基于中、大型往復壓縮機系統(tǒng)中的管道振動與消除研究

趙剛(內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)上灣神華煤制油分公司 017209)

往復壓縮機慣常的振動，關系著偏多的要素。例如：零配件沒能慎重加工，接續(xù)的安裝不佳；沒能平衡固有的慣性力，慣性銜接的力矩偏大；驅(qū)動配件銜接的主軸，偏離了機械固有的中心線；安設好的軸系不合規(guī)，造成體系架構(gòu)下的共振。在這之中，管道這一區(qū)段的振動，是系統(tǒng)振動慣常的中心要素。若要消除這一慣常見到的振動形式，就應明晰管道振動的本源成因，預設最優(yōu)的消除辦法。

一、概要的振動特性

往復壓縮機慣用的裝置架構(gòu)內(nèi)，氣體管道帶有振動的總傾向。這一特性，應被用戶注重。通常而言，在制備以前，要經(jīng)由慎重運算，以便保障慣常的運行穩(wěn)定。然而，要把振幅限縮在預設的范疇內(nèi)，是帶有困難的。管道產(chǎn)生偏大的振動，涵蓋了如下的本源成因：預設的管路緊貼這一壓縮機；管道存留著帶有間歇特性的氣流沖擊；壓縮機慣常的振動，牽扯著這一管路振動。

第一，管道存留著的氣體，帶有壓力波銜接的反射端。在這一端口，形成特有的駐波，也即氣柱共振。第二，壓力波動特有的交變作用，在管路固有的彎道架構(gòu)內(nèi)。在這一方位，產(chǎn)生預設的交變力量。彎道固有的轉(zhuǎn)角越大，如上的作用越大。這樣一來，管路遇到特有的沖擊力。若安設了垂直管路，則并不帶有這一作用力。第三，交變作用預設的頻率，與管段預設的自振頻率，帶有一致的傾向。共振許可的范疇，未能超出1.2這一頻率。為此，體系帶有偏大振幅。

圖為壓縮機銜接的附屬設備規(guī)格

二、反射得來的壓力波

可以選取特有規(guī)格的音叉，經(jīng)由模擬得來壓力波特有的反射。這樣得來的聲波，是偏小態(tài)勢下的壓力波。聲波及關涉的壓力波，都被劃歸成縱波。如上的波形，帶有疏密相間這一傾向，朝向前側(cè)去遞推。若遇到區(qū)段內(nèi)的剛性壁面，或范疇偏大的空間，就形成這一區(qū)段的反射。

例如：選取合規(guī)的玻璃管，它們分別帶有開放及閉合的特性。用音叉在管路既有的一側(cè)，予以敲擊，就能聽到明晰的共振聲音。事實上，開放及閉合的管路以內(nèi)，都帶有反射特性。然而，半開半閉架構(gòu)下的玻璃管，接納了半波反射；反射得來的波形，與入射得來的波形，差了半個特有的波位，疊合了帶有疏密特性的波形。完全閉合著的玻璃管，接納了全波反射，差了一個圓周這樣的相位。因此，疊合了密集態(tài)勢下的波形，就聽到明晰的振動聲響。

若銜接的端部，安設了帶有開孔的遮擋，則縱波遇到這一區(qū)段內(nèi)的擋板，就產(chǎn)生特有的半波反射。然而，銜接著的開孔架構(gòu)內(nèi)，產(chǎn)生特有的全波反射，或形成慣常見到的駐波。這樣一來，區(qū)段以內(nèi)也產(chǎn)出振動，但是，振動吸納的能量，就會被限縮。

三、預設的減振思路

1.添加特有規(guī)格的孔板

壓縮機預設的體系架構(gòu)內(nèi)，氣體帶有流動的總傾向。通常來看，設定好的孔板直徑，等同于一半既有的管道內(nèi)徑。管道固有的面積，是孔面積這一范疇的四倍。這就表征著：四分之一的預設面積，會吸納全波反射；三分之四的預設面積，會吸納半波反射。這樣一來，原初的作用力，就被限縮了三分之四。若添加制備好的孔板，來限縮慣常見到的振幅，雖不能消除掉原有的全部振動，但可以縮減偏多的振動。

2.添加特有規(guī)格的止回閥

通常架構(gòu)的止回閥，很難消除掉管道以內(nèi)的振動。為此，要安設賀爾碧格特有的止回閥。這一規(guī)格的配件，就像壓縮機銜接著的氣閥。壓縮機慣常的工作中，為了吸納連續(xù)態(tài)勢下的氣流，慣常要打開這一閥門。止回閥銜接的彈簧，帶有偏軟的特性，這樣做，能限縮連續(xù)態(tài)勢下的氣流阻力。

