往复式压缩机管线振动

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压缩机管道振动分析及减振

压缩机管道振动分析及减振

压缩 机 打气量 的增 加 , 求管 道直 径增加 , 就给管 要 这
道设 计 安装增 加 了难 度 。并且 往 复式活 塞式 压缩机 固有 的很 难 消 除和 解 决 的 问题 就 是 管 道 的脉 冲振 动, 原来 压缩机 打气 量小 , 管道 直径 小 , 冲振 动小 , 脉 易加固; 现在压 缩 机 打气 量 大 , 道 直 径 大 , 冲振 管 脉 动大 , 管道 的固定 问题 日益 突出 。
Vi a i n a y i nd Da pi g f r Pi n nn c e t m p e s r br to An l ss a m n o pi g Co e t d wih Co r so
S N o ta ZHA NG iqi n U Sh u-i n, Za - a g
K e wor s: pu s to y d lain;r s n n e;o i c eoac rf e;b i ump r ppe s pot e ; i up r
压缩 机是 化肥 生 产 的 心脏 部 分 , 各 工 段 的联 与
系多 、 出管道 多而 相 对来 说 管 道 安 装 拥挤 。随着 进
第 4 卷第 3期 8
2 1 年 6月 01







Vo . 8 No 3 14 .
P O E SE U P N R C S Q I ME T& P P N IIG
J n 2 1 u .0 l
压 缩 机 管 道 振 动 分 析 及 减 振
孙 守 田 , 张再 强
b a in a d t i ei e wa n lz d,a h n,t ee a tne sle t nhbi te vb a in wa r p e r to n he p p ln s a ay e nd t e he r lv n la l o i i t h i r to sp o osd. r

往复压缩机管道的减振设计

往复压缩机管道的减振设计
卡使之与管道充分接触螺栓孔为椭圆形来吸引总之只要清楚气流脉动是引起管道振动的管道可能产生的热胀位移且在管道与管卡之间内因管道结构变化是引起振动的条件通过分垫石棉橡胶板防止管道与管架之间的摩擦见析计算找出引起振动的主要原因合理地布置并图5

C MI A NGI E R N D SGN HE C L E N E I G E I
频率相等或相近时 ,系统 即产生对应 于该 阶频 率
的共振 ,引起管 道产 生过 大 的振 幅 。
压力 脉动 振幅见 图 2 。
控 制 管道 在 合 理 范 围 内振 动 是 大 型往 复 压 缩 机管 道设 计 的重 点 。本 文 根 据 加 氢 裂 化 、加 氢 精 制装 置 中往 复 式 压 缩 机 管 道 设 计 与 施 工 中 的 经 验 及遇 到 的 问题 ,就 往 复 式 压 缩 机 组 防 振设 计 等 问
替死 端直 接连 接 。管道 流 向见 图 3 。
12 共振 引起 的振 动 .
12 1 气 柱共 振 ..
往 复式 压 缩 机 管 道 内 的气 柱 既 有 质 量 也 有 弹 性 ,因而是 振 动 系 统 。该 系统 具 有 一 系 列 固有 频 率 ,在 压 缩 机 对 管 路 的周 期 性 吸 、排 气 激 发 下 , 气 柱做 强 迫 振 动 。若 激 发 频 率 与 某 阶气 柱 固有 频 率 重合 ,则 发 生 对 应 于该 阶 频 率 的 气 柱 共 振 。此 时 ,管 内气体 的 压 力 不 均 匀 度 达 到 极 大 值 ,使 管
造 成 的 ,如 气 流 脉 动 ,共 振 及 管 道 走 向 不 合 理 、
支 架选取 不 当等都 可 能会 引起 振动 。 1 1 气 流脉 动引起 的振 动 .

往复式压缩机出口管道振动分析及消振措施研究

往复式压缩机出口管道振动分析及消振措施研究

往复式压缩机出口管道振动分析及消振措施研究刖H管道振动是往复式压缩机出口管线常见的故障之一。

往复式压缩机是炼油和化工装置中的重要设备。

其出口管道的振动对安全生产是一个很大的威胁。

它会引起:(1) 管道的疲劳损伤,尤其可能使小口径管道损坏;(2)管道保温材料的破损;(3)测量仪表及导管的损坏和控制系统误动作;(4)管道摆动或振动以及噪声对人的影响等。

强烈的管道振动使得管路附件的连接部位发生松动和破裂,轻则造成泄漏,重则引起爆炸。

通常引起往复式压缩机出口管道振动的原因往往很复杂,只有通过正确诊断和分析,才能找出引起管道振动的主要原因,并采取有效的措施消除隐患。

因此,管道设讣时必须充分重视管道振动的消除和控制。

对出现强烈振动的管道,需要分析原因,采取减振措施。

1、管道振动原因分析压缩机气体管道系统主要有3个振动源:(1) 气流压力脉冲在管件处冲击振动;(2) 管道内气柱的振动(共振);(3) 管道的机械振动;(1)气流压力脉动往复式压缩机工作特点是吸、排气流呈间歇性和周期性。

