壓縮機出口管線振動原因分析及減振改造

    壓縮機管道振動分析改造一咭盡，一記丙烯壓縮機是氯堿廠環氧氯丙烷裝置的心髒設備，共有台并聯工作，其型式為對稱平衡雙作用式二段往複壓縮機。

　　這台機組是随環氧氯丙烷裝置整套從日本日立公司引進的，自年月裝置投産以來，其二段出口緩沖罐至分離過濾器之間的管道振動一直超标，多次造成固定基礎損壞和固定螺栓拔出，雖經多次對管道基礎進行加固處理，但效果不明顯。

　　為了找出管道振動的主要原因，徹底解決長期振動問題，保證環氧氯丙烷裝置安全穩定運行，我們選擇了這個課題，進行攻關。

　　丙烯壓縮機的概況及性能參數名稱丙烯壓縮機位号一型号一功率制造廠家日本）株式會社日立制作所土浦工廠生産期年出廠編号一一段缸内徑二段缸内徑二活塞杆直徑戰活塞行程轉速排氣量時d叮吸人壓力二排氣壓力（實際操作壓力工作介質丙烯介質溫度二段排氣高溫度二電機型号功率電壓二段出口至緩沖罐管線巧二段緩沖罐至分離過濾器管線第期師樹才壓縮機出口管線振動原因分析及減振改造台壓力脈動的強度用壓力不均勻度來表示。

　　二段緩沖罐規格必時本文測量有關振動數據采用的儀器是美國産數據采集器。

　　丙烯壓縮機二段出口管道系統振動原因分析壓縮機管道劇烈振動危害是極大的，它可以降低壓縮機的容積效率，減少排氣量，損耗功率氣閥以及控制儀表，更嚴重的是管道與其附件連接部位易發生松動和破裂。

　　對裝置安全經濟運行構成嚴重威脅，尤其是對易燃易爆的丙烯氣體，極易發生洩漏着火或爆炸事故，所以徹底解決其振動問題，對環氧氯丙烷裝置具有十分重要的意義。

　　往複式壓縮機及其管道的振動問題是一個影響因素較多的複雜問題，其主要原因通常有種，第種原因是由于壓縮機本身的振動引起。

　　機組本身由于運動部件的動平衡性能差，安裝不對中基礎設計不當等，均能引起機組的振動，從而使與之連接的管道也發生振動。

　　第種原因是由于脈動氣流引起管道受迫振動。

　　往複式壓縮機的工作特點是具有吸排氣呈間歇性和周期性變化，必将激起管内氣體呈脈動狀态，緻使管内介質的壓力速度密度等既随位置變化，又随時間作周期性變化，這種現象稱之為氣流脈動，脈動的氣流，沿管道輸送遇到彎頭異徑管控制閥盲闆等元件時，将産生随時間變化的激振力，受此激振力作用，管道系統便産生一定的機械振動響應，壓力脈動越強，管道振動的位移峰值和應力越大。

　　管道與内部氣體構成的系統具有一系列固有振動頻率，當壓縮機激發頻率與某階固有頻率相近時，系統振動疊加，就産生該階頻率的共振，使管道産生較大的位移和應力，管内氣體的脈動達到極大值。

　　從丙烯壓縮機本身的測振和轉動部件的動平衡測試得知，沒有發現問題，均在正常值範圍内，那麼丙烯壓縮機的出口管道振動的主要原因就是後兩種原因。

　　下面就針對造成這兩種原因的有關因素進行分析。

　　壓力不均勻度管道氣流處于脈動狀态時，管内的氣流随着壓縮機的吸氣一壓縮一排氣過程，呈現出間歇性，其壓力和速度都是不穩定的，管内氣流壓力和排氣速度随時間的變化情況，如圖所示曲線，從壓力曲線可以看出管内壓力是在一個平均值附近波動，一大二己芝à隻田時間（圈壓力脈動圖側假曲柄角圈單缸雙作用壓縮機排氣速度曲線經測量丙烯壓縮機二段出口管道壓力值平均壓力二一屍耐一關于壓力不均勻度的許用值，目前國内尚無标準，國外也不統一，下面參照美國和前蘇聯兩個标準美國石油學會标準一多級或多缸的壓縮機用如下公式計算占力二占二式中一管内平均壓力，一管内徑一激發（脈動）頻率，中國氛堿年第期n一轉速，一壓縮機每轉激發次數，單缸雙作用式占一壓力不均勻度許用值，原蘇聯列甯格勒化工機械研究院對大型對置式壓縮機的許用壓力不均勻度提出如下标準壓力範圍一從以上兩個壓力不均勻度許用值标準分析，美國石油學會标準計算結果是二原蘇聯列甯格勒化工機械研究院标準結果是一兩标準結果基本相符。

　　美國石油學會标準表明，丙烯壓縮機就目前的操作壓力和出口管線的管徑，其壓力不均勻度應小于而實際則高達這說明丙烯壓縮機二段出口緩沖罐管線的設計安裝及結構存在嚴重不合理之處，過高的壓力不均勻度，正是造成丙烯壓縮機出口管線振動超标的根源。

