基于ANSYS的二氧化碳往復壓縮機的扭振分析

張 江，王 瓊，倉 榮，秦志堅，孫銳艷

（1.西安交通大學能源與動力工程學院，陜西西安710049；2.吉林油田勘察設計院，吉林松原138000）

基于ANSYS的二氧化碳往復壓縮機的扭振分析

張 江1，王 瓊1，倉 榮1，秦志堅1，孫銳艷2

（1.西安交通大學能源與動力工程學院，陜西西安710049；2.吉林油田勘察設計院，吉林松原138000）

利用ANSYS軟件對某4M型二氧化碳往復壓縮機的軸系建立有限元模型，并對其進行模態分析和瞬態響應分析。求解出了該軸系的前8階模態，發現軸系的11倍頻落在了第一階扭轉固有頻率之間，為進一步確定軸系的扭轉共振特性，對切向力進行諧波分析以判斷該軸系的扭振情況。通過瞬態響應分析，確定了軸系系統在交變載荷下其上各點位移、應力、應變等參數隨時間的變化規律，為判斷軸系在運轉中是否存在沖擊載荷以及對軸系進行靜強度和疲勞強度計算提供依據。

二氧化碳往復壓縮機；軸系；模態分析；瞬態響應分析；扭振

1 引言

超臨界二氧化碳往復壓縮機是實現油田二氧化碳驅油與埋存技術的關鍵設備。隨著石化行業規模的日益擴大，工業流程提出了高氣體壓力和大氣體產量的要求，這使得二氧化碳往復壓縮機朝著大型、多列、高轉速方向加速發展。而大型往復壓縮機軸系動力學中，扭轉共振問題一直制約著往復壓縮機的發展。在壓縮機正常運轉過程中，軸系發生動力學問題輕則引起主軸瓦、連桿瓦等零部件失效，重則使曲軸產生裂紋造成斷裂，使得生產工藝過程中斷，造成巨大的經濟損失［1］。……