因此会激发进、出口管道内的流体呈脉动状态,使管内流体参数随位置及时间作周期性变化,这种现象称为气流脉动。

管道内气流压力随时间变化的情况如图1所示。

压力脉动越大,管道振动的振幅和动应力越大。

脉动气流会严重影响阀门的正常开关,还会引起管系机械振动,使管件疲劳破坏而发生泄漏,其至造成火灾爆炸等严重事故。

往复式压缩机的气流压力脉动除了可能引起气柱共振之外,管道中的压力和速度波动在管道的转弯处、截面变化处和各种阀件、盲板处还可能产生冲击作用,引起管道振动和噪声。

下图所示的一段等截面管弯头,设弯管的直径为d,弯管的转角B,弯管进气口处的压力为P。

1. 压力脉动的消减措施(1) 避开气柱共振。

消减气流脉动,首先应避免气柱共振。

要进行气柱固有频率的讣算,使气柱固有频率与活塞激发频率错开。

(2) 采用合理的吸排气顺序。

通过改进汽缸的结构和配置,)气,采用合理的吸、排气顺序,使压缩机较均匀地向管道排(吸可以达到减小气流压力脉动的U的。

消除往复式压缩机及管线振动的改进

消除往复式压缩机及管线振动的改进
管 口沿 容 器 中 心 线 设 置 , 时 增 大 管 口直 径 。 改 进 后 的 运 行 同
则会产生尖锐的呼啸声 , 低压段设备用孔板一般选用 4 5 m厚 ~r a 的板材 。金属波纹管膨胀节本身就具备缓冲 、 消振补偿的作用 , 将其装在缓冲器出 口, 有助于分解设备 内部气流冲击力 , 减少 出
持 。一旦 s 旋转 回 0点 , 1 所有继电器失 电, 变频器停止运行。 D S内部 PD计算 单元采集 现场实 际转 速并与工 艺设定 C I 值 比较后输出 4 2 m - 0 A模 拟量信号 至变频器 5 /0端子 ,控 制 56 变频器实际输 出功率。
得 电 , 而 K 、 2均 可 得 电 , 频 器 运 行 , 3通 过 互 锁 回 路 保 从 1K 变 K
粘胶短纤维生产线中的切断机 、 精炼机对于调速要求严格 , 控制 回路基本采用变频器加现场速度反馈闭环控制 。唐山三友 集团远达化纤股份有限公 司粘胶短纤维生产线精炼机夹持辊电
气 控 制 回路 见 图 1u1丹 佛 斯 F 3 2系 列 变 频 器 ) 1/8 7 , ( C0 的 21/ 2
如下 。
结 构( 参见 图 3 。 ) 缓
冲 器 进 、 口管 法 兰 出
气 流方 向
缓 冲 器
的位 置 设 计 非 常 重
要 。经 查 图 纸 , 现 发
二 级 出 口 缓 冲 器 是
( ) 冲器及管线存 在着气流脉 冲振动和机械共振的现象。 1缓 ( ) 级出 口缓 冲器结构不完 善 , 2二 气体在设 备 内部反射 、 积 聚, 形成振动 , 同时造成气阻现象 。 () 3设备及部分管线支撑欠佳 , 地脚螺栓固定不牢 。
口缓冲器气 相进 口,

往复压缩机管线振动原因识别方法综述

往复压缩机管线振动原因识别方法综述

p o e s o o r so p rt n, ie i e vb a in o c r d fe u n l S t a to g i a to a ey p o r c s fc mp e s ro e ai p p l ir t c u r r q e t o n o e y, O i h sa sr n mp c n s ft r —
I ntfc to e ho o e i o a i m p e s r Pi ei e de i a i n M t d f r R cpr c t i ng Co r s o p ln
LI Yun g n 。 DUAN Lix a g YAO iy U .a g — in , Z — un
21 年第 3 ( 2 1 ) 00 期 总 2期
文 章 编 号 :0 62 7 《0 0 0 -0 70 10 —9 1 2 1 } 30 0 -5
■ 设 计 研 究
往 复 压 缩 机 管 线振 动 原 因识 别方 法 综 述
刘 允 刚 , 礼 祥 , 子 云 段 么 ( .中 国石 油 大学 ( 京 ) 电 工 程 学 院 , 京 124 2 1 北 机 北 0 29;.中石 油北 京 天然 气 管 道 有 限公 司 , 京 10 0 ) 北 0 1 1
往 复压缩 机是 一种 压缩 气体 提高 气体 压力 或输 送气 体 的设 备 。在采 矿 业 、 金 业 、 械 制造 业 、 冶 机 土
p p rf sl n l z d t r eman c u e f o r so i e ie vb ain a d c r s o d n l n t n vb a in a e i t a ay e h e i a s so mp e s rp p l i r t n o e p n i ge i ai ir t r y c n o mi o o

试析往复压缩机管线的振动分析方法

试析往复压缩机管线的振动分析方法

现今随着生产规模的扩大,使得石化行业当中的装置逐渐大型化,为此需要更加重视起使用设备的质量性和稳定性,使得设备在使用过程中有着较高的效率。

同时由于往复压缩机的特征,使得在操作过程中会有一定的管线振动,这种管线的振动会影响到设备的运行。

一、振动分类以及机理现阶段对于往复压缩机管线的振动研究表明,其由于气流的压力会导致一定程度的振动。

而由于脉动流体在管线内进行运输的过程中,在经过管道的弯头、异径管以及分支管和阀门位置时随着时间的推移而产生一定程度的激振力,受到这种激振力的影响,使其在管线当中产生了较为明显的机械作用力,为此在管道内的整体机械系统当中,在没有机械力的作用下产生的振动造成了振动现象,这与由于气流的压力所造成的原因共同形成了振动的外在和内在表现。