調(diào)研數(shù)值明晰：止回閥片慣常的開程，沒能超出4毫米。因此，要在預設的開口方位，安設這一規(guī)格的閥門，那么閥座固有的薄厚程度，比對體系架構(gòu)內(nèi)的波長，就會帶有偏小的傾向。閥座及銜接好的閥片，形成閉合態(tài)勢下的端口。對反射得來的壓力波，就形成了如上的反射作用。然而，氣流會經(jīng)由這一通道，予以順暢通過。這樣安設的體系，就帶有減振價值。

四、選取出來的振動實例

往復壓縮機特有的管道振動，是慣常見到的疑難，也是很難化解掉的。調(diào)研資料表征出：規(guī)模偏大的現(xiàn)有壓縮機，年度時段內(nèi)的事故，超出七成被劃歸成如上的管路振動。這一范疇的激烈振動，造成安設好的體系暫停，增添了這一區(qū)段的經(jīng)濟損失。

例如：某省煤礦特有的空壓機站，銜接的集氣管道帶有劇烈振動的傾向。因此，連接態(tài)勢下的儲氣罐，經(jīng)由爆裂而損毀，飛出來的碎裂渣滓，超出十米這一距離。附近區(qū)段的磚墻坍塌，附近范疇內(nèi)的玻璃窗，都被振動碎裂。某一酒精產(chǎn)出的特有裝置，配設好的方案帶有誤差。因此，經(jīng)由多小時試車，放空閥銜接的管路，突然振動碎裂。伴隨這一碎裂，乙烯泄露并被點著，車間固有的支架損毀。規(guī)模偏大的這一壓縮機，經(jīng)由投產(chǎn)以后，銜接的管網(wǎng)慣常振動，被迫更替固有的架構(gòu)。這就造成偏大范疇內(nèi)的經(jīng)濟損失。

再如：4M 50這一規(guī)格的壓縮機，帶有四列四缸的總構(gòu)架，是對稱平衡這一范疇的往復壓縮機。預設了二級壓縮，在這之中，左側(cè)兩缸被設定成一級，右側(cè)兩缸被設定成二級。前后兩缸銜接的出入口，預設了同一緩沖罐。壓縮機涵蓋了一開一備。然而，工藝介質(zhì)固有的氣富氣量，還是偏大的。因此，要同時去打開兩臺。開機以后，設備就帶有偏大噪聲。

五、本源的振動成因

往復架構(gòu)下的壓縮機，管線振動潛藏了偏多成因。調(diào)研結(jié)果表征出，壓縮機銜接的管道振動，可分出本源的兩個成因：氣體慣常的脈動，以及慣常見到的共振。

1.氣流慣常的脈動

往復架構(gòu)下的壓縮機，在慣常的運轉(zhuǎn)中，帶有間歇特性的吸氣排氣。如上的吸納氣體，以及排出氣體，凸顯出周期態(tài)勢下的更替。吸納氣流的那種壓力脈動，被看成區(qū)段內(nèi)的氣流脈動。通常來看，管路銜接的彎頭、閥門及關涉的異徑管，會帶有偏大的振動，引起體系以內(nèi)的管道振動。體系架構(gòu)下的激振力，增添了原有的壓力脈動。伴隨頻率的遞增，管路振動原有的幅值，也會隨之遞增。這樣一來，就引起這一架構(gòu)內(nèi)的振動加劇。

為此，往復架構(gòu)的壓縮機，在預設管道時，要把設定好的脈動壓力，限縮在許可范疇以內(nèi)。可用的化解途徑，可在緩沖罐銜接的進出口，安設合規(guī)的孔板。如上的配件，可以限縮氣流現(xiàn)有的脈動，消減這一脈動。

2.特有的氣柱共振

管道架構(gòu)內(nèi)的氣體，創(chuàng)設出來的系統(tǒng)，帶有預設的固有頻次。若管道架構(gòu)以內(nèi)的氣流，被氣缸激發(fā)出來的頻次，等同管路以內(nèi)的氣柱頻次，或如上的頻次很類似，就會發(fā)覺氣柱共振。這樣的態(tài)勢，造成管路本身帶有劇烈震蕩的總傾向。伴隨脈動的遞增，安設好的氣閥損毀，整體態(tài)勢下的機組，也隨之振蕩。

因此，在預設體系架構(gòu)時，要讓管路原初的頻次，與機械原初的振蕩頻次，保持特有的差距。設備設定好的振蕩頻次，是不能被更替的。為此，慣常更替管路固有的布設狀態(tài)，或調(diào)和管路銜接的支架，以便調(diào)和設定好的頻率，這就達到期待中的減振成效。

六、細分出來的減振步驟

1.管路振動的真實態(tài)勢

某一特有規(guī)格的壓縮機，安設了合成態(tài)勢下的多層級壓縮，以及循環(huán)架構(gòu)下的壓縮。體系安設了六個氣缸，在每一段落以內(nèi)，壓縮兩個這樣的氣缸。布設好的架構(gòu)，帶有對稱平衡的總態(tài)勢。在這之中，兩個層級內(nèi)的排氣量，合乎預設的規(guī)格；循環(huán)段落以內(nèi)的氣缸，設定好的排氣量，也合乎既有的規(guī)格。無刷架構(gòu)下的勵磁電機，驅(qū)動這一壓縮構(gòu)架。額定范疇內(nèi)的電壓，被設定成一萬伏特；額定范疇內(nèi)的電流，被設定成240安培；額定范疇內(nèi)的功率，被設定成3590千瓦。

