基于中、大型往复压缩机系统中的管道振动与消除研究

2022-09-10

往复压缩机惯常的振动, 关系着偏多的要素。例如:零配件没能慎重加工, 接续的安装不佳;没能平衡固有的惯性力, 惯性衔接的力矩偏大;驱动配件衔接的主轴, 偏离了机械固有的中心线;安设好的轴系不合规, 造成体系架构下的共振。在这之中, 管道这一区段的振动, 是系统振动惯常的中心要素。若要消除这一惯常见到的振动形式, 就应明晰管道振动的本源成因, 预设最优的消除办法。

一、概要的振动特性

往复压缩机惯用的装置架构内, 气体管道带有振动的总倾向。这一特性, 应被用户注重。通常而言, 在制备以前, 要经由慎重运算, 以便保障惯常的运行稳定。然而, 要把振幅限缩在预设的范畴内, 是带有困难的。管道产生偏大的振动, 涵盖了如下的本源成因:预设的管路紧贴这一压缩机;管道存留着带有间歇特性的气流冲击;压缩机惯常的振动, 牵扯着这一管路振动。

第一, 管道存留着的气体, 带有压力波衔接的反射端。在这一端口, 形成特有的驻波, 也即气柱共振。第二, 压力波动特有的交变作用, 在管路固有的弯道架构内。在这一方位, 产生预设的交变力量。弯道固有的转角越大, 如上的作用越大。这样一来, 管路遇到特有的冲击力。若安设了垂直管路, 则并不带有这一作用力。第三, 交变作用预设的频率, 与管段预设的自振频率, 带有一致的倾向。共振许可的范畴, 未能超出1.2这一频率。为此, 体系带有偏大振幅。

二、反射得来的压力波

可以选取特有规格的音叉, 经由模拟得来压力波特有的反射。这样得来的声波, 是偏小态势下的压力波。声波及关涉的压力波, 都被划归成纵波。如上的波形, 带有疏密相间这一倾向, 朝向前侧去递推。若遇到区段内的刚性壁面, 或范畴偏大的空间, 就形成这一区段的反射。

例如:选取合规的玻璃管, 它们分别带有开放及闭合的特性。用音叉在管路既有的一侧, 予以敲击, 就能听到明晰的共振声音。事实上, 开放及闭合的管路以内, 都带有反射特性。然而, 半开半闭架构下的玻璃管, 接纳了半波反射;反射得来的波形, 与入射得来的波形, 差了半个特有的波位, 叠合了带有疏密特性的波形。完全闭合着的玻璃管, 接纳了全波反射, 差了一个圆周这样的相位。因此, 叠合了密集态势下的波形, 就听到明晰的振动声响。

若衔接的端部, 安设了带有开孔的遮挡, 则纵波遇到这一区段内的挡板, 就产生特有的半波反射。然而, 衔接着的开孔架构内, 产生特有的全波反射, 或形成惯常见到的驻波。这样一来, 区段以内也产出振动, 但是, 振动吸纳的能量, 就会被限缩。

三、预设的减振思路

1. 添加特有规格的孔板

压缩机预设的体系架构内, 气体带有流动的总倾向。通常来看, 设定好的孔板直径, 等同于一半既有的管道内径。管道固有的面积, 是孔面积这一范畴的四倍。这就表征着:四分之一的预设面积, 会吸纳全波反射;三分之四的预设面积, 会吸纳半波反射。这样一来, 原初的作用力, 就被限缩了三分之四。若添加制备好的孔板, 来限缩惯常见到的振幅, 虽不能消除掉原有的全部振动, 但可以缩减偏多的振动。

2. 添加特有规格的止回阀

通常架构的止回阀, 很难消除掉管道以内的振动。为此, 要安设贺尔碧格特有的止回阀。这一规格的配件, 就像压缩机衔接着的气阀。压缩机惯常的工作中, 为了吸纳连续态势下的气流, 惯常要打开这一阀门。止回阀衔接的弹簧, 带有偏软的特性, 这样做, 能限缩连续态势下的气流阻力。

