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往复压缩机工艺管道振动分析及消减措施

2017-03-02张勇强

化工设计通讯 2017年6期
关键词:脉动石油化工气流

张勇强

(中国石油四川石化有限责任公司,四川彭州 611930)

往复压缩机工艺管道振动分析及消减措施

张勇强

(中国石油四川石化有限责任公司,四川彭州 611930)

往复压缩机作为在石油化工行业中尤为重要的固定设备,其工作状态也是影响石油化工企业运转的主要因素,直接关系到企业的生产经营及盈利能力。往复压缩机的安全、稳定工作是维持石油化工生产秩序的重要保障。由于往复压缩机的工作机理与结构特点,其管道结构与气体介质系统在往复压缩机的运转中极易受激荡力的作用产生系统振动,从而导致往复压缩机工艺管道产生剧烈的振动或共振,给往复压缩机造成极大的损害,影响其运转的安全性与稳定性。因此分析了往复压缩机工艺管道振动,并阐述了几种常用的消减措施。

往复压缩机;工艺管道;振动分析;消减措施

1 前言

四川石化二甲苯联合装置中共有两套燃料气外送压缩机。该机组设计按照 API618标准的 D 型双室隔距件,工作原理及一般结构与普通往复式压缩机相同。工艺管道的振动是往复压缩机在日常生产中所遇到的主要问题,同时也困扰着很多化工技术人员。

2 压缩机工艺管道振动的危害

在石油化工行业的工业生产中,往复压缩机工艺管道振动所带来的所以造成的危害巨大,对往复压缩机的连接附件造成的损伤程度极大,同时造成机房的结构稳定性受损,使阀门、仪表等相关配件无法正常工作,严重干扰石油化工企业生产运营的正常秩序。

3 往复压缩机工艺管道振动原因分析

3.1 气流脉动产生的压缩机工艺管道振动

所谓的气流脉动,主要指的是气流的周期性变化。往复压缩机作为石油化工行业工业生产中主要的动力源之一,其运作方式较为独特,吸气与排气有很强的周期性,从而致使往复压缩机管道内气流的压力及速度等重要参数层周期性变化趋势,导致气流脉动现象的发生。

3.2 共振效应产生的压缩机工艺管道振动

在往复压缩机的运转体系中,工艺管道的结构有其固有频率,同时管道内的气流也有其自身的频率。因此,当往复压缩机工艺管道内的气流从压缩机气缸所得到运动频率与往复压缩机工艺管道自身频率相近、相同时,会导致共振现象的产生。管道与气流产生的共振,使得往复压缩机工艺管道振动发生更加猛烈的振动。由共振效应所导致的往复压缩机工艺管道振动同时受压力脉动的影响,当压力脉动的振幅增加,共振效应引发的管道振动也更加剧烈,严重损害往复压缩机的运转安全。

4 往复压缩机工艺管道振动消减措施

4.1 优化管道布置与支架设计

在往复压缩机的使用过程中,管道的设计应该尽量的平直,减少管道的弯曲幅度与垂直变动幅度,同时应减少对管径的变化,使管道的结构更加的稳定。管道铺设时也应尽量贴地铺设,可以有效地提高管道所收到的支撑力,同时在发生往复压缩机工艺管道振动现象时也方便技术人员采取消减措施。

4.2 提高管道的结构固有频率

提高管道的结构固有频率,可以有效地避免共振现象的发生,提高往复压缩机的安全性与稳定性。将管道的结构固有频率提高到压缩机激振频率的两倍及以上,基本可以做到避免管道与气流的共振。

4.3 合理使用集管器

在往复压缩机工艺管道振动消减措施中,集管器的运用,可以使各路脉冲量相互之间抵消,从而整体降低了气流脉动量。在集管器的使用中首先要注意选择集管器通流面积,保证集管器通流面积至少在进气管通流面积综合的三倍以上。其次,还应注意各路气流脉动量的相位,这点在集管器的应用中十分关键。

4.4 降低压力脉动振幅

在往复压缩机工艺管道振动消减措施中,缓冲罐的运用,使得气流在管道中得到了有效地气压缓冲,从而有效降低压力脉动,使因气流脉动所导致的往复压缩机工艺管道振动得以有效的消减。

5 结语

往复压缩机的安全、稳定工作是维持石油化工生产秩序的重要保障。往复压缩机工艺管道振动会给往复压缩机的安全、稳定工作带来极大地负面影响,不利于石油化工企业生产秩序的保证。采取相应的消减措施,多种并举,做到有效减少往复压缩机工艺管道振动,保证企业安全、稳定的进行生产运营活动。

[1] 董立新,陈军,沈磊,等.往复压缩机工艺管道振动分析及消减措施[J].压缩机技术,2012,(5):56-59.

[2] 喻迪垚,江志农.往复压缩机管道振动分析及减振方法[J].压缩机技术,2012,(4):44-46.

[3] 李永东,张文波,王相飞,等.往复压缩机管道振动分析与控制[J].压缩机技术,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

张勇强(1987—),男,陕西宝鸡人,助理工程师,主要研究方向为石化厂压缩机工艺流程。

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