典型離心式壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)探討

李 鵬

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

典型離心式壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)探討

李 鵬

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

近幾年，我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，在項(xiàng)目運(yùn)行機(jī)制中，設(shè)備的管理工作成為了社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)，要積極建構(gòu)更加系統(tǒng)的處理和管控措施，才能在維護(hù)管道設(shè)計(jì)理念完整度的同時(shí)，保證驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)應(yīng)用價(jià)值得以全面發(fā)揮。對(duì)典型離心式壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并從壓縮機(jī)進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)和蒸汽透平進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)兩方面對(duì)具體設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行了集中分析，旨在為相關(guān)項(xiàng)目管理人員提供更加有價(jià)值的參考建議。

離心式壓縮機(jī)；管道設(shè)計(jì)；流程

離心式壓縮機(jī)的一種高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用體系建立后，設(shè)備被壓縮的氣體密度較小，需要技術(shù)人員對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行集中處理，并且保證壓縮機(jī)整體結(jié)構(gòu)的精度較高，進(jìn)出管口的受力和力矩也會(huì)受到限制。也就是說，在設(shè)備實(shí)際應(yīng)用過程中，若是設(shè)備的受力參數(shù)或力矩參數(shù)過大，會(huì)導(dǎo)致機(jī)器產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)機(jī)器存在損壞的隱患。正是基于此，在實(shí)際設(shè)計(jì)機(jī)制建立后，要結(jié)合參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌分析。

1 典型離心式壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)流程分析

典型離心式壓縮機(jī)選取的是蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的兩級(jí)離心式壓縮機(jī)，分為低壓段和高壓段，反應(yīng)的產(chǎn)物冷卻到43℃，會(huì)經(jīng)過壓縮機(jī)的吸入罐直接輸送到壓縮機(jī)的進(jìn)口位置，在壓縮過程中，一段出口的氣體會(huì)經(jīng)過冷卻器以及段間罐裝結(jié)構(gòu)直接到達(dá)壓縮機(jī)的二段進(jìn)口位置，滯后經(jīng)過冷卻裝置送入壓縮機(jī)的排出罐。整個(gè)過程中，需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能保證輸送過程的完整性和有序性。另外，整個(gè)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)中，蒸汽透平進(jìn)口本身是超高壓蒸汽結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主要是來自裝置蒸汽管網(wǎng)，而設(shè)備的透平出口則會(huì)結(jié)合實(shí)際情況形成雙抽氣型式，在抽氣過程中，針對(duì)高壓蒸汽和低壓蒸汽，并且將不同的蒸汽直接輸送到指定的蒸汽管網(wǎng)結(jié)構(gòu)中[1]。

2 典型離心式壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)具體操作步驟

2.1 典型離心式壓縮機(jī)進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)

2.1.1 優(yōu)化整體設(shè)置結(jié)構(gòu)

在對(duì)整體設(shè)置結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理的過程中，首先要對(duì)壓縮機(jī)的進(jìn)出口管口進(jìn)行處理，由于其要求冷態(tài)無應(yīng)力配管，需要在安裝過程中給予高度關(guān)注，進(jìn)出口管口不能承受管道產(chǎn)生的附加外荷載參數(shù)，要在其管架位置安裝彈簧架結(jié)構(gòu)，從而一定程度上保證能在壓縮機(jī)管口連接前調(diào)整管道法蘭的平行度，提高應(yīng)用效果和參數(shù)的控制水平，并且升級(jí)整個(gè)結(jié)構(gòu)的同心參數(shù)。另外，由于要對(duì)管道的熱脹情況進(jìn)行集中控制，就要對(duì)進(jìn)出管口進(jìn)行限位支架的設(shè)置，確保作用力和力矩符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 一段進(jìn)口管道設(shè)計(jì)

對(duì)于整個(gè)設(shè)備來說，壓縮機(jī)的一段進(jìn)口要有效地靠近吸入罐位置，并且保證管道的布置結(jié)構(gòu)符合柔性需求，滿足相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，能發(fā)揮其實(shí)際功效。也就是說，利用相應(yīng)的控制機(jī)制，能保證壓縮機(jī)進(jìn)口管道短小且筆直，減少?gòu)濐^的用量。另外，由于壓縮機(jī)一般都是雙進(jìn)口結(jié)構(gòu)，要對(duì)進(jìn)口管道的對(duì)稱性進(jìn)行處理，確保流體分布的均勻性。值得一提的是，為了有效防止其產(chǎn)生偏流，在設(shè)備進(jìn)口管彎頭和壓縮機(jī)管口法蘭結(jié)構(gòu)之間，要結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的直管道，滿足相關(guān)壓縮機(jī)參數(shù)要求。也就是說，由于管道具有較大的作用力，為了進(jìn)一步提升其支撐效果和便捷性，設(shè)計(jì)人員需要將結(jié)構(gòu)盡量靠近地面，從根本上提高整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.1.3 二段進(jìn)口管道設(shè)計(jì)