调研数值明晰:止回阀片惯常的开程, 没能超出4毫米。因此, 要在预设的开口方位, 安设这一规格的阀门, 那么阀座固有的薄厚程度, 比对体系架构内的波长, 就会带有偏小的倾向。阀座及衔接好的阀片, 形成闭合态势下的端口。对反射得来的压力波, 就形成了如上的反射作用。然而, 气流会经由这一通道, 予以顺畅通过。这样安设的体系, 就带有减振价值。

四、选取出来的振动实例

往复压缩机特有的管道振动, 是惯常见到的疑难, 也是很难化解掉的。调研资料表征出:规模偏大的现有压缩机, 年度时段内的事故, 超出七成被划归成如上的管路振动。这一范畴的激烈振动, 造成安设好的体系暂停, 增添了这一区段的经济损失。

例如:某省煤矿特有的空压机站, 衔接的集气管道带有剧烈振动的倾向。因此, 连接态势下的储气罐, 经由爆裂而损毁, 飞出来的碎裂渣滓, 超出十米这一距离。附近区段的砖墙坍塌, 附近范畴内的玻璃窗, 都被振动碎裂。某一酒精产出的特有装置, 配设好的方案带有误差。因此, 经由多小时试车, 放空阀衔接的管路, 突然振动碎裂。伴随这一碎裂, 乙烯泄露并被点着, 车间固有的支架损毁。规模偏大的这一压缩机, 经由投产以后, 衔接的管网惯常振动, 被迫更替固有的架构。这就造成偏大范畴内的经济损失。

再如:4M50这一规格的压缩机, 带有四列四缸的总构架, 是对称平衡这一范畴的往复压缩机。预设了二级压缩, 在这之中, 左侧两缸被设定成一级, 右侧两缸被设定成二级。前后两缸衔接的出入口, 预设了同一缓冲罐。压缩机涵盖了一开一备。然而, 工艺介质固有的气富气量, 还是偏大的。因此, 要同时去打开两台。开机以后, 设备就带有偏大噪声。

五、本源的振动成因

往复架构下的压缩机, 管线振动潜藏了偏多成因。调研结果表征出, 压缩机衔接的管道振动, 可分出本源的两个成因:气体惯常的脉动, 以及惯常见到的共振。

1. 气流惯常的脉动

往复架构下的压缩机, 在惯常的运转中, 带有间歇特性的吸气排气。如上的吸纳气体, 以及排出气体, 凸显出周期态势下的更替。吸纳气流的那种压力脉动, 被看成区段内的气流脉动。通常来看, 管路衔接的弯头、阀门及关涉的异径管, 会带有偏大的振动, 引起体系以内的管道振动。体系架构下的激振力, 增添了原有的压力脉动。伴随频率的递增, 管路振动原有的幅值, 也会随之递增。这样一来, 就引起这一架构内的振动加剧。

为此, 往复架构的压缩机, 在预设管道时, 要把设定好的脉动压力, 限缩在许可范畴以内。可用的化解途径, 可在缓冲罐衔接的进出口, 安设合规的孔板。如上的配件, 可以限缩气流现有的脉动, 消减这一脉动。

2. 特有的气柱共振

管道架构内的气体, 创设出来的系统, 带有预设的固有频次。若管道架构以内的气流, 被气缸激发出来的频次, 等同管路以内的气柱频次, 或如上的频次很类似, 就会发觉气柱共振。这样的态势, 造成管路本身带有剧烈震荡的总倾向。伴随脉动的递增, 安设好的气阀损毁, 整体态势下的机组, 也随之振荡。

因此, 在预设体系架构时, 要让管路原初的频次, 与机械原初的振荡频次, 保持特有的差距。设备设定好的振荡频次, 是不能被更替的。为此, 惯常更替管路固有的布设状态, 或调和管路衔接的支架, 以便调和设定好的频率, 这就达到期待中的减振成效。

