了增加了建造成本外,还可能使其中的介质气化导致泵及管道的噪声和振动。

在实际工程项目中,要根据具体情况进行泵管道的布置，使其技术上满足泵标准受力要求,运行中达到安全稳定。

关键词：泵离心泵布置管道应力在石化行业设计中，泵是不可或缺的输送液体或使液体增压的机械.泵主要分为三大类，即离心泵、往复泵和旋转泵.由于离心泵的性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠、操作费用最低,维修工作量小等诸多优点，因此在石油化工厂中多采用离心泵。

在此所讨论的泵为离心泵.同时各设备之间的连接自然离不开管道,管道在石油化工生产装置建设中占据着很重要的位置，它是物料输送的工具.由于泵属于旋转机械,其承受管道的作用力和力矩受到极大地限制。

当泵管口受力大时,使泵的外壳发生变形，泵旋转的同轴度受到影响，造成泵发出噪音和振动，甚至损坏，则使管口受力尽可能小,并在允许的范围之内显得尤为重要。

最理想状态就是使泵管口不受管道的作用力，显然这是不可能的。

这些力要么来自于管道的热膨胀要么来自于管系本身的重力，应用泵管线应力分析，并通过改变泵管线的走向和确保其得到合理的支撑，以分析其管口受力。

离心式压缩机配管规定

中国石化集团兰州设计院标准SLDI 333C07-2002中国石化集团兰州设计院目录1. 总则 (1)2. 管道布置 (1)2.1 工艺管道布置 (1)2.2 气轮机管道布置 (5)2.3 辅助管道布置 (7)3. 配管应力解析及管道支架 (9)3.1 配管应力解析 (9)3.2 管道支架 (10)附录1 配管柔性算图 (10)附录2 配管柔性计算例题 (11)中国石化集团兰州设计院1、总则1.1 本规定适用于离心式压缩机吸入、级间、排出管道、密封油系统、油冷却器以及汽轮机系统的配管设计。

不适用于由制造厂成组或成套供应的配管系统设计。

1.2 本规定第三章及附录一和二的内容，供配管设计人员在配管研究阶段，对离心式压缩机的吸入和排出口管道，作初步的宏观应力分析和判断，设计出可行的管道几何形状，供应力分析专业进行最终的柔性分析和计算，直到最后确定为止。

2、管道布置2.1 工艺管道布置2.1.1 离心式压缩机典型配管研究图见图2.1.1-1和图2.1.1-2。

离心式压缩机上方及四周的配管，不应妨碍其吊装及维修，不应在转子抽出范围内布置管道。

离心式压缩机的周围要留有足够的检修空间。

图2.1.1-1 离心式压缩机及汽轮机管道平面布置研究图注：（图2.1.1-1） ①见第2.1.10条 ②见第2.1.12条 ③见第3.0.1条 ④见第2.1.11条⑤见第2.2.5条，此阀通常随机带来。

⑥见第2.2.9条吊钩图2.1.1-2 离心式压缩机及汽轮机管道立面布置研究图注：①见第2.1.12条。

2.1.2必须重视离心式压缩机吸入口处的配管结构，使其结构有利于入口处流体的分布均匀。

吸入管弯头与压缩机法兰之间，必须配置一段直管段（不连支管），此直管道长度至少为3～5倍管径，如图2.1.1-2所示。

对这一直管段的要求，通常由压缩机制造厂提出。

2.1.3吸入口处的弯管，其弯曲半径应等于或大于3倍于管道直径。

排出口处的弯管应采用Ｒ≥1.5DN的弯头。

应力分析在管道设计过程中的优化及指导

应力分析在管道设计过程中的优化及指导摘要：电力建设是我国整体经济建设中非常重要的组成部分，一直以来发挥着非常重要的作用，随着超超临界技术的发展，设计过程中往往存在着极端的温度及压力变化，用于输送这些介质的管道通常为压力管道。

压力管道由于通常传输这类极端温度及压力的介质，其安全与否对机组运行的安全性尤为重要。

关键词：应力分析；管道设计过程；优化及指导引言我国整体经济建设的快速发展离不开各行业的支持，其中工业建设的贡献尤为突出。

管道应力分析是指通过科学计算对管道进行力学分析，以确保管道能够满足与其相连的设备的安全应用需求。

设计人员在管道设计过程中需要全面考虑管道应力状态，进而保证其能够满足安全运行需求，绝不能主观臆断，同时还应当注重设计的高效化与合理性。

1管道应力分析方法与范围管道应力分析前，需要编制相应的分析规定，明确分析重点。

了解把握管道应力分析轴测图和相关数据，应用CAESARII应力分析软件进行分析，构建模型，之后再分析其合理性，最终得出结果，科学调整管道模型，以保证应力校核评定过程顺利。