同时随着管线内的压力脉动值的升高,其管道内的振动频率也会随着升高,具体变现为更高的振幅。

在往复式压缩机的工作当中,也有着不可避免的振动发生。

例如由于工作当中需要进行间歇式的吸气和排出相关介质,进而就会产生出较为明显的振动,这总种振动的类型也是不可避免的,同时也是一种最为复杂的振动方式。

在对这种振动类型的研究发现,其振动的机理呈现着多种模式并存的情况。

现阶段可以分为四种典型的类型。

1.首先是在工作当中由于往复式压缩机所具有的动不平衡机理,使得设备会与连接到压缩机上的管道以及管道内的介质产生较为明显的振动。

2.在往复式压缩机的工作当中,会由于进行的吸入和排出气体会造成管中气柱的振动。

3.气柱的压力脉动也能够引起一定程度上的振动发生。

4.在管道上节流当中,以及启闭元件之间,会由于相互作用而产生介质的涡流,从而造成一定程度的振动。

在发生了管道的振动现象分析当中,由于管道内部的动不平衡机理振动,是由于往复式压缩机在设计过程中,工艺就是属于对动平衡式,为此在解决这种振动的发生,就可以在对压缩机设计的过程中,重视对往复运动的相关元件的进行质量方面的配重平衡处理,就能够有效的解决出现的振动。

往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨

往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨

往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨往复式压缩机气体管道振动是管道设计和机器运行中经常遇到的问题,往往影响到设备装置的正常运行,并严重威胁着工厂的安全生产。

本文分析了通常引起往复式压缩机气体管道振动的原因及常见的减振方法。

通过对一起往复式压缩机振动实例分析,针对原因提出合理的减震措施。

实施后现场实际运行情况良好,振动有明显改善。

标签:往复式压缩机;气体;管道振动;原因;减振措施管道内工作介质为气体的称为气体管道,动设备以及静设备是通过管道串联成工艺流程的,它主要起输运、传递介质的作用。

往复式压缩机在石油、化工、冶金、纺织、动力等部门中应用非常广泛,气体管道是压缩机装置中最主要的系统之一。

往复式压缩机管道的振动是管道设计和机器运行中经常遇到的问题,往往影响到装置的正常运行。

在生产实际中,由于强烈地管道振动,将会使管路附件,尤其是管道的连接部位、管道与附件的连接部位和管道与支架的连接部件等处发生磨损、松动;在振动所产生的交变应力作用下,导致疲劳破坏,从而发生管线断裂、介质外泄,甚至引起严重的生产事故,给生产和环境造成严重危害。

因此分析其振动原因及消振措施,很有必要。

本文对往复式压缩机气体管道振动原因进行了简单地分析,并针对往复式氢气压缩机的振动问题提出了具体地减振措施。

通过减振措施的实施,机组运行情况明显改善,振动减小。

1管道振动分析使用的控制标准往复式压缩机管系的振动分析应满足:(1)满足美国石油学会API618标准脉动控制要求,保证压缩机管系气流脉动不超过允许值。

(2)根据美国普渡压缩机技术协会关于机械振幅要求,保证机械振动全振幅不超过允许值。

美国石油学会制订的AP1618标准,从量上规定了对压力脉动和振动控制的设计要求。

2 压缩机气体管道振动原因分析压缩机气体管道系统主要有3个振动源:一是管道内气柱的振动;二是气流压力脉冲在管件处冲击振动;三是管道的机械振动。

2.1气柱共振往复式压缩机在运行过程中,由于吸气、排气是交替和间断性的,另外活塞运动的速度又是随时间变化的,这种现象就会引起压力脉动。

往复式压缩机的振动原因分析及解决措施

往复式压缩机的振动原因分析及解决措施

往复式压缩机的振动原因分析及解决措施摘要:往复式压缩机组产生管道振动的原因,与其机械部件构成、工作原理密不可分。

本文对往复式压缩机出现的异常振动进行原因分析,并通过在管路增加限流孔板、增设止推支架或者更换地脚螺栓等一系列措施,有效地减少了压缩机振动,消除了安全隐患,保证了机组安全平稳运行。

本文主要针对机组运行过程中出现的异常机组本体振动及管道振动进行原因分析,并采取相应解决措施。

关键词:压缩机;振动;气流脉动引言润滑系统在整个压缩机系统中扮演着至关重要的角色,分别由曲柄连杆润滑系统、气缸填料润滑系统和油冷、油滤、油预热等辅助部分组成。

主要作用为延长压缩机零件的使用寿命,保障各润滑部位的正常运转。

轴头泵作为润滑油系统主要动力源,其主要依靠齿轮啮合空间的容积变化来输送液体,主动齿轮伸出泵体与主轴连接带动旋转,工作时给予一定的油压不断润滑设备主轴及部分接触部位,带走摩擦产生的热量以防零件烧毁造成设备损坏,因此轴头泵平稳运行是保证整个供油系统稳定的必要条件。

1往复式压缩机工作原理及设备简介(1)工作原理。

往复式压缩机主要是由曲轴、连杆、十字头、活塞杆、辅助系统等若干个单一部分组成,其工作原理是通过曲轴连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运动。

当曲轴旋转时,通过连杆的传动,驱动活塞做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。

曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现膨胀、进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。

(2)设备简介。

志丹站共有五台往复式压缩机,布置方式均为单层分体撬装布置,其中再生气压缩机为两列两级,2D型对称平衡式压缩机、气缸为无油润滑双作用水冷式,BOG压缩机为四列两级,M型对称平衡式压缩机、气缸为无油润滑双作用水冷式,循环BOG压缩机为四列三级,M型对称平衡式压缩机、气缸为无油润滑双作用水冷式。

2机组运行过程中异常振动原因分析2.1齿轮泵存在困油现象和管线漏气进泵引起的振动钳工车间随即对该压缩机轴头泵进行检查,在拆检过程中排查出振动原因:传动盘柱销槽有拉毛、磨损痕迹,对柱销和柱销槽(加铜套)进行离心距测量,发现槽的离心距比销大0.5mm,联轴器轴孔磨损,配合间隙过大;轴头泵进行盘车,盘车过程流畅无卡点;管线无损坏漏气等;拆解泵体壳内存在困油旁通槽,因此问题主要在传动连接处。