　　管道氣柱共振長度的計算管道系統内為一連續氣柱彈性體，在一定激發力作用下會發生壓縮機膨脹振動，當激發頻率進人彈性氣柱固有頻率附一f司的共振區時，管道氣柱将處于共振狀态，引起管道和基礎強烈振動，氣柱共振狀态下的管道長度為共振管長。

　　由于高階共振管長區連續重合，故主要考慮一階低階）共振管長區。

　　因壓縮機出口管道一端與容積很小的閥腔相連，另一端與容積較大的緩沖罐或分離罐相連，所以壓縮機出口管線按一端為閉端，另一端為開端計算。

　　固有頻率一激發頻率廠二丙烯氣體的聲速二氣柱發生共振的條件是f二一即一導出氣體共振管長二一飛萬專右二一式中一氣體聲速一氣柱長度，通常就是管道長度一振動階數（一階二二階二。3二奇數一絕熱系數，丙烯一氣體常數，丙烯一溫度，計算一階共振管道長度範圍見表衰一階共報。道長度計茸各階氣柱共振管長氣柱共振管長範圍一階（二管長二階（二管長及三階（二管長乙四階（二管長乙一壓縮機的二段出口至緩沖罐之間管線長為緩沖罐至分離過濾器之間管線長度是台通過上述氣柱共振管道長度範圍比較，二段出口緩沖罐與分離過濾器之間的管道長度分别是2.

　　在第三階段共振管長範圍一說明這段管線的激發頻率和固有頻率接近，易發生共振。

　　振動烈度分析現場振動測試結果見表衰振動烈度（均方根測點位置方向倍頻倍頻倍頻倍頻倍頻倍頻出口緩沖峨出口緩沖峨出口彎頭一出口彎頭一出口彎頭一出口彎頭二出口彎頭二出口彎頭二水平南北水平東西垂直水平南北水平東西垂直水平南北水平東西一從表數據可看出，管路振動頻率由壓縮機激振頻率的一二及多階倍頻組成，其中一階氣流激振頻率是管路振動頻譜的主要成分，說明管路系統振動的主要原因為管路中氣體壓力脈動。

　　目前國内外管路振動尚無統一判别标準，一般采用位移振幅）判别，但振動位移與管路加固支承第期師樹才壓縮機出口管線振動原因分析及減振改造狀況有關，不能真實反映振動強度大小。

　　标準對機械振動采用振動烈度均方根判别，大型機械設備振動烈度評定等級見表衰大型機械設備振動烈度評定等級評定等級振動烈度一‘一評定狀态優良合格不合格不允許借鑒上表機械設備振動評定數據，丙烯壓縮機二段出口管路系統振動基本處于不合格狀态，個别數據一已超過機械振動大允許範圍，振動烈度測試數據也說明該管路系統振動是強激振力作用下的受迫振動。

　　緩沖雄衰減效果在壓縮機氣缸出口附件設置緩沖罐是簡單而有效的消振措施。

　　緩沖罐能使後繼管道内的氣流脈動得以緩和，降低排氣間因氣流脈動所造成的功率消耗，以及降低管道内的阻力損失。

　　配置緩沖罐要遵循個方面的原則。

　　緩沖罐容積要足夠大。

　　緩沖罐容積是按容積曲線查取，并進行修正計算來确定。

　　一般其容積為活塞工作容積倍以上。

　　緩沖罐位置要盡量靠近氣缸，縮短其管線長度。

　　要注意緩沖罐的結構。

　　丙烯壓縮機二段缸的行程容積計算二下口夕刀夕一二玉一，夕二獄粉一，夕圈卧式級沖。

　　的結構圈緩沖容積與行程容積比為二遠小倍的要求，說明現緩沖罐容積過小。

　　若緩沖罐與行程容積比值為計算緩沖雛容積二所以丙烯壓縮機二段緩沖罐容積應為時以上，才能對脈動氣流達到理想的衰減效果。

　　卧式緩沖罐的結構形式一般有種，如圖中這種形式的緩沖效果由有關實驗表明。

　　其形式緩沖作用不顯著，形式緩沖作用比形式提高巧一形式由于氣流的轉折，比形式減少脈動振幅丙烯壓縮機二段緩沖罐如圖中不夠理想應考慮改進。

　　管道上的管件影響若管道内的氣流作穩定流動，就是說并沒有壓力和流速的波動，氣流通過彎管及變徑管件時，隻受到流動氣流的一個靜力，是不會引起管道振動的。

　　在往複式壓縮機出口管道上，氣流受到壓縮機的周期性激發，而呈現脈動，這種脈動以壓力波的形式在管内傳播，對不同的位置達到壓力脈動峰值的時間是不同的，當遇到彎管三通異徑管盲闆等管件時，将産生随時間變化的激振力，從而引起管道作機械振動。