在此基础上，编制计算书，将计算结果提交给配管专业。

一般而言，与荷载敏感的转动设备或者与应力敏感的设备相连的管线、管道应当进行重点应力分析，其中与荷载敏感的转动设备相连的管线主要包括下述几种：(1)连接泵进出口的管线。

(2)连接往复泵、压缩机的管线。

(3)公称直径大于等于DN100的转动设备管道。

与应力敏感的设备相连的管道包括下述几种：(1)连接加热器的管道。

(2)连接主辅机设备的管道等。

2管道优化设计1.管道走向的优化，在进行管道的设计时，需要考虑诸方面因素，如管道尺寸的大小、位置的分配、走向优化、以及支架的位置及其形式。

对于一些极端工况下的管道如四大管道、LNG管道等，受制于配管经验，有时会考虑的不够周到合理，导致管道的应力超出许用应力范围。

对于这类问题，通过借助CAESARII对相关管道进行应力计算，即可对应力超标部分的管道进行调整和优化。

管道柔性分析与应力计算

今天借这个机会和大家共同学习和探讨一下管道柔性分析与应力计算以与应力计算软件CAESARⅡ。

我们作为管道工程师，配管是我们的主要工作，占据了我们大部分工作时间。

一般情况下，管道工程师在配管完成后，应将临界管系提给管道机械工程师进行管道柔性分析与应力计算，通常也简称为应力分析。

我们在配管完成后，为什么要进行管道应力分析呢？主要有以下几个原因：第一个原因是为了使管道应力在规的许用围，保证所设计的管系与其连接部分的安全性。

第二个原因是为了使管口荷载符合标准规的要求。

第三个原因是为了计算支撑和约束的设计荷载。

第四个原因是为了计算管道位移，从而选择合适的管架。

第五个原因是为了解决管道动力学问题，比如说：机械振动，声频振动，流体锤，压力脉动，安全阀的排放等等。

最后一个原因是为了帮助配管优化设计。

这些原因呢也构成了管机工程师需要完成的工作任务，对这些容呢后面我们会作进一步学习。

今天我们学习的容包括以下五个部分:1.管道应力分析的相关理论和基础知识。

我们简单的学习一下与管道应力分析相关的一些理论和基础知识。

2.管道应力分析的理解和工作任务。

3.实际工作中的管道应力分析的工作过程。

4.管道的柔性设计。

5. CAESARⅡ管道应力计算程序。

我们首先一起学习一下应力分析的理论基础一管道应力分析的相关理论和基础知识。

应力分析的相关理论和基础知识涉与的容是非常广泛的，象是材料力学，结构力学，有限元，弹塑性力学等等。

今天我们只学习和它关系最为密切的一些容。

如果有兴趣的话，大家可以在以后时间里进一步学习其他相关知识。

我们学习的第一点是强度理论在管系上的任一受力点，往往受到多方向应力的作用，例如：轴向应力，环向应力，剪切应力的作用。

这些应力会对管道材料的力学性能产生影响，严重时将使管道材料失效或产生破坏。

这种影响程度通常用“当量应力强度”来衡量，而定量求解应力强度则要依据相应的强度理论。

涉与的强度理论主要有四种：第一种是最大主应力理论。

工艺管线应力对离心式压缩机的影响分析

工艺管线应力对离心式压缩机的影响分析摘要：本文基于工艺管线各类应力对离心式压缩机受力状况的影响因素，将其运行过程的应力变化情况和理论设计进行了比对，在此基础上对离心式压缩机运行过程中应力变化带来的负面影响进行了分析，并有针对性的提出了消减应力的方法，希望可以促进离心式压缩机运行的稳定性和可靠性，实现连续运行，最终达到节省成本的目的。

关键词：工艺管线应力；离心式压缩机；影响前言：当前阶段，大型离心式压缩机在工业生产中已经得到了广泛的应用，在其运行的过程中，很多因素都会对其运行效果产生影响，其中工艺管线安装和运行过程中产生的残余应力以及热应力对离心式压缩机的影响较为显著，经常会引发机组振动升高等问题，不仅会损害离心式压缩机的性能和寿命，同时也会对生产作业的有序开展造成影响。

因此探究工艺管线应力对离心式压缩机的影响具有重要意义。

1、工艺管线应力对离心式压缩机的影响分析1.1工艺管线应力的产生及危害分析工艺管线应力通常产生于其安装和运行过程中，主要分为残余应力和热应力两种类型，导致其应力产生的原因主要包括以下两个方面：其一，机组安装阶段对应力的考虑不足，未采取有效的应力消除措施，导致工艺管线与机组之间残留着一定的安装应力。