往复式压缩机管线振动原因分析及对策

往复式压缩机管线振动原因分析及对策
则振 动 越大 。
动值实测数据
参考文献 相近时, 会出现最严重的管道振动。 【 1 】 张银伟. 往复式压缩机管道振 动原因分析及对 策【 J 】 .《 压缩机 = 现场减振对策 技 术》 , 2 0 0 8 年O 6 期. 北I 一 1 深冷站的四台往复式压缩机今年检修的时候在三级气缸 缓冲罐 出口管线去三级水冷器之间处加装了一个除尘除油过滤器, 由 作者简介 于罐体设立在气缸一侧 , 所以引出管线比较长, 经过高低两处弯头, 徐 贝妮 ,女 , 1 9 8 5 年5 月出生 ,2 0 0 7 年7 月毕业 于 大庆石 油 学院 贴近地面的直管段上还加装了_ 一 个小过滤器。 投用初期 , 此段管线振 自动化 专 业 ,助 理 工程 师 。



处加装了一个除尘除油过滤器, 破坏了机组本身的平衡, 因此振动增
大。


7 5 7 】 5 7 . 2 5
8 . 5 8 . j 5 8 2 5
9 5 9 1 5 9 . 2 5 1 0 5 1 0 】 5
2 管 道 振动 ( 1 ) 气流脉动激振力引起的管线振动 往 复式 压 缩 机引起 振 动 的主要 原 因是管 道 内气流 的 压力脉 动 , 在 运 转 过程 中, 吸 排 气呈 间歇 性、 周 期性 变 化 , 将 引起 气流 的压 力脉 动, 称为 气流 脉 动 。 事 实说 明 , 管 道 内气体压 力脉 动对 管 道具 有 破 坏 性作用, 使压缩机管道发生强烈振动。 在管道的弯头、 异径管、 阀门等 部位产生较大的激振力, 引起了管道的振动, 受激振 力的作用, 管道 系统压力脉动越大, 振动的频率越高, 管道振动的幅值及应力越大,
辩 专
往复式压缩机管线振动原因分析及对策

压缩机管道振动分析及减振措施

压缩机管道振动分析及减振措施

间仍有胶状悬浮物。下层固体类似皂化物,据此
化反应起到很好的协同作用。
推测胶状物可能与皂化物和甘油有关。皂化反应
(2)超声波作用下以 NaOH 为催化剂时,体
剧烈,而甘油的凝固点较低,所以胶状物可能是皂
系反应速率也较快,而且可以达到很高的转化率,
化物与甘油作用产生的。而以 KOH 为催化剂的
但易引起皂化反应。
Keywords vibration compressor pipes measures
管道的脉冲振动是往复式压缩机固有的问 题,在压缩机打气量较小时,管道直径小,脉冲振 动小,易加固。但随着化肥生产能力的提高,压缩 机打气量增加,管道直径相应加大,脉冲振动随之 增大,管道的固定问题日益突出。
1 振动的根源 回转设备的不平衡和管道的脉冲振动是引起
关键词 振动 压缩机 管道 措施
Analysis of Vibration of Compressor Pipes and Measures for Vibration Absorption
Chao Chenglong
Abstract Vibration of compressor pipes not only impairs production but also endangers safety in the operation of the pipes and the system. Through an analysis of the causes for vibration,main measures are given for vibration damping and suppression.
5 Fangrui Maa,Milford A Hannab. Biodiesel production:a review. Bioresource Technology,1999,70:1 ~ 15

往复式压缩机管道振动的原因及减振技术

往复式压缩机管道振动的原因及减振技术

一、往复式压缩机管道振动的原因往复式压缩机管道振动的影响因素较多,由往复式压缩机的工作原理可知,其管线的振动形式是受迫振动。

根据激振力的不同情况,其主要原因通常有三种:(1)压缩机本身运动部件的动平衡性能差,安装不对中、基础设计不当等均能引起机组的振动,从而使与之连接的管线也发生振动。

(2)由气流脉动引起管线受迫振动。

往复式压缩机的工作特点是吸、排气呈间歇性和周期性变化,这种特性会导致管内气体呈脉动状态,使管内介质的压力、速度和密度等既随位置变化,又随时间作周期性变化,这种现象称之为气流脉动。

脉动的气流沿管线输送遇到弯头、异径管、控制阀和盲板等元件时,将产生随时间变化的激振力,受此激振力作用,管线系统便产生一定的机械振动响应,压力脉动越强,管线振动的位移峰值和应力越大。

(3)当往复式压缩机激励频率与气柱固有频率或管系机械固有频率重合或接近时所引起的共振现象导致的往复式压缩机管线振动。

在研究和分析气流脉动引起管线振动时,将同时存在2个振动系统和3个固有频率,即管内气体形成的气柱系统,它由压缩机气缸的吸、排气产生激发使管内压力产生脉动;管线结构的机械系统,压力脉动激发管线作机械振动。

显然若管线内脉动压力较大,则会对机械振动系统产生较大的激振力,引起较强烈的机械振动。

3个频率是气柱固有频率、管路结构固有频率和压缩机激发频率,当三者或其中二者相同及接近时就会产生共振,且表现为耦合振动。

系统振动的迭加必然产生该阶频率的共振,使管线产生该阶频率的共振,使管线产生较大的位移和应力。

2.1针对机组振动引起管线振动的减振方法针对往复式压缩机机组本身引起的管线振动,其解决方法的根本在于提高设备的支撑刚度和阻尼,尤其是往复式压缩机基础底座的支撑刚度。

