石油化工裝置壓縮機(jī)管路振動分析及減振措施

1、石油化工裝置壓縮機(jī)管路振動分析及減振措施摘要：壓縮機(jī)是石油化工生產(chǎn)裝置中的一個重要設(shè)備，而壓縮機(jī)管路振動是一 個常見現(xiàn)象，加強(qiáng)管路振動及相關(guān)減振措施研究對于提升石油化工生產(chǎn)的安全性 及運(yùn)行效益意義重大。基于此，本文首先分析了石油化工裝置壓縮機(jī)振動的原因， 并對石油化工裝置壓縮機(jī)管路振動及減振措施進(jìn)行了探究，旨在降低壓縮機(jī)管路 振動，為石油化工生產(chǎn)提供更安全環(huán)境的而基礎(chǔ)上促進(jìn)生產(chǎn)效益的提升。關(guān)鍵詞：石油化工裝置；壓縮機(jī)；管路振動；減振措施刖言在煉油和化工裝置中，壓縮機(jī)是一個非常重要的設(shè)備，在石油化工生產(chǎn)中有 著廣泛應(yīng)用。壓縮機(jī)在運(yùn)作過程中，管道振動是一個不可避免的現(xiàn)象，這主要是 由于壓縮機(jī)通常進(jìn)

2、行往復(fù)式吸排氣運(yùn)作，具有間歇性和周期性的特點(diǎn)，因此氣流 壓力和速度也會發(fā)生周期性變化，使得管道內(nèi)氣體出于脈動狀態(tài)，進(jìn)而造成進(jìn)出 口管道進(jìn)行脈沖性振動。壓縮機(jī)管道長期振動不僅會造成管道及管道保溫材料損 壞，而且還會影響管道儀表正常顯示，嚴(yán)重情況下還會導(dǎo)致氣體泄露而發(fā)生失火 爆炸等安全事故，因此加強(qiáng)壓縮機(jī)管道振動分析及減振措施研究意義重大。1壓縮機(jī)振動原因分析（一）氣柱共振氣柱主要指的是在石油化工裝置壓縮機(jī)管路系統(tǒng)中能夠容納氣體的結(jié)構(gòu)。氣 柱共振是石油化工裝置壓縮機(jī)管路發(fā)生震動的原因之一。在壓縮機(jī)管路系統(tǒng)中， 壓縮機(jī)納入氣體后形成氣柱，氣柱在自身重力作用下進(jìn)行壓縮操作各膨脹，從而 具有一定彈性，可

3、進(jìn)行具體操作。氣柱具備類似彈簧結(jié)構(gòu)及功能后，向復(fù)式壓縮 機(jī)一樣進(jìn)行周期性吸排氣運(yùn)作，從而對壓縮機(jī)系統(tǒng)管路產(chǎn)生激發(fā)作用，進(jìn)而引起 氣質(zhì)實(shí)際振動，相關(guān)參數(shù)也能夠以聲速進(jìn)行有效傳播。除此之外，氣柱的實(shí)際振 動效果還會受到安裝孔板的位置、管徑大小、緩沖器尺寸、介質(zhì)組分等參數(shù)的影 響。（二）氣流壓力脈動壓縮機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)作過程中，往復(fù)式壓縮結(jié)構(gòu)吸排氣過程具有間歇性，這種情 況下，控制結(jié)構(gòu)中的活塞也隨之發(fā)生周期性變化，從而產(chǎn)生壓力脈動。壓力脈動 的產(chǎn)生會對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個新的外部壓力，管道內(nèi)在激振力作用下出現(xiàn)氣流壓 力，并隨時間發(fā)生變化。結(jié)合相關(guān)力學(xué)原理進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)管道氣流壓力不 均勻度值隨著振動頻率的

4、提高而增大，反之變小，即兩者間呈正比例關(guān)系。一般 情況下，系統(tǒng)管道內(nèi)氣流壓力的不均勻度值增大后，振動頻率提高，振動能量也 隨之增大，振動更為明顯，破壞力增大。據(jù)此分析及實(shí)際管理得知，脈動氣流在 經(jīng)過管道彎頭、異徑管、設(shè)備閥門及系統(tǒng)中盲板時，相應(yīng)參數(shù)也會發(fā)生變化，管 道系統(tǒng)中最大激振力為較大壓力不均勻度。（三）管路機(jī)械共振從結(jié)構(gòu)分析角度看，壓縮機(jī)管路主要由管子、管件及支架等組成，這本身就 是一個具備一定彈性性能的系統(tǒng)。當(dāng)管道內(nèi)氣流產(chǎn)生脈動時，管內(nèi)壓力脈動發(fā)生 變化，管道中三通、閥門等部位在周期性激振力作用下發(fā)生管道振動。另外，壓 縮機(jī)管路系統(tǒng)在不同配管情況、支承類型、位置以及邊界條件等也會存在一