同时，在进行机组安装的过程中，经常会使用顶丝将机组顶到标准位置，这也会导致与机组相连的工艺管线和定位地脚螺栓之间产生相应的变形应力。

其二，记住运行过程中，其出、入口工艺管线中流动介质之间存在较大的温差，导致工艺管线膨胀变形不均衡，从而产生热应力[1]。

通常情况下，机组若是处于闲置状态下，定位地脚螺栓的作用力可以帮助机组处于安装找正的对中位置。

然而一旦机组开始运行，其安装时产生的残余应力和热应力的合理就会超出定位地脚螺栓作用力和机组机座之间的摩擦力，一部分无法抵消的应力就会导致机组无法位置安装找正的对中位置，使其运行效果大幅度降低[2]。

1.2离心式压缩机的工艺管线热膨胀应力离心式压缩机在运行的过程中由于转速较快，会产生高温，加之其能耗较高，因此会导致机组本体以及与其相连接的工艺管线温度出现增高，进而产生热膨胀应力。

离心压缩机组的管道设计

３”
２”
８０
３５
８”
６”
５６００
１” ３３００２２
４” ３”
２”
１２００２．３～２．５７５０
２６０
平衡气管包括一次平衡和二次平衡（缓冲气）管路。平衡盘下游的压力，一般认为等于缸体的入口压力，但实际上回气管路中压力损失，当平衡盘密封间隙增大时，回气管气流速度加大，压力损失就越大，两端压差值也大，因而必
Ｖ（ｍ／ｓｅＣ）
流通量
Ｌ／ｍｉｎ
５０５Ｏ３４７０
２７９０２１９Ｏ１６６０
（一）进油管计算原则各润滑油点和密封油的耗油量，根据有关资料确定后，在计算管径时要把油量加一个系数，推荐值为１．３。因为在进油管路上有调压装置，富裕的大流量便于调压，同时也为了保证管路流速不至过大。流速见表１。表１润滑和密封油管线的管路击见格与流速
３ＧＣ３级
倍进行选择管径。见表２。回油管的支管和总管必须有４％的坡度（ＡＰＩ６１４规定），个别也有取２．５在回油支管上必须有视镜和测温螺孔，采用叠片或膜盘联轴器联接时，
输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或者等于１．０ＭＰａ，并且设计
须限制平衡气管路中的气流速度，这个速度必须限制在１０－２０ｍ／ｓｅｃ。如果超过２０ｍ／ｓｅｃ，就要考虑一系列影响，如平衡盘下游压力升高，引起轴向力的增加，进气温度变化等。除一次平衡气管路必须限制管速外，其余的平衡气管、充气管、排火炬管路也要考虑，流速一般也限制在２０ｍ／ｓｅｃ。３离心压缩机的工程气管路设计３．１工业管道的ＧＣ分类工业管道是指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道，公用工程管道及其他辅助管道。划分为：ＧＣ１级、ＧＣ２级、ＧＣ３级。离心压缩机压力管道需按工业管道的ＧＣ分类，作为压力管道用材料的设计选材依据。１符合下列条件之一的工业管道为ＧＣ１级：（１）输送ＧＢ５０４４ — ８５《职业接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度

浅谈离心泵管道的柔性设计和应力分析

78CPCI 中国石油和化工化工设计浅谈离心泵管道的柔性设计和应力分析耿云飞　姜黎明　丁春春（江苏中圣高科技产业有限公司）摘要：管道柔性设计是指在管道的设计过程中考虑管道的柔性，柔性管道能够有效避免管道因热胀冷缩、端点附加位移及管道支撑不当设置引起的管道受力超限，同时可以防止管道与相连的离心泵之前因过大变形而产生的应力超限，保证管道及相应设备的正常运转。

本文首先介绍了管道柔性设计的目的和方法，提出了控制离心泵嘴管道应力的具体措施，为工程实践提供参考。

关键词：管道柔性设计　推力和力矩　正常运行引言随着我国石油化工产业的飞速发展，工厂中需要输运的物料越来越多。

离心泵是我国工业领域最重要的输运设备之一，工厂中的物料介质有冷态和热态也有气态或固态，离心泵管道常被应用在工业中输送液体物料。

设计管道时应当做到技术先进，经济合理，安装方便，同时还必须保证具有足够的安全度，对离心泵管道进行设计时应当首先遵守柔性设计准则。

另一方面，对管道进行应力分析时管道设计的基础，通过合理的应力计算，可对管道进行完整的强度与安全评估。

管道中的应力是由于管道承受外部荷载、内部液体压力或者热胀冷缩引起，管道在这些状态下的工作应力是非常复杂的，因此有必要对管道进行完整的应力分析和安全评估。

1 管道柔性设计的目的对管道结构进行柔性设计的主要目标是在设计条件下，增大管道柔性。

首先，避免管道受热膨胀或遇冷收缩使管道变形应力过大，导致管道破坏；其次，管道在端部连接处可能因附加位移而断开并产生泄漏；其次，防止因管道支撑设置不当使管道推力和力矩过大，从而对与管道连接的设备造成影响；最后，防止管道推力或力矩值超限，破坏管道的支吊架。