支撑松动也会使管道在机组的带动下振动超过安全标准。

压缩机管线的支撑应采用固定支撑或防振管卡,尽量避免采用悬挂结构或者简单的支托;防振管卡布置时应该尽量避免几何上与管道同心、同型,并且可以在管道的加固位置和支撑位置加弹性材料的吸振衬垫。

往复压缩机管线振动的控制

往复压缩机管线振动的控制

行往 复质 量 的平衡 配 重即 可 。第4 的激振 力很 难 定量 或定 性地 描 绘 出来, 种 只要不 共振 其振 幅 一般 比较 小 ,故工程 中较 少考 虑 ,
通 过 加 强 局 部 管 道 支 撑 即 可 解 决 。 所 以管 线 振 动 起 因 主 要 存 在 于 第2 和 第3 振 动 模 式 。 种 种
【 专题箍 】
往 复 压 缩 机 管 线 振 动 的 控 制


振 动 危 害
往 复 压 缩 机 管 线 振 动 分 为 管 内 气 柱 的 脉 动 和 管 道 机 械 系 统 的 振 动 两 种 情 况 。 振 动 的 危 害 主 要 表 现 为 :强 烈 的 脉 动 气 流 会
严重 地 影 响气 阀 的正 常 启闭 ,降低 工作 效 率 ;影 响 安全 阀性能 ;此外 ,管 系的机 械 振 动 ,严 重者 造成 管 子 、管 件等 的疲 劳破 坏 ,引起 密封面 变 形产 生 泄 漏 ,甚 至造 成火 灾 爆 炸等 重 大 事故 。 据估 计 ,工 业先 进 的美 国过去 因管道 振 动而 造成 的 损失 每年
四 、 评 判 标 准
在 分 析 中 严 格 依 据APl1 第 5 7 9 对 压 缩 机 的 振 动 控 制 分 析 流 程 和 全 面 技 术 约 定 。 6 8 版 .款 五 、 技 术 能 力 与 保 障
我 们拥 有 气流 脉动 分析 软 件Df GMO和管 道应 力 分析 软 件C S I 成 综合 评 判技术 。DI AE AR l 并形 GMO是针 对往 复压 缩机 开发 的 气流 脉 动专 业 性分 析软 件 。本 程 序 的物 理 基础 是 声学 近 似 法 ,建 立声 学 系统 的 守衡 方程 ,通过 忽略 高 阶小 量 ,使 非稳 态 管

往复式压缩机管线振动数值分析

往复式压缩机管线振动数值分析
已取得 较好 的成果 ¨ J 。往 复式 压缩 机 出 口管线
2 1 管 系固有频 率分析 . 管 道系统 是 一个 弹 性 连 续 体 , 其结 构 往往 比 较 复杂 , 要得 到 其 精 确解 有 很 大 困难 。根 据 振 动
理论 , 一个 机械 系 统 的多 自由度 振 动方 程 可 用 矩
长。
12倍 的引 .
起管 系 的共振 , 般 要 求 在设 计 时避 开前 3阶 的 一 共振 频率 , 振 区前 3阶共振 频率 如表 2所示 。 共
表 2 共 振 区 激 发 频 率
频率( z f 1 1. I 2 3. 136 0 ) 68 36 5 X 1.~ 2.~ 3.~ . 2 4 4
气缸 时 m=2 Ⅳ— — 曲轴转 数 , mi r n /
当压缩 机 的转 速 为 4 0/ n 压缩 机 气 缸 为 2 rmi , 双 作用 m = 2时 , 由式 ( ) 3 得 =1 。 4
当管 系的激 发频率 落 在 固有 频率 附近 时引起 结构 共 振 , 程 中一 般 认 为 激 发频 率 ( ) 0 8 工 的 .
f 2=0 7 手 .5
‘ ,
() 5
管 系的 材 料 属 性 : 度 P=75 k/ 弹性 模 量 密 80 gm , E= . 2 0×1 a泊 松 比 =0 3 许 用 应 力 [ ] 0MP , ., =14 a对 图 1 系结 构建 立 模 型并 进 行 有 限 1MP , 管
q e c al e r h a u a e u n y e s n n ewa a s d i ep p l e sr cu e n e df r n a i g me s rs w r u n y f sn a e n t r f q e c ,r o a c s c u e n t ie i tu t r ,a d t i e t mp n a u e e e l t l r h n h e d

工程设计中往复式压缩机管道防振探讨

工程设计中往复式压缩机管道防振探讨

种 型号 , 是一 化尿素 建厂 时的设备 , 己运行多 均
年 。本次 改造 因 与压 缩机 制造 厂无 合 同关 系 , 因
此仅能按相关设计资料分别进行详细的应力计算 和振动分析, 以使改造后的管线满足相应工况要 求 。 以下 通过 对 1二 氧 化碳 压 缩 机 管 线 共 振 管 长和管系固有频率的计算分析 阐述管道防振 的方 法 与思路 。
21 1 主要条 件与数 据 .. 介 质 C2 O; 12 ; .6 18N ・ / k K) 8 m (g・ ; 2 ; 介 质 的等熵 指数 气 体常数 气 缸数
本文仅通过计算 1二氧化碳压缩机管道共振管 长和管系固有频率对管道布置和支撑进行调整,
以满 足防振 要求 , 对 机器 本 身 或脉 动 抑制 装 置 而 的计算 不作 阐述 。本 文 以 C E A I E .0 A S R I V R4 3 应力 分析软 件作 为 主要 辅 助设 计 工 具 , 力 分 析 应 结 果 由该 软件 给出 , 并根 据相 关结果作 合理 判断 。 2 1 共振 管 长的计 算 .
1 1 1 、 3 二氧化 碳压 缩机 配管 . 2 、
对于往复压缩机管道气体压力脉动和管道振
动 的控 制 , 内尚无标准 , 国 目前 主要 参考美 国石 油
1、 3二氧化 碳压 缩机配 管示意 图见 图 l 2、 。