聯(lián)合態(tài)勢下的這一壓縮機，是新添加上來的裝置。壓縮機安設的目的，是在滿負荷這一態(tài)勢下，維持住應有的接續(xù)運行，以及安全運行。然而，安裝直至接續(xù)的調(diào)試時段內(nèi)，機組及銜接著的管線，帶有偏大的振蕩傾向。為此，壓縮機被擱置，不能接續(xù)運轉(zhuǎn)。這就制約了應有的產(chǎn)出能力，限縮了成效的提升。

統(tǒng)計數(shù)值表征出，帶有劇烈傾向的振蕩部位，聚集于預設的彎頭、銜接著的閥門、銜接著的入口、支撐穩(wěn)固性不佳的區(qū)段。經(jīng)由互通交流，明晰了管路振動的本源成因，是慣常見到的氣流脈動，以及體系架構(gòu)的機械振蕩。為此，預設了如下的限縮措施：

第一，對銜接了偏多彎頭、布設很亂的那些管路，重新去布設。盡力去限縮現(xiàn)有的彎頭數(shù)目，限縮管路固有的長度數(shù)值，并預設了平直態(tài)勢下的管段。第二，緩沖罐銜接的入口方位，添加了帶有節(jié)流特性的孔板。這樣的配件，能抑制住區(qū)段內(nèi)的氣流脈沖。第三，在穩(wěn)固特性不佳的區(qū)段，添加合規(guī)的支撐，以便增添原有的穩(wěn)固性。

2.更替原有的管路布設

對振動偏大的、預設了偏多彎頭的區(qū)段，或者布設很亂的區(qū)段，重設現(xiàn)有的管路。盡量去限縮直角架構(gòu)下的彎頭數(shù)目，限縮管路固有的長度。建議預設平直管段，增添原有的管路剛度，限縮原有的氣流阻力，以便消除掉慣常的振動。具體而言，對體系架構(gòu)下的四個部位，予以著力改造。

第一個部位，是重新去布設了原有的緩沖器，以及進氣態(tài)勢下的分離器。固有的彎頭數(shù)目，從初始時段的七個，被限縮成兩個。與此同時，還安設了45度態(tài)勢下的新彎頭，以便縮減區(qū)段以內(nèi)的氣流沖擊。管線既有的長度，也從初始時段的三十米，被限縮成十二米。

第二個部位，是循環(huán)段銜接著的進氣總管，以及氣缸銜接的進氣管路。把循環(huán)氣特有的入口，妥善予以分離，安設到原初的閥門管段。分離器及關涉的閥門，要被固定住；管線固有的水平架構(gòu)，也要保持預設的標高。把直角態(tài)勢下的彎頭，更替成45度態(tài)勢下的新彎頭，再銜接起原有的進氣區(qū)段。一級這一層級的進氣管線，被扭轉(zhuǎn)30度；緩沖罐延展了0.5米，銜接起操作臺固有的下側(cè)管線。水平態(tài)勢下的管段，被維持穩(wěn)固。這樣的體系構(gòu)架，比對原有的構(gòu)架，分別縮減了左右方位的直角彎頭。

第三個部位，是拆掉固有的附加線路，重設固有的配管。把銜接好的管控閥門，挪動到第二層級這一平臺以下。

第四個部位，是把循環(huán)態(tài)勢下的排氣管線，扭轉(zhuǎn)45度這一范疇。緩沖罐銜接的出口，預設了直角態(tài)勢下的新彎頭。把體系架構(gòu)下的垂直管段，更替成帶有傾斜特性的管段。這樣的新管段，銜接著水平方位的管段。而原有的水平管，保持原初的狀態(tài)。

3.預設帶有節(jié)流特性的孔板

在緩沖器銜接處，添加合規(guī)的孔板。這樣做，就把管路架構(gòu)內(nèi)的氣流，從原初的柱狀波，更替成行波。這就限縮了壓力特有的不均衡，增添了體系架構(gòu)下的緩沖實效。氣流經(jīng)由這一孔板，就會更替固有的流速、固有的方位。系統(tǒng)存留著的能量，也會隨之遞減。由此可見，添加如上的孔板，要明晰氣流通過這一時段的壓力降。

結(jié)語

要消除管路現(xiàn)有的振動，就應預設帶有針對特性的治理路徑。具體而言，可以更替預設的管道走向，縮減預設的彎頭數(shù)目，增添帶有限流特性的孔板，或者安設規(guī)模偏大的支撐。這樣一來，就限縮了管道原有的振動性能，化解掉了壓縮機慣常的運行疑難。這樣做，也為接續(xù)的管道修護，累積了可用的經(jīng)驗。

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