2 管道柔性设计的一般方法管道设计过程中，改变管道走向、增设波纹管膨胀节或者选用弹簧支吊架的方法可以用来增加管道的柔性。

若条件允许，增加管道柔性的首要方法应考虑改变管道的走向或选取合适的弹簧支吊架。

若两根相交管道的固定点位于相同位置时，可以增加管道的相应长度或者增设更多的弯头来提高管道的柔性。

离心式压缩机管道应力分析及管口校核

离心式压缩机管道应力分析及管口校核
李玉石
【期刊名称】《盐业与化工》
【年(卷),期】2018(047)003
【摘要】离心式压缩机是油气管道领域应用最广的设备之一,其完整性将直接应用油气输送效率,但由于压缩机管道约束点及约束形式设计不合理,常引起转动轴扭断等问题,严重破坏压缩机的完整性.针对离心式压缩机管道的约束点及约束形式设计问题,应用CAE-SAR Ⅱ软件对离心式压缩机进出口管道进行了应力计算和管口受力分析,找出最大受力点,通过调整管道支吊架形式和管道布置等方法,改善了管口受力,以保证设备的正常运行.研究表明:适当增加支点和改变支吊架形式,增大整个管系的柔性,使管系的各支吊点的受力分布均衡,可减小管道的受力,从而防止出现管道的局部作用荷载不均衡问题,全面保障离心式压缩机的完整性.
【总页数】5页(P50-54)
【作者】李玉石
【作者单位】华陆工程科技有限责任公司,陕西西安710065
【正文语种】中文
【中图分类】TH452
【相关文献】
1.离心式压缩机管道应力分析及管口校核 [J], 李玉石;
2.往复式压缩机管道应力分析及其振动解决方案 [J], 崔匀
3.遗传算法在离心式压缩机热力校核性计算中的应用 [J], 商建平;俞树荣
4.管道应力对离心式压缩机轴振动的影响 [J], 陈宝冬;邵笑音
5.在离心式压缩机及汽轮机管道设计中如何考虑管道应力 [J], 章忻
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应力计算规定

1范围本标准规定了:（1）管道在内压、持续外载作用下的一次应力和由于热胀、冷缩及其它位移受约束产生的热胀二次应力的验算方法，以判断所计算的管道是否安全、经济、合理；（2）管道由于热胀、冷缩及其它位移受约束和持续外载作用产生的对设备的推力和力矩核算方法，以判明是否在设备所能安全承受的范围内；（3）管道应力分析方法的选择依据；（4）支吊架的选用原则.执行本规定时，尚应符合现行有关标准规范的要求。

本规定适用于石油化工企业承受静力载荷的碳素钢、合金钢及不锈钢管道的柔性设计 2引用标准《石油化工企业管道柔性设计规范》《石油化工企业管道设计器材选用通则》《石油化工钢制压力容器》《石油化工企业管道支吊架设计规范》《化工厂和炼油厂管道》《API — 610/NEMA- SM23>上述标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

在标准出版时，所示标准均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用上述标准最新版本的可能性。

3 一般规定3.1管道柔性设计应保证管道在设计条件下具有足够的柔性，防止管道因热胀冷缩、端点附加位移和管道支撑设置不当等原因造成的下列问题：一. 管道应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏；二. 管道连接处产生泄漏；三.管道推力和力矩过大，使与其相连接的设备产生过大的应力和变形，影响设备正常运行。

3.2在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热胀冷缩外，还应考虑下列管道端点的附加位移：一.加热炉管对加热炉进出口管道施加的附加位移；二. 塔或其它立式设备产生热胀冷缩时对连接管道施加的附加位移；三. 管壳式换热器及其它卧式设备滑动支座移动造成连接管道的附加位移；五. 几台设备互为备用时，不操作管道对操作管道的影响；六. 不和主管一起分析的支管，应将分支点处主管的位移作为支管端点的附加位移；七. 根据需要，应考虑固定架和限位架的刚度影响。