房柱子
图 1 1 、’3 二 氧 化 碳 压 缩 机 配 管 示 意 图 2 、
0 引 言
学会 标准 A I 1 。 由于 往 复压 缩机 管道 的振动 P 8 6 与机 器 的设 计 和制 造 有着 直 接 关 系 , 因此 其 振动
川化 股份有 限公 司化肥 厂一化 尿素装 置 因二

往复压缩机管道振动分析及减振措施

往复压缩机管道振动分析及减振措施

往复压缩机管道振动分析及减振措施李泽豪* 顾海明(南京工业大学)摘 要 针对一往复压缩机组管道异常振动情况,通过现场测试以及对管道声学特性和结构特性的详细计算,分析了引起该管道振动的原因,提出了相应的减振措施,使问题得到了解决。

关键词 往复压缩机 管道 振动中图分类号 TQ051 21 文献标识码 B 文章编号 0254 6094(2010)01 0087 03往复式压缩机的管道异常振动对安全生产有很大的威胁,强烈的管道振动会使管路附件,管道的连接部位等处发生松动和破裂,轻者造成泄漏,重者由破裂而引起爆炸,造成严重事故[1]。

压缩机在运行过程中,由于吸、排气是交替的,另外活塞运动的速度又是随时间变化的,这种现象引起气流压力脉动[2],是引起很多管道振动的一个基本原因。

消减管道气流压力脉动的一个重要措施是在压缩机气缸附近的管路上设置具有一定容积的缓冲器或声学滤波器。

不过,引起压缩机管道振动的原因比较复杂,大多与管道的设计、安装和缓冲器的设置等因素有关。

仅考虑缓冲器容积等单一原因往往是不够的[2]。

本文对某化工企业往复压缩机管道异常振动进行了现场振动测试和分析,提出了减振措施,使问题得到了解决。

1 管道振动的基本情况及相关计算1.1 管线基本情况某化肥厂合成工段M型活塞压缩机,7级压缩,活塞行程0.36m,该机组自运行以来,其3级排气管道一直强烈振动,尤其缓冲器附近管道振动更为激烈。

厂方为此对缓冲器附近管段进行了加固,效果不佳。

3级排气管内气体压力1.5M Pa。

管线走向如图1a所示。

缓冲器是立式布置,支腿式支撑。

缓冲器后高、低架管道的高度差为3m。

a.3级排气管道b.4级排气管道图1 M型压缩机3、4级排气管道示意图1 压缩机气缸;2 缓冲器;3 支架1.2 缓冲器容积的核算将该机组3、4级排气管道的缓冲器容积与国内通常应取最小容积以及美国API标准中规定的最小容积相比较,列于表1。

表1 缓冲器容积的有关数据m3缓冲器位置3级排气管4级排气管气缸行程容积0.08240.0801缓冲器容积 1.40.5210倍气缸容积0.8240.801API规定容积 1.3181.282国内厂家通常要求缓冲器的最小容积应在气缸行程容积的10倍以上。

往复式压缩机管道振动分析

往复式压缩机管道振动分析

d——管道内径 f——谐量频率
设计方法3(压力脉动控制和结构动应力分析)除考虑压力脉动控制外还要对系统进 行结构动应力分析研究声学系统力学系统问的相互影响。由脉动引起的结构振动所产生的 循环应力不应超过材料极限的许可值.脉动和振动的控制设计选用何种方法,视机组额定
功率和压力按下图选择·如下图 £ CM50机组功率2900kw.压力19.2MPa应选用第三=

根据以上计算机计算的结果,在控制气流脉动的基础上,提高管系的固有频率使之满
足大于25.30Hz.管系需进一步增加支撑提高刚度。以满足振幅设计要求。
1)支撑位置及管线变更
● 一级进气(支撑位置图略)
(1)进气系统总管增加6个支撑。
(2)A#B#凹各机加支撑5个。
● l-2级间管系
(1)一级排气缓冲器法兰后至二级缸汇流点前的管线,由现在的巾1“呦,改为管
机组的长周期安全生产。虽然设计阶段已对压缩机管道进行了管道振动分析。但由于经验
的问题没有取得应有的效果。为此特请西安交通大学建立学院管道振动组对压缩机进行了
第二次管道振动分析.

二、活塞式压缩机管道系统的气流脉动和机械振动的控制
1、压缩机管道内各点的气流脉动和振动取决于三个因素.
(1)压缩机的参数,包括转速、气缸单取作用、冲程、连杆长度、缸径、流量等。
吼9265 0 8347
4、管道系统的振动控制
管道系统的振动是作用与其上的激振力引起的。不同的管系对于相同的激发会有不同
的影响。研究结果表明,这完全取决于管道系统的动力特性.管道的动力特性与组成管系
的各个管段的长度、壁厚、直径、支撑情况、辅助设备的情况有关。管系的一阶或几阶固
有频率与激发频率重台时。会发生机械共振。

