石油化工装置压缩机管路振动分析及减振措施

李 鹏

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

石油化工装置压缩机管路振动分析及减振措施

李 鹏

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

伴随着石油化工项目的逐步发展，在实际应用体系建立过程中，压缩机管路振动问题一直受到广泛关注。要结合实际管理需求和控制机制建立有效的减振措施，保证处理效果的稳定性，也为石油化工装置效率优化奠定坚实基础。因此，对石油化工装置压缩机管路振动进行了集中分析，并结合实际情况建立了相应的减振措施，旨在为研究人员提供参考。

石油化工装置；压缩机；管路振动；减振措施

在对石油化工装置进行深度分析的过程中，往复压缩机是非常关键的设备，也是炼油和化工装置的主要应用元件，加之原油重质化和劣质化趋势的加剧，为更好地顺应我国清洁能源以及节能环保政策，实际管理机制和设备管控措施都要符合标准化需求。由于往复压缩机的吸气和排气过程存在间歇性及周期性，会致使管内气体呈脉动状态，出现相应的振动问题，主要集中在进出口管道的脉冲性振动方面，需要相关技术管理人员建立针对性管理措施。

1 石油化工装置压缩机管路振动分析

1.1 气柱共振

在石油化工装置压缩机的管路系统中，一般将容纳气体的结构称为气柱，由于其自身存在质量，因此能进行压缩操作和膨胀变化，也具有相应的弹性。基于此，气柱本身就像一个弹簧结构的振动系统，能进行具体操作。另外，由于气柱能类似复式压缩机一样进行周期性的吸气和排气，会对整个系统的管路产生一定的激发作用，并且能引起气柱的实际振动，并且保证相应的参数能以声速进行有效传播。由于气柱弹性系统会根据配管情况和管路始端以及末端边界进行支柱性调整和控制，并且结合具体情况建立和设定较为特殊化的一系列固有频率，这就使得其实际应用效果和管理框架之间存在相应的对应关系，确保整体频率结构和应用模型相匹配。如在气柱结构中，最低的频率称为一阶固有频率，亦或是称为基频，自一阶频率之后，相继产生的频率称为二阶固有频率、三阶固有频率等[1]。另外，介质组分、缓冲器尺寸、管径尺寸、管系分支数量以及孔板安装位置等参数都会对其振动效果产生影响。

1.2 气流压力脉动

正是由于往复式压缩结构的吸气和排气过程呈现的是间歇性的，因此，控制结构的活塞也会进行周期式变化，随即产生压力脉动，这种压力脉动相当于给予整个结构一个外部压力，产生了激振力，使得管道内出现了气流压力，并且会随时间的变化而变化。在实际压力管理和参数分析的过程中，由于管道的气流压力存在不均匀度值变化的情况，就会产生相应的参数对应结构，不均匀度值和振动频率之间呈正比例关系。当不均匀度值增大后，振动频率也会提高，所产生的振动能量随即增大，其产生的破坏力也会加重，对管道带来更大的破坏。基于此，在对相关参数进行集中控制的过程中，当脉动气流通过管道弯头、异径管、设备阀门以及系统中盲板时，就会产生相应的变化，对整个系统的管理效果产生严重的制约和影响，甚至会导致系统出现严重的压力问题。也就是说，较大压力不均匀度将成为引起管道振动的最大激振力。

1.3 机械共振

在系统运行过程中，由管子、管件以及支架三者组成的管路结构是一个弹性系统，在气流脉动过程中，必然会受到压力脉动的影响产生变化，特别是在管路有弯头的地方，周期性激振力作用会随之增大，且管路系统在管路机械元件的配管模式中，支承类型和位置边界等都是具有固定频率的。

2 石油化工装置压缩机管路减振措施分析

2.1 优化气流振动控制效果

目前为止，消减气流振动是较为有效的措施，主要是借助缓冲器和增设孔板对振动进行集中控制。其中，设置缓冲罐是较为直观且简单有效的减缓气流脉动的措施，当排出气体后，会经过缓冲罐，保证其压力脉动随之减少。将其应用在现场操作中，能充分发挥减缓气流脉动的效果。并且要将设备靠近压缩机的进气口和排气口，结合容积等参数进行集中计算和核查。尽管增设孔板也能减少振动，但采用的几率并不大，主要是由于其会导致压力出现损耗，对工艺操作产生不利影响[2]。

2.2 优化管道结构设置效果

在管道布置的过程中，拐弯、变径亦或是节流元件等结构是必不可少的组成，会产生阻力和流速变动，从而导致系统内形成激振力，要想有效提高管道的防振能力，就要适当减少结构产生的激振源。在实际管道布置的过程中，要增多长半径弯头，集中进行固定并且减少空间转弯。或沿地面降低管道敷设高度，保证管道支撑效果。另外，增设支架数量以及改变管路走向等也是较为常规化的措施和方法[3]。

2.3 优化管道支架设置效果

在支架设置过程中，利用支撑方式选用水泥墩预埋H型钢和防振管卡配合支架的方式，能提高其整体的稳定性，保证加固效果和减振效果。

3 结束语

总而言之，要针对石油化工装置压缩机的管路进行集中控制，利用不同措施实现减振目的，提高整体应用效果。

[1] 杨素芳 .石油化工装置区火灾举高消防车的安全部署研究 [J].中国安全生产科学技术，2015，（10）：168-172.

[2] 王敦庆 .石油化工装置事故区域拆除施工时安全风险的管理与控制[J].炼油技术与工程，2016，（10）：60-64.

[3] 夏登友 .石油化工装置火灾灭火救援力量需求计算模型 [J].中国安全生产科学技术，2016，（6）：116-119.

Vibration Analysis and Vibration Reduction Analysis of Compressor Pipeline in Petrochemical Plant

Li Peng

Along with the gradual development of petrochemical projects，the vibration problem of compressor pipeline has been paid more and more attention in the process of practical application system.It is necessary to establish effective vibration reduction measures in combination with actual management requirements and control mechanism to ensure the stability of treatment effect Nature，but also for the optimization of oil chemical plant eff i ciency and lay a solid foundation.In this paper，the vibration of the compressor of the petrochemical plant is analyzed，and the corresponding measures of vibration reduction are established according to the actual situation.The aim is to provide the researchers with more valuable reference suggestions.

petrochemical plant；compressor ；pipeline vibration ；vibration reduction measure

TE65

：A

：1003–6490（2017）07–0108–02

2017–05–09

李鹏（1984—），男，浙江乐清人，工程师，主要从事石油化工管道配管工作。