管道应力分析及计算

(5)固定架 (6)限位架 (7)轴向限位架 (8)导向架
用于固定点处，不允许有线位移和角位移的场合；用于限制任一方向线位移的场合；用于限制管道轴向线位移的场合；用于允许有管道轴向位移，但不允许有横向位移的场合
3
减振支架
(9)减振器
用于限制或缓和管道振动
2、管道跨距及导向间距管道跨距 — 强度及刚度两项控制力学模型强度条件：连续敷设水平直管允许跨距强度条件是管道中最大纵向应力不得大于设计温度下的材料的许用应力。管道跨距计算不考虑内压最大允许跨距考虑内压最大允许跨距大直径薄壁管道
2、管道跨距及导向间距导向间距：Βιβλιοθήκη 01水平管01
垂直垂直管道的最大导向支架间距大致可按不保温管充水的水平管道支架间距进行圆整。
01
DN（INCH）
H MAX. SPAN（m）
当当
壁厚计算
外压直管的壁厚，应根据GB150规定的方法确定。其它的管件(如Y型三通、孔板等)依据相应的规范(GB50316-2000)公式进行计算。
t 的确定应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等因素综合考虑确定。
⑶ 临界管线表公式法： D0 — 管外径(mm) Y — 管段总位移(mm) Y=(ΔX2+ΔY2 +ΔZ2)1/2 L — 管段两个固定点的展开长度(m) (AB+BC+CD) U — 管段两个固定点的直线距离(m) (AD间的直线距离) (依据ASME/ANSI B31.1及B31.3)
2）限制性支架：用来阻止、限制或控制管道系统位移的支架(含可调限位架)。 a）导向架：使管道只能沿轴向移动的支架，并阻止因弯矩或扭矩引起的旋转。 b）限位架：限位架的作用是限制线位移。在所限制的轴线上，至少有一个方向被限制。 c）定值限位架：在任何一个轴线上限制管道的位移至所要求的数值，称为定值限位架。 d）固定架：限制管道的全部位移。 3）减振架：用来控制或减小除重力和热膨胀作用以外的任何力(如物料冲击、机械振动、风力及地震等外部荷载)的作用所产生的管道振动的支架。减振架有弹簧及油压和机械三种类型。

管道应力分析及计算

三、管道的柔性设计
3.1、柔性定义及柔性设计的方法和目的 a)定义 b)目的 c)设计方法 d)端点位移考虑 3.2、是否进行详细柔性设计的判别方法 a)应进行详细柔性设计的管道 b)可以不进行详细柔性设计的管道 c)判别式的使用方法与注意事项 3.3、管道的热补偿
三、管道的柔性设计
3.4、应力增大因子 3.5、柔性分析方程 3.6、弹性模量随温度变化效应 3.7、柔性分析的另一规则
五、管道机械专业（应力分析）常用的标准规范
1、GB50316-2000《工业金属管道设计规范》 2、HG/T20645-1998《化工装置管道机械设计规定》 3、SH/T3041-2002《石油化工企业管道柔性设计规范》 4、GB150《钢制压力容器》 5、JB/T8130.1-1999 《恒力弹簧支吊架》 6、JB/T8130.2-1999 《可变弹簧支吊架》 7、GB 50251-2003 《输气管道工程设计规范》 8、GB 50253-2003 《输油管道工程设计规范》 9、ASME/ANSI B31.1 -- Power Piping
10、ASME/ANSI B31.3 Process Piping 11、ASME/ANSI B31.4 Liquid Transmission and
Distribution piping systems 12、ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribution piping systems 13、API610 -- 离心泵 14、NEMA SM23 -- 透平 15、API617 -- 离心式压缩机 16、API618 -- 往复式压缩机 17、API661 -- 空冷器 18、ANSI/B31.1、APIRP520 -- 安全阀、爆破膜

离心式压缩机配管规定

目录第一章总则第二章管道布置第一节工艺管道布置第二节气轮机管道布置第三节辅助管道布置第三章配管应力解析及管道支架第一节配管应力解析第二节管道支架附录1 配管柔性算图附录2 配管柔性计算例题第一章总则第1.0.1条本规定适用于离心式压缩机吸入、级间、排出管道、密封油系统、油冷却器以及汽轮机系统的配管设计。

不适用于由制造厂成组或成套供应的配管系统设计。

第1.0.2条本规定第三章及附录一和二的内容，供配管设计人员在配管研究阶段，对离心式压缩机的吸入和排出口管道，作初步的宏观应力分析和判断，设计出可行的管道几何形状，供应力分析专业进行最终的柔性分析和计算，直到最后确定为止。

第二章管道布置第一节工艺管道布置第2.1.1条离心式压缩机典型配管研究图见图2.1.1-1和图2.1.1-2。

离心式压缩机上方及四周的配管，不应妨碍其吊装及维修，不应在转子抽出范围内布置管道。

离心式压缩机的周围要留有足够的检修空间。

图2.1.1-1 离心式压缩机及汽轮机管道平面布置研究图注：（图2.1.1-1）①见第2.1.10条②见第2.1.12条③见第3.0.1条④见第2.1.11条⑤见第2.2.5条，此阀通常随机带来。