往复式压缩机管道系统振动分析与控制

往复式压缩机管道系统振动分析与控制

往复式 压缩 机管 道 振 动广 泛 存 在 于石 油 、 工 化
内的气体 振 动 系 统 及 管 路 的 机械 振 动 系 统 的 动 力
企 业 。高 压 管线 的强 烈 振 动所 导致 管路 中 的附 件 及 联接部位 的松动 现 象 在生 产 现 场 十分 常 见 , 振 在
动 所产生 的 交 变 应 力 长期 作 用 下 可 导 致 管 路 局 部 的疲劳破坏 , 而 引起 管 内介 质 泄 露 , 成 重 大 安 从 造
A b t a t Th to g v b ai n p o l m ft e o te i ln s o h e i r c tn o r s o r u sr c : e sr n i rto r b e o h u ltppei e ft e r cp o ai g c mp e s rg o p
fo a e c lu a e lw r ac l td,a d t e c u e o i r t n i o n n h a s fv b a i sf u d.Ac odig t h e u t fc mp tto o c r n o t e r s lso o u ain,a p a — r c tc ls h me i r s ntd t o to h y t m i r t n.T i r to ft e p p ln y t m s r d c d ia c e sp e e e o c nr lt e s se v b a i o he vb ain o h i ei e s se i e ue r : vbrto n v y wo ds i ai n a d wa e;pi l s vb ain;PAP s fwa e;n me ia n l ss pei ir to ne ot r u rc la ay i

往复式压缩机气体管道振动分析及消振方法

往复式压缩机气体管道振动分析及消振方法

击振 动 ; 三是 管道 的 机械振 动 [。 引
1 气柱共振 . 1 往复式压缩机在运行 过程 中 。 由于 吸气 、 气 排 是交替和间断性 的, 另外活塞运动 的速度又是随时
间 变化 的 。 种 现 象就 会 引 起压 力 脉动 。 当压 缩 机 这
的激发频 进入气柱固有频率, 区域时, 1 } 勺 就会使
13压缩机机械振动对气体管道的影响压缩机主机振动通常是由于活塞组存在往复惯性力及力矩的不平衡旋转惯性力及力矩不平衡连杆摆动惯性力的存在倾覆力矩的存在以及机器重心的周期性的移动和切向力的不均匀等各种复杂合力的作用使压缩机在工作时产生机械振动是引起管道振动的主要原因
维普资讯
频率。管系的固有频率计算公式为
( 钇 ( m) A ) 此 ( ) 中 6式 () 6
卢, 弯管进气 I处 的压力 为. 则弯管分角线方向的 : 1 P ,
合 力 为[
共振 。当激发频率等于气柱固有频率又等于管路的
机械固有频率时 。则气柱和管道均处于共振状态 , 导致管道发生更强烈振动。 管 道 系 统 在 各 种 不 同型 式 的支 承 方 式及 质 量
分 布情 况 下 , 以用 分 析 的方 法计 算 得 到各 阶 固有 可

新世纪优秀人才支持计划项 目、 北京市科技新屋计划项 目( 0 B 3 、 2 33) 0 北京市教育委员会共建项 目建设 计划项 目( K14 44 8 和教育部 X 1 1 07 ) 霍英东青年教 师教育基金项 目( 15 ) 9 0 1 资助
第一作者简介: 长博 (9 0 )男 , 。 樊 1 8 - , 汉 山东济南人 , 博士研究生 , 研
坏 。 而发 生 管线 断 裂 、 质外 泄 , 至引 起 严 重 的 从 介 甚

往复式压缩机管道振动隐患排查方案

往复式压缩机管道振动隐患排查方案

往复式压缩机管道振动隐患排查方案一、排查目的为避免公司内往复式压缩机管道因振动导致疲劳损伤,预防和减少事故发生,保障装置安全、稳定、长周期运行,特制定本方案。

二、排查范围往复式压缩机进出口管线及其附属小口径接管(引压管、排液导淋、放空等)存在振动且易产生疲劳损伤的部位。

三、振动类型1、流体诱发振动:管道内流体扰动导致压力变化产生的振动。

例如弯头、三通等处振动。

2、机械振动诱发振动:转动设备因组件安装不平衡或运转不均匀等机械原因引起的振动,例如泵、风机等。

3、流体脉动诱发振动:指由于流体在流动过程中存在压力、速度等参数的周期性变化(即脉动),这种脉动作用于与之接触的结构体,从而引起结构体产生振动的现象,例如往复压缩机和往复泵产生的振动,离心压缩机喘振。

四、排查内容排查人员需对往复式压缩机管线进行全面排查,及时发现振动隐患并建立《往复式压缩机管道振动隐患台账》(附件)相关要求如下:1、观察管道及其附属接管是否存在明显的振动幅度和频率异常。

2、检查管道的支撑和支吊架是否满足设计要求,检查其牢固性,有无松动、变形或损坏。

3、核实管道(接管)与其他设备或结构之间的连接是否合理,有无过度应力集中。

4、查看管道的弯头、三通等部位是否存在因振动产生的异常磨损或变形。

5、检查管道是否存在因超出设计范围导致的振动异常。

6、评估周边环境是否可能引起管道共振,如附近是否有大型振动设备等。

五、问题整改1、对于管道(接管)的支撑和支吊架松动、变形损坏的情况,属地部门及时进行紧固和更换。

2、对管道及接管存在应力并产生严重变形的部位,属地部门提交申请进行无损检测(渗透PT、射线RT等),根据损伤程度确认是否更换。

3、对管道及接管出现裂纹缺陷,属地部门须及时进行置换隔离并更换处理。

4、管道(接管)与其他设备或结构之间的连接不合理,存在应力集中的部位,属地部门需委托技术部进行优化设计并完成整改。

5、管道(接管)连接固定方式等与原设计不符的,属地部门须根据原设计方案进行整改。

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往复式压缩机管线振动
[摘要]:jgd/4-3型往复式压缩机出口管道的振动对安全生产是一个很大的威胁,本文主要探讨往复式压缩机及其附属设备和管线的共振的原因,并结合实际以增加管架和支撑等方法削弱振动,取得了良好的效果。

[关键词]:往复式压缩机管线振动
jgd/4-3型往复式压缩机出口管道的振动对安全生产是一个很大的威胁。

压缩机的管线振动可能引起:(1)管道的疲劳损伤,尤其可能使小口径管道损坏;(2)管道保温材料的破损;(3)测量仪表及导管的损坏和控制系统误动作;(4)管道摆动或振动以及噪声对人的影响等。