5、系列 固有頻率，從而提高管路機(jī)械共振程度。2壓縮機(jī)管道減振措施（一）加強(qiáng)氣流振動控制管理氣流振動是壓縮機(jī)管理發(fā)生震動的一個重要原因，因此加強(qiáng)氣流振動控制管 理是進(jìn)行壓縮機(jī)管路減振的一個重要措施。從目前管理實(shí)際情況來看，借助緩沖 器及增設(shè)孔板是較為有效的兩種減振辦法。在利用緩沖器減振過程中，主要通過 緩沖罐實(shí)現(xiàn)，氣體排出后直接進(jìn)入緩沖罐，通過后壓力脈動大幅度減少，具有直 觀、效果顯著的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常在結(jié)合容積等參數(shù)進(jìn)行全面核算的基 礎(chǔ)上，在靠近壓縮機(jī)進(jìn)氣口和排氣口位置安裝緩沖罐。增孔板也具有一定的減振 作用，但是相對緩沖器而言較差，而且存在著損耗壓力及不利于工藝操作等影響， 因此在實(shí)際

6、中應(yīng)用并不多。（二）優(yōu)化管道結(jié)構(gòu)設(shè)置壓縮機(jī)管路系統(tǒng)中存在的拐彎、變徑及分支等結(jié)構(gòu)是激振力產(chǎn)生的主要原因， 因此在減振管理中也可從此著手，通過管道結(jié)構(gòu)設(shè)置優(yōu)化實(shí)現(xiàn)振動降低目的。管 道結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以從以下幾方面進(jìn)行：（1）管道拐彎情況優(yōu)化。首先要結(jié)合管道 布設(shè)實(shí)際情況盡量減少拐彎，對于拐彎處盡可能用長半徑彎頭或是45彎頭，并 切實(shí)做好固定工作，另外，盡量避免空間轉(zhuǎn)彎，采用順介質(zhì)流向連接方式進(jìn)行匯 流管道連接。（2）管道敷設(shè)優(yōu)化。合理采用沿里面或是降低高度方式進(jìn)行管路 敷設(shè)，也可以達(dá)到一定的減振效果。降低管路高度可有效提高管道支撐力，從而 減小振動情況。此外，出于安全考慮，壓縮機(jī)進(jìn)出口管道不宜敷設(shè)在管

7、架、廠房 及設(shè)備上。（3）增設(shè)支架。采取增設(shè)支架的辦法不僅可以提高管道相關(guān)部位支 撐力，而且也可以利用其來改變管道走向，以合理控制管墩間距。兩個管墩間距 要根據(jù)管道直徑、材質(zhì)及管內(nèi)壓力要確定，一般情況下為3米左右。（三）合理選用管道支架管道支架對管路起著重要支撐作用，合理選用支架可有效提高固定牢靠程度， 從而達(dá)到減振效果。結(jié)合相關(guān)實(shí)踐工作，采取水泥墩預(yù)埋H型鋼+防振管卡形式 支架支撐方式可以達(dá)到理想支撐效果。在實(shí)際應(yīng)用中，管墩應(yīng)與壓縮機(jī)、構(gòu)建物 等基礎(chǔ)分開，并采用H型鋼加筋板方式對其進(jìn)行加固，以提高整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 其次，要根據(jù)管墩長度及荷載對筋板對數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整；另外，壓縮機(jī)在運(yùn)作中 出口管

8、線溫度有所增高，需考慮管線熱應(yīng)力下管道產(chǎn)生的熱脹位移，因此防振管 卡應(yīng)采取徑固定、軸向可伸縮方式，并且需在防振管卡與管道之間加一層如聚四 氟乙烯板或者非石棉橡膠板的非金屬板。此外，應(yīng)加強(qiáng)支架安裝施工管理，在嚴(yán) 格按照設(shè)計要求進(jìn)行安裝施工的基礎(chǔ)上，通過加強(qiáng)安裝施工監(jiān)督、檢查等方式， 針對施工中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時解決，以全面確保支架安裝施工質(zhì)量，降低結(jié)構(gòu) 共振發(fā)生頻率。（四）重視附屬小管道減振設(shè)計在往復(fù)式壓縮機(jī)管路系統(tǒng)中，任何一個附屬管道安裝情況都會影響到系統(tǒng)整 體的振動情況，因此應(yīng)采取有效措施對相應(yīng)附屬小管道進(jìn)行減振優(yōu)化設(shè)計。對于 分支管道，應(yīng)同樣采取支撐固定，放空、排凝閥、儀表管道安裝應(yīng)盡量靠近主管， 提高系統(tǒng)整體性，以最大程度減小共振作用。另外，對于出入口安全閥放空管線、 排凝管線及儀表管線的引出點(diǎn)，應(yīng)盡量靠近主管防振管卡位置。3結(jié)束語總而言之，壓縮機(jī)作為我國石油化工生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要設(shè)備，受到其工 作特征的影響，其不可避免會出強(qiáng)烈振動的情況，所以對于加強(qiáng)減振措施研究意 義重大。在實(shí)際減振管理中，石油化工生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)要能夠有效掌握其振動的主 要原因，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際需要，合理采用針對性減振措施，在確保其運(yùn)行正常與 安全的前提下以達(dá)到管路最佳減振效果，在優(yōu)化石油化工生產(chǎn)環(huán)境基礎(chǔ)上，提高 企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。參考文獻(xiàn)：谷偉.往復(fù)式壓縮機(jī)管路振