⑥见第2.2.9条吊钩图2.1.1-2 离心式压缩机及汽轮机管道立面布置研究图注：①见第2.1.12条。

第2.1.2条必须重视离心式压缩机吸入口处的配管结构，使其结构有利于入口处流体的分布均匀。

吸入管弯头与压缩机法兰之间，必须配置一段直管段（不连支管），此直管道长度至少为3～5倍管径，如图2.1.1-2所示。

对这一直管段的要求，通常由压缩机制造厂提出。

第2.1.3条吸入口处的弯管，其弯曲半径应等于或大于3D。

排出口处的弯管应采用Ｒ≥1.5DN的弯头。

第2.1.4条当吸入管道直径与压缩机上的吸入管接口不相符时，应采取过渡变径管连接，严禁采用异径法兰连接。

一般变径管角度为8~12°，而有的压缩机制造厂要求过渡变径管的角度不大子６°，如图2.1.4所示。

离心式压缩机管道设计浅析

离心式压缩机管道设计浅析摘要：离心式压缩机在运输气体的过程当中发挥着非常重要的作用，它主要是利用叶轮做功，从而实现对气体的运输。

所以离心式压缩机的力矩参数和各种数据参数都需要进行严格的控制，这样才能保证离心式压缩机的正常使用。

如果在使用离心式压缩机的时候没有设置好参数，那么设备就很容易受到损坏。

所以本篇文章主要介绍了离心式压缩机管道的设计工艺，所研究的离心式压缩机主要是通过蒸汽透平做功实现驱动，以供业内人士参考。

关键词：离心式压缩机；管道；设计在开展管道设计工作的时候，离不开离心式压缩机的帮助，在设计之初，首先需要了解的是温度对管道设计带来的影响，因为管道内部本来就装有一部分高压气体以及少部分低压气体，所以在设计管道的时候必须要想办法解决这个问题。

除此之外，在管道设计工作当中，每一位工作人员必须严格要求自己，不能利用自己手中的职权谋私利，必须保证管道设计工作能够顺利开展，同时也要确保完工以后的产品质量能够合格，以达到使用者各方面的要求。

一、离心式压缩机的设备情况以及厂棚设置离心式压缩机主要采用双层布置的原则，上层放置一些比较重要的设备，下层主要放置一些不太重要的附属设备以及管道工艺等等，层间距必须适中，通常情况下要大于等于4厘米，这样才能够满足制造厂商的要求。

如果离心式压缩机的动力是由凝汽式汽轮机提供的，那么就需要对离心式压缩机进行双层的布置，将凝汽器布置到汽轮机排汽口的正下方，然后将凝结水泵布置到凝汽器附近的位置，这样就可以保证整体装置结构的高度合理，从而确保水泵能够安全运行。

如果是背压式汽轮机为离心式压缩机提供了动力，那么就要把汽封冷却器和离心式压缩机尽量靠近。

要想让离心式压缩机的检修工作能够在二层的平台上面进行，那么就需要对其进行双层的布置。

同时对检修区域的要求也非常高，首先要保证建筑区域能够放下离心式压缩机最大的检修部件，检修部件放置完毕以后，还需要保证工作人员拥有充裕的工作空间。

如果多处离心式压缩机管道同时出现问题的话，那么大家可以共同使用检修区域。

离心式压缩机及汽轮机管道应力分析规定

1 总则l.0.l 本标准适用于离心式压缩机及汽轮机的管道应力分析。

l.0.2 本标准包括应力分析的准则、分析内容以及具体要求。

1.0.3 执行本标准时，尚应符合现行有关标准规定的要求。

l.0.4 本规定代替《汽轮机及离心式压缩机进出口管线设计及安装技术规定》(BA3-3-9-90)。

2 准则2.0.1 机械设备嘴子所受作用力必须限制在允许范围内，否则可能影响设备找正或是导致机械转动部分与静止部分的间隙受到破坏而降低设备效率，甚至影响设备安全运行。

2.0.2 需要进行作用力验算的设备嘴子包括压缩机进、出口，汽轮机进、出口以及汽封排汽口。

2.0.3 进行设备嘴子所受作用力验算时，计算荷载为温度荷载、附加位移和管内介质荷载；作用力为温度荷载、附加位移荷载和管内介质荷载作用产生的管道对设备嘴子的作用力。

根据有关规定，管道吊装、焊接完成后应对设备嘴子法兰进行对中度和平行度检查，在安装条件下，设备嘴子基本不受作用力，相应工作条件下、设备嘴子所受到的作用力完成由以温度荷载、附加位移荷载和管内介质荷载作用产生。

2.0.4 设备在正常运转工况下，设备嘴子处的应力不得大于35MPa。

2.0.5 长期运转工况下，管道对设备作用力不应超过设备制造厂所推荐的数值，当制造厂未提供该方面数值时，对压缩机可参照API6l7(美国石油协会标准617)，对汽轮机可参照NEMA-23(美国全国电气制造商协会标准-23）。