强烈的管道振动使得管路附件的连接部位发生松动和破裂,轻则造成泄漏,重则引起爆炸。

因此,管道设计时必须充分重视管道振动的消除和控制。

对出现强烈振动的管道,需要分析原因,采取减振措施。

一、振动原因分析
引起往复式压缩机机组和管路振动的原因通常有二:一是由于运动机构的动力平衡性差或基础设计不当而引起;二是由于气流脉动激发了管道的机械振动。

如果气流脉动激振频率与设备固有频率互相作用就会发生共振现象,有可能发生突然断裂等恶性事故。

1 、压缩机振动
压缩机主机和电动机以及管道等相关附属设备在生产运行过程中互相影响,构成一个相对完整的系统。

压缩机振动的诱发原因
是由于水泥基础质量存在缺陷,施工过程中二次灌浆时砼没有很好的融合牢固。

以美国汉诺华公司为深冷装着设计的压缩机组为例,该装置由4台压缩机组装成撬运抵安装,出厂时均对压缩机组进行过振动平衡测试。

但是2009年6月深冷装置检修的时候在压缩机三级出口管线去三级水冷器之间处加装了一个除尘除油过滤器,破坏了机组本身的平衡,因此振动增大。

2 、管道振动
( 1)气流脉动激振力引起的管线振动
往复式压缩机引起振动的主要原因是管道内气流的压力脉动,在运转过程中,吸排气呈间歇性、周期性变化,将引起气流的压力脉动,称为气流脉动。

事实说明,管道内气体压力脉动对管道具有破坏性作用,使压缩机管道发生强烈振动。

在管道的弯头、异径管、阀门等部位产生较大的激振力,引起了管道的振动,受激振力的作用,管道系统压力脉动越大,振动的频率越高,管道振动的幅值及应力越大,则振动越大。

( 2)设备与管道的共振。

由于管道和内部气体构成的系统具有一定的固有频率,当往复压缩机激发的频率与管路固有频率相近或相等时,系统产生相应的共振,它包括气柱共振和管道机械共振,共振使管线产生较大的位移。

当管道内气流所受到的气缸激发力的频率与管道内气柱固有频率相等或相近时,会发生气柱共振,这会引起管道强烈振动,并随着压力脉动振幅变大,导致气阀损坏乃至整个机组及管路的
振动加剧。

由管路、管路附件、容器及支架等构成管路系统,受到激振力激发后产生机械振动响应,即通常所说的管道振动。

当激振力的频率与管道系统的固有频率相等或相近时,就会产生机械共振。

此时机械振动幅度最大。

当激振频率、气柱固有频率、管道系统固有频率三者相等或相近时,会出现最严重的管道振动。

二、现场减振对策
四台往复式压缩机2011年检修的时候在三级气缸缓冲罐出口管线去三级水冷器之间处加装了一个除尘除油过滤器,由于罐体设立在气缸一侧,所以引出管线比较长,经过高低两处弯头,贴近地面的直管段上还加装了一个小过滤器。

投用初期,此段管线振动非常明显,用便携式测振仪hy-105测量振动值高达60mm/s,远超出安全规定的管线振动范围,有严重的安全隐患。

后陆续跟设计单位和施工单位协商,逐步在此管段上加装管架和支撑。

2009年7月10日,在邻近弯头部位增加两组管架,管架采用槽钢制作,用水泥浇筑进压缩机基础中,钢管架的韧性较大,容易受管道激振力的影响产生振动而失去作用,因此在支架和管线接触的地方用木头包裹,再在两端用螺丝紧固,通过调整螺丝的松紧可以调整木质管托对管线的加固程度。

邻近地面的直管段上,由于设有一个过滤器,因此直管段需要坚固支撑,7月20日在过滤器两端分别加装两组刚性支撑,用两个半圆形卡子固定管线,将橡胶板隔离在管线和刚性支撑中间,以减小直接摩擦,同样可以通过调整螺丝的松紧调整刚性支撑对管线的束缚度。

7月30日,又在直管段处
加装了一组管托,刚性管架支撑在地面上,上面连接半圆形木头(烘干不变形的硬柞木),与管线接触处同样用橡胶板隔离。

经过三次对管线的加固,振动基本控制在稳定的范围内,9月2日再次对所有管架和支撑进行重新的固定和调整,使振动值更加稳定。

现场示意图如下:
下面以1#压缩机入出口弯头处实测振动为例(见图2),可以看出,经过以上的一系列措施管线振动值逐步趋于稳定,取得了良好的效果。

实际操作期间需要注意的是:(1)管架尽可能增设在振幅最大处;(2)不可只在某一点强行固定,而要多点分散固定,尽可能降低管道的附加应力;(3)尽可能在振源点设置管卡,根据激振力产生方向设计管架的支撑强度与刚度,管道固定的位置应是其自由状态,切忌撇劲而增加附加载荷,在具有振动的场合应避免管道与管道、管道与管架、管道与紧固螺栓等直接摩擦。

三、总结
天然气压缩机的活塞往复运动形式产生振动源,由于其自身结构和运行特征决定了振动是不可避免的,但是与其相连的附属设备及管线的振动必须控制在一个不至于引起设备故障的范围内。

通过对压缩机管线增加管架和支撑,经多次实验和调整,目前深冷站压缩机的除尘除油过滤器附属管线振动值明显降低并趋于稳定。

每天用便携式测振仪对管线进行振动监测,发现有振动增大的趋势及时调整管架和支撑的紧固度,以上减振措施保证了装置长周期安全
平稳运行。

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