往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)分析及消減措施

張勇強(qiáng)

（中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司，四川彭州 611930）

往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)分析及消減措施

張勇強(qiáng)

（中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司，四川彭州 611930）

往復(fù)壓縮機(jī)作為在石油化工行業(yè)中尤為重要的固定設(shè)備，其工作狀態(tài)也是影響石油化工企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要因素，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)及盈利能力。往復(fù)壓縮機(jī)的安全、穩(wěn)定工作是維持石油化工生產(chǎn)秩序的重要保障。由于往復(fù)壓縮機(jī)的工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其管道結(jié)構(gòu)與氣體介質(zhì)系統(tǒng)在往復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中極易受激蕩力的作用產(chǎn)生系統(tǒng)振動(dòng)，從而導(dǎo)致往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)或共振，給往復(fù)壓縮機(jī)造成極大的損害，影響其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性與穩(wěn)定性。因此分析了往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)，并闡述了幾種常用的消減措施。

往復(fù)壓縮機(jī)；工藝管道；振動(dòng)分析；消減措施

1 前言

四川石化二甲苯聯(lián)合裝置中共有兩套燃料氣外送壓縮機(jī)。該機(jī)組設(shè)計(jì)按照 API618標(biāo)準(zhǔn)的 D 型雙室隔距件，工作原理及一般結(jié)構(gòu)與普通往復(fù)式壓縮機(jī)相同。工藝管道的振動(dòng)是往復(fù)壓縮機(jī)在日常生產(chǎn)中所遇到的主要問(wèn)題，同時(shí)也困擾著很多化工技術(shù)人員。

2 壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)的危害

在石油化工行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中，往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)所帶來(lái)的所以造成的危害巨大，對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)的連接附件造成的損傷程度極大，同時(shí)造成機(jī)房的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受損，使閥門(mén)、儀表等相關(guān)配件無(wú)法正常工作，嚴(yán)重干擾石油化工企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的正常秩序。

3 往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)原因分析

3.1 氣流脈動(dòng)產(chǎn)生的壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)

所謂的氣流脈動(dòng)，主要指的是氣流的周期性變化。往復(fù)壓縮機(jī)作為石油化工行業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中主要的動(dòng)力源之一，其運(yùn)作方式較為獨(dú)特，吸氣與排氣有很強(qiáng)的周期性，從而致使往復(fù)壓縮機(jī)管道內(nèi)氣流的壓力及速度等重要參數(shù)層周期性變化趨勢(shì)，導(dǎo)致氣流脈動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 共振效應(yīng)產(chǎn)生的壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)

在往復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)體系中，工藝管道的結(jié)構(gòu)有其固有頻率，同時(shí)管道內(nèi)的氣流也有其自身的頻率。因此，當(dāng)往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道內(nèi)的氣流從壓縮機(jī)氣缸所得到運(yùn)動(dòng)頻率與往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道自身頻率相近、相同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致共振現(xiàn)象的產(chǎn)生。管道與氣流產(chǎn)生的共振，使得往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)發(fā)生更加猛烈的振動(dòng)。由共振效應(yīng)所導(dǎo)致的往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)同時(shí)受壓力脈動(dòng)的影響，當(dāng)壓力脈動(dòng)的振幅增加，共振效應(yīng)引發(fā)的管道振動(dòng)也更加劇烈，嚴(yán)重?fù)p害往復(fù)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

4 往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)消減措施

4.1 優(yōu)化管道布置與支架設(shè)計(jì)

在往復(fù)壓縮機(jī)的使用過(guò)程中，管道的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量的平直，減少管道的彎曲幅度與垂直變動(dòng)幅度，同時(shí)應(yīng)減少對(duì)管徑的變化，使管道的結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定。管道鋪設(shè)時(shí)也應(yīng)盡量貼地鋪設(shè)，可以有效地提高管道所收到的支撐力，同時(shí)在發(fā)生往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)現(xiàn)象時(shí)也方便技術(shù)人員采取消減措施。

4.2 提高管道的結(jié)構(gòu)固有頻率

提高管道的結(jié)構(gòu)固有頻率，可以有效地避免共振現(xiàn)象的發(fā)生，提高往復(fù)壓縮機(jī)的安全性與穩(wěn)定性。將管道的結(jié)構(gòu)固有頻率提高到壓縮機(jī)激振頻率的兩倍及以上，基本可以做到避免管道與氣流的共振。

4.3 合理使用集管器

在往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)消減措施中，集管器的運(yùn)用，可以使各路脈沖量相互之間抵消，從而整體降低了氣流脈動(dòng)量。在集管器的使用中首先要注意選擇集管器通流面積，保證集管器通流面積至少在進(jìn)氣管通流面積綜合的三倍以上。其次，還應(yīng)注意各路氣流脈動(dòng)量的相位，這點(diǎn)在集管器的應(yīng)用中十分關(guān)鍵。

4.4 降低壓力脈動(dòng)振幅

在往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)消減措施中，緩沖罐的運(yùn)用，使得氣流在管道中得到了有效地氣壓緩沖，從而有效降低壓力脈動(dòng)，使因氣流脈動(dòng)所導(dǎo)致的往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)得以有效的消減。

5 結(jié)語(yǔ)

往復(fù)壓縮機(jī)的安全、穩(wěn)定工作是維持石油化工生產(chǎn)秩序的重要保障。往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)會(huì)給往復(fù)壓縮機(jī)的安全、穩(wěn)定工作帶來(lái)極大地負(fù)面影響，不利于石油化工企業(yè)生產(chǎn)秩序的保證。采取相應(yīng)的消減措施，多種并舉，做到有效減少往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)，保證企業(yè)安全、穩(wěn)定的進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。

[1] 董立新，陳軍，沈磊，等.往復(fù)壓縮機(jī)工藝管道振動(dòng)分析及消減措施[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2012，（5）：56-59.

[2] 喻迪垚，江志農(nóng).往復(fù)壓縮機(jī)管道振動(dòng)分析及減振方法[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2012，（4）：44-46.

[3] 李永東，張文波，王相飛，等.往復(fù)壓縮機(jī)管道振動(dòng)分析與控制[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2012，（3）：16-19.

Vibration Analysis and Reduction Measures of Reciprocating Compressor Process piping

Zhang Yong-qiang

The reciprocating compressor as the fixed equipment is particularly important in the petroleum chemical industry，the main factors affecting work condition is petrochemical enterprise operation，directly related to the production and operation of enterprises and enterprise’s profit ability.The safety and stability of reciprocating compressor is an important guarantee for maintaining the order of petrochemical production.Because the working mechanism of reciprocating compressor and its structure characteristics，structure and gas pipeline systems are vulnerable to surging force generated in the system vibration of reciprocating compressor operation，resulting in a dramatic process of reciprocating compressor pipeline vibration or resonance，causing great damage to the reciprocating compressor，affecting the safety and stability of its operation.This paper analyzes the vibration of pipeline in reciprocating compressor，and expounds some commonly used countermeasures.

reciprocating compressor；process pipeline；vibration analysis；mitigation measure

TH45

B

1003-6490（2017）06-0123-01

2017-04-27

張勇強(qiáng)（1987—），男，陜西寶雞人，助理工程師，主要研究方向?yàn)槭瘡S壓縮機(jī)工藝流程。