2.0.6 管道应力验算可参照美国ANSI B31.3执行。

3 分析内容3.0.l 验算管适应力、设备嘴子所受力与力矩。

3.0.2 通过计算分析选择适当位臵设臵固定支架及确定是否需要设臵必要的限位架。

3.0.3 应明确给出波纹管膨胀节产品型号、安装位臵和方位以及制造商*。

3.0.4 确定弹簧支吊架型号、安装刻度和安装位臵。

3.0.5 对于荷载较大的支吊架应给相关专业提出荷载资料，并考虑固定架、限位架受力变形对设备嘴子的影响，必要时对支架刚度提出刚度要求。

离心式压缩机管道的设计

离心式压缩机管道的设计中国成达工程有限公司四川成都 6100001 概述甲醇装置中的压缩厂房包括合成气压缩机和天然气压缩机。

天然气压缩为转化工序服务，合成气压缩为合成工序服务。

天然气压缩比较简单，下面就合成气压缩系统谈谈离心式压缩机管道设计，以泸天化40万吨/年甲醇装置为例。

泸天化40万吨/年甲醇装置是当年（2004年）国内年产量最大的装置，其合成工序采用日本TOYO ENGINEERING CORPORTION的工艺，合成压缩机采用的是日本三菱集团设计生产的离心式联合压缩机，透平驱动，运行可靠，操作简便，占地小。

压缩机主要由低压段、高压段（包括循环压缩）、透平及附属的密封冷凝器、电仪控制箱、干气控制箱等组成。

主要工艺流程有三部分：第一，由转化工序来的2.7Mpa合成气经压缩机入口分离器除去冷凝液后进入低压段，经压缩后的5.46Mpa的合成气经段间冷却器冷却后进入段间分离器除去冷凝液再进入高压段压缩，经压缩后的8.25Mpa的合成气进入合成工序使用。

第二，经甲醇分离器分离出来的5.46Mpa合成气进入循环入口分离器除去冷凝液，进入循环段压缩，经压缩后的8.25Mpa的合成气进入合成工序使用。

第三，管网来的超高压蒸汽驱动透平工作，而后的高压蒸汽去管网。

主要的管道：工艺系统管道、蒸汽分配系统管道、润滑油系统管道、冷却系统管道、密封油系统管道。

2 压缩机管道设计2.1 设计要点离心式压缩机，由于其是连续排料，气体基本无压力脉动，加上是透平驱动，振动小，配管时几乎不考虑振动。

但由于气体重度小，转子转速高，又为多级式，故轴的找正要求非常高，因此对管线的作用力有较严格的限制。

压缩机管线的自重和力矩应尽可能不作用到压缩机管嘴上。

对多级压缩机其外壳上有几个管嘴，就要求核算所有管嘴上的推力和力矩的合成力作用在压缩机外壳上产生的偏心力。

总之以压缩机管嘴不承受管线的自重为原则来进行管道设计及管架的设置。

2.2 一般原则2.2.1 压缩机进气管道要短，弯头要少，弯曲半径宜大，一般大于或等于3DN。

管道应力分析和计算

管道应力分析和计算管道应力分析和计算1 概述1.1 管道应力计算的主要工作火力发电厂管道（以下简称管道）应力计算的主要工作是验算管道在内压、自重和其他外载作用下所产生的一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所产生的二次应力；判断计算管道的安全性、经济性、合理性，以及管道对设备产生的推力和力矩应在设备所能安全承受的范围内。

管道的热胀应力应按冷、热态的应力范围验算。

管道对设备的推力和力矩应按冷状态下和工作状态下可能出现的最大值分别进行验算。

1.2 管道应力计算常用的规范、标准（1）DL/T 5366－2006火力发电厂汽水管道应力计算技术规程（2）ASME B 31.1－2004动力管道在一般情况下，对国内工程采用DL/T 5366进行管道应力验算。

对涉外工程或顾客有要求时，采用B 31.1进行管道应力验算。

1.3 管道应力分析方法管道应力分析方法分为静力分析和动力分析。

对于静荷载，例如：管道内压、自重和其他外载以及热胀、冷缩和其他位移荷载作用的应力计算，采用静力分析法。

DL/T 5366和B 31.1 规定的应力验算属于静力分析法。

同时，它们也用简化方法计及了地震作用的影响，适用于火力发电厂管道和一般动力管道。

对于动载荷，例如：往复脉冲载荷、强迫振动载荷、流动瞬态冲击载荷和地震载荷作用的应力计算采用动力分析法。

核电站管道和地震烈度在９度及以上地区的火力发电厂管道应力计算采用动力分析法。

1.4 管道荷载管道上可能承受的荷载有：（1）重力荷载：包括管道自重、保温重、介质重和积雪重等；（2）压力荷载：包括内压力和外压力；（3）位移荷载：包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移、支承沉降等；（4）风荷载；（5）地震荷载；（6）瞬变流动冲击荷载，如安全阀启跳或阀门的快速启闭时的压力冲击；（7）两相流脉动荷载；（8）压力脉动荷载，如往复压缩机往复运动所产生的压力脉动；（9）机械振动荷载，如回转设备的简谐振动。

