往復(fù)式壓縮機(jī)排氣管路振動分析

季龍慶，程強(qiáng)，劉洪佳，曾兆強(qiáng)

（中海油石化工程有限公司，濟(jì)南 250101）

往復(fù)式壓縮機(jī)在石油化工、天然氣等行業(yè)被廣泛用于氣體的加壓操作，操作過程中壓縮機(jī)氣缸交替吸排氣造成壓縮機(jī)管路內(nèi)產(chǎn)生較大的氣流脈動[1-2]。氣流脈動會降低壓縮機(jī)性能，進(jìn)一步會造成管道振動而引發(fā)疲勞破壞和破裂，因此美國石油協(xié)會發(fā)布的API 618 標(biāo)準(zhǔn)《石油化工和天然氣工業(yè)用往復(fù)式壓縮機(jī)》對往復(fù)式壓縮機(jī)氣流脈動準(zhǔn)則和管道振動準(zhǔn)則進(jìn)行了嚴(yán)格的限定[3-4]。針對某石化項(xiàng)目中往復(fù)式壓縮機(jī)排氣管路，本文采用API 618 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法進(jìn)行振動分析，首先采用Bentley PULS 軟件對排氣管路進(jìn)行聲學(xué)模擬并計(jì)算管路內(nèi)的壓力脈動幅值和聲學(xué)激振力，然后采用AutoPipe 軟件計(jì)算排氣管路在聲學(xué)激振力作用下的動態(tài)響應(yīng)，并依據(jù)API 618 規(guī)定的管道振動準(zhǔn)則評估排氣管路的振動風(fēng)險(xiǎn)。

1 壓縮機(jī)排氣管路

往復(fù)式壓縮機(jī)排氣管路系統(tǒng)如圖1 所示。

含烴混合氣體經(jīng)雙缸雙作用壓縮機(jī)加壓后由P-1001 進(jìn)入緩沖罐，然后經(jīng)P-1002 管線進(jìn)入冷卻器和冷凝器兩級換熱去往下游裝置。V-1005 管線和V-1006 管線對系統(tǒng)進(jìn)行超壓保護(hù)，V-1007 管線去往高壓火炬系統(tǒng)，V-1008 管線用于緊急情況下手動放空排入大氣。操作狀況下閥門GV-06、GV-07 和安全閥PSV-1001 保持關(guān)閉，其余閥門保持開啟。使用AutoPipe 軟件建立往復(fù)式壓縮機(jī)排氣管路模型，如圖2 所示。

圖1 往復(fù)式壓縮機(jī)排氣管路系統(tǒng)Fig.1 Discharge pipeline system of reciprocating compressor

圖2 排氣管路AutoPipe 模型Fig.2 AutoPipe model of discharge pipeline

排氣管路中設(shè)置的支架包括滑動支架、導(dǎo)向支架、限位支架和固定支架，支架對排氣管路進(jìn)行支撐并提供必要的約束以對管道振動進(jìn)行控制。……