在二段進(jìn)口正下方轉(zhuǎn)彎處要設(shè)置相應(yīng)的過濾器，以保證物料出口的實(shí)際應(yīng)用效果符合標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合應(yīng)力計(jì)算參數(shù)，對(duì)過濾器下方的限位彈簧組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行集中控制，要對(duì)管口無應(yīng)力配管要求展開深度分析，在靠近壓縮機(jī)管口位置設(shè)置必要數(shù)量的支架結(jié)構(gòu)。一般設(shè)置三個(gè)彈簧架，其他的則為剛性支架結(jié)構(gòu)。另外，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，要保證段間罐與壓縮機(jī)二段進(jìn)口結(jié)構(gòu)之間，要留有一定的距離，保證工藝要求符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 典型離心式壓縮機(jī)蒸汽透平進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)

在實(shí)際設(shè)計(jì)機(jī)制建立后，要結(jié)合具體需求設(shè)置不同的參數(shù)，加之蒸汽透平進(jìn)出口管道的溫度值和壓力值都較高，設(shè)計(jì)人員要利用柔性計(jì)算，保證管道對(duì)管口的作用力和力矩參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)需求，并且升級(jí)相應(yīng)的設(shè)置效果[2]。

2.2.1 透平進(jìn)口管道設(shè)計(jì)

要對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，一般而言，超高壓蒸汽溫度會(huì)在500℃以上，且壓力會(huì)在10MPa 以上，正是基于此，設(shè)計(jì)人員需要保證其具有足夠的柔性，減少管口位置的作用力，確保整體處理效果和應(yīng)用模型符合標(biāo)準(zhǔn)。值得一提的是，在設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)構(gòu)中，管道要繞過壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)以及透平蒸汽結(jié)構(gòu)的固定點(diǎn)位置，借助較長(zhǎng)的水平管線結(jié)構(gòu)，有效吸收管口的水平熱位移參數(shù)，提高整體處理效果和應(yīng)用價(jià)值。與此同時(shí)，只有保證設(shè)計(jì)參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)，才能有效兼顧文丘里管布置結(jié)構(gòu)的實(shí)效性。

2.2.2 透平出口管道設(shè)計(jì)

由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要考慮高壓蒸汽和低壓蒸汽，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要保證其足夠的柔性，高壓蒸汽的操作溫度會(huì)控制在424℃，而低壓蒸汽的操作溫度則在260℃，基于此，要依托管道的柔性對(duì)管口位移進(jìn)行優(yōu)化控制。

3 結(jié)束語

總而言之，設(shè)計(jì)過程要符合應(yīng)力需求，確保計(jì)算結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，考慮管道柔性的同時(shí)，提高實(shí)用價(jià)值。

[1] 裴峻峰，鄭慶元，姜海一，等. 離心式壓縮機(jī)定期維修周期及可靠性研究[J]. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，（6）：127-133.

[2] 馬再超，溫廣瑞，張恒輝，等. 離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子故障識(shí)別的EEMD-PCA 方法研究[J]. 振動(dòng)與沖擊，2016，（4）：148-155.

Discussion on Pipeline Design of Typical Centrifugal Compressor

Li Peng

In recent years，China’s petrochemical industry has shown a trend of rapid development.In the operation mechanism of the project，the management of equipment has become the focus of attention from all walks of life.It is necessary to actively construct more systematic handling and control measures to maintain the pipeline Design concept of the same time，to ensure that the application of centrifugal compressor to drive the value of the full play.In this paper，the design process of the typical centrifugal compressor is briefly analyzed，and the concrete design steps are analyzed from the aspects of compressor inlet and outlet piping design and steam turbine inlet and outlet piping design.The purpose is to analyze the relevant project manager Provide more valuable reference suggestions.

centrifugal compressor；pipe design；process

TH452

B

1003-6490（2017）06-0096-02

2017-05-08

李鵬（1984—），浙江樂淸人，男，工程師，主要從事石油化工管道配管工作。