上述荷载根据其作用时间的长短，可以分为恒荷载和活荷载两类；根据其作用的性质，可以分为静力荷载和动力荷载。

离心式压缩机配管规定

目录第一章总则第二章管道布置第一节工艺管道布置第二节气轮机管道布置第三节辅助管道布置第三章配管应力解析及管道支架第一节配管应力解析第二节管道支架附录1 配管柔性算图附录2 配管柔性计算例题第一章总则第本规定适用于离心式压缩机吸入、级间、排出管道、密封油系统、油冷却器以及汽轮机系统的配管设计。

不适用于由制造厂成组或成套供应的配管系统设计。

第本规定第三章及附录一和二的内容，供配管设计人员在配管研究阶段，对离心式压缩机的吸入和排出口管道，作初步的宏观应力分析和判断，设计出可行的管道几何形状，供应力分析专业进行最终的柔性分析和计算，直到最后确定为止。

第二章管道布置第一节工艺管道布置第离心式压缩机典型配管研究图见图离心式压缩机上方及四周的配管，不应妨碍其吊装及维修，不应在转子抽出范围内布置管道。

离心式压缩机的周围要留有足够的检修空间。

图离心式压缩机及汽轮机管道平面布置研究图注：（图①见第②见第③见第④见第⑤见第，此阀通常随机带来。

⑥见第吊钩图离心式压缩机及汽轮机管道立面布置研究图注：①见第第必须重视离心式压缩机吸入口处的配管结构，使其结构有利于入口处流体的分布均匀。

吸入管弯头与压缩机法兰之间，必须配置一段直管段（不连支管），此直管道长度至少为3～5倍管径，如图对这一直管段的要求，通常由压缩机制造厂提出。

第吸入口处的弯管，其弯曲半径应等于或大于3D。

排出口处的弯管应采用Ｒ≥1.5DN的弯头。

第当吸入管道直径与压缩机上的吸入管接口不相符时，应采取过渡变径管连接，严禁采用异径法兰连接。

一般变径管角度为8~12°，而有的压缩机制造厂要求过渡变径管的角度不大子６°，如图图2.1.4 吸入口过渡变径管排出口附近的变径应采用定型产品的异径管连接。

不得采用异径法兰连接。

第对机壳开缝与轴呈水平方向，即转子从机壳上部吊起的结构（图，必须配置一段较长的可拆装的管段，以便将压缩机的顶盖吊起，如图图单级或多级压缩机机壳开缝与轴呈水平方向图在压缩机顶部的吸入及排出管道布置空视图注：（图①见第②见第③当用汽轮机驱动时，压缩机吸入、排出管道上的阀门不常操作，用电动机时，吸入管道上的阀门一般为自动或手动节流式。

51离心式压缩机管道布置的一般要求是什么？

51离心式压缩机管道布置的一般要求是什么？答：（1）离心式压缩机壳体有两种形式：垂直剖分型用于高压，其机前不得有管道及其他障碍物；水平剖分型用于中、低压，其机上部不得有管道和其他障碍物；（2）进出口管道的布置在满足热补偿和允许受力条件下，应尽量减少弯头数量，以减少压降；（3）进出口管嘴一般朝下，机壳体中心支撑，在运行中其热胀量应由管道吸收；（4）厂房内设置的压缩机管嘴为上进上出时，在其进出管嘴管道上须设可拆卸短节，以便压缩机检修。

52往复式压缩机管道布置设计的一般要点是什么？答：（1）压缩机进出口管道布置应短而直，尽量减少弯头数量，但出口管道有热胀时，应使管道具有柔性；（2）管道布置应考虑液体自流到分液罐，当管道出现“液袋”时，应设低点排净；（3）多台机组并排布置时，其进、出口管道上的阀门和仪表应布置在便于操作，容易接近的地方；（4）为防止压缩机进出口管道振动，应进行必要的振动分析。

管道布置应尽量低，支架敷设在地面上，且为独立基础，加大支架和管道的刚性；（5）压缩机的介质为可燃气体时，管道低点然凝，高点放空阀门应设丝堵、管帽或法兰盖，以防泄漏，且机组周围管沟内应充沙，避免可燃气体的积聚；（6）布置压缩机进出口管道时，应不影响检修吊车行走；（7）压缩机的管道应布置在操作平台下，使机组周围有较宽敞的操作和检修空间。

53压缩机的管道氮气吹扫和置换的目的是什么？答：压缩机检修完毕后，工艺管道及压缩机内残存有空气，当启动压缩机吸入油气或其他可燃、易爆气体时，可能产生爆炸危险，因此，应在开机前引入氮气置换。

54低温管道的设计包括哪些范围？答：（1）低温管道在各行各业中均有应用，尤其在石油化工企业中应用较为普遍。

碳钢管在＋5℃至－19℃范围内处于延性状态，可正常使用，如果使用温度低于或等于－20℃，碳钢管就逐渐变为以脆性状态为主，使用受到一定条件的限制。

所以，低于或等于－20℃的管道属于低温管道。

（2）低温管道布置主要考虑两个问题。