六、细分出来的减振步骤

1. 管路振动的真实态势

某一特有规格的压缩机, 安设了合成态势下的多层级压缩, 以及循环架构下的压缩。体系安设了六个气缸, 在每一段落以内, 压缩两个这样的气缸。布设好的架构, 带有对称平衡的总态势。在这之中, 两个层级内的排气量, 合乎预设的规格;循环段落以内的气缸, 设定好的排气量, 也合乎既有的规格。无刷架构下的励磁电机, 驱动这一压缩构架。额定范畴内的电压, 被设定成一万伏特;额定范畴内的电流, 被设定成240安培;额定范畴内的功率, 被设定成3590千瓦。

联合态势下的这一压缩机, 是新添加上来的装置。压缩机安设的目的, 是在满负荷这一态势下, 维持住应有的接续运行, 以及安全运行。然而, 安装直至接续的调试时段内, 机组及衔接着的管线, 带有偏大的振荡倾向。为此, 压缩机被搁置, 不能接续运转。这就制约了应有的产出能力, 限缩了成效的提升。

统计数值表征出, 带有剧烈倾向的振荡部位, 聚集于预设的弯头、衔接着的阀门、衔接着的入口、支撑稳固性不佳的区段。经由互通交流, 明晰了管路振动的本源成因, 是惯常见到的气流脉动, 以及体系架构的机械振荡。为此, 预设了如下的限缩措施:

第一, 对衔接了偏多弯头、布设很乱的那些管路, 重新去布设。尽力去限缩现有的弯头数目, 限缩管路固有的长度数值, 并预设了平直态势下的管段。第二, 缓冲罐衔接的入口方位, 添加了带有节流特性的孔板。这样的配件, 能抑制住区段内的气流脉冲。第三, 在稳固特性不佳的区段, 添加合规的支撑, 以便增添原有的稳固性。

2. 更替原有的管路布设

对振动偏大的、预设了偏多弯头的区段, 或者布设很乱的区段, 重设现有的管路。尽量去限缩直角架构下的弯头数目, 限缩管路固有的长度。建议预设平直管段, 增添原有的管路刚度, 限缩原有的气流阻力, 以便消除掉惯常的振动。具体而言, 对体系架构下的四个部位, 予以着力改造。

第一个部位, 是重新去布设了原有的缓冲器, 以及进气态势下的分离器。固有的弯头数目, 从初始时段的七个, 被限缩成两个。与此同时, 还安设了45度态势下的新弯头, 以便缩减区段以内的气流冲击。管线既有的长度, 也从初始时段的三十米, 被限缩成十二米。

第二个部位, 是循环段衔接着的进气总管, 以及气缸衔接的进气管路。把循环气特有的入口, 妥善予以分离, 安设到原初的阀门管段。分离器及关涉的阀门, 要被固定住;管线固有的水平架构, 也要保持预设的标高。把直角态势下的弯头, 更替成45度态势下的新弯头, 再衔接起原有的进气区段。一级这一层级的进气管线, 被扭转30度;缓冲罐延展了0.5米, 衔接起操作台固有的下侧管线。水平态势下的管段, 被维持稳固。这样的体系构架, 比对原有的构架, 分别缩减了左右方位的直角弯头。

第三个部位, 是拆掉固有的附加线路, 重设固有的配管。把衔接好的管控阀门, 挪动到第二层级这一平台以下。

第四个部位, 是把循环态势下的排气管线, 扭转45度这一范畴。缓冲罐衔接的出口, 预设了直角态势下的新弯头。把体系架构下的垂直管段, 更替成带有倾斜特性的管段。这样的新管段, 衔接着水平方位的管段。而原有的水平管, 保持原初的状态。

3. 预设带有节流特性的孔板

在缓冲器衔接处, 添加合规的孔板。这样做, 就把管路架构内的气流, 从原初的柱状波, 更替成行波。这就限缩了压力特有的不均衡, 增添了体系架构下的缓冲实效。气流经由这一孔板, 就会更替固有的流速、固有的方位。系统存留着的能量, 也会随之递减。由此可见, 添加如上的孔板, 要明晰气流通过这一时段的压力降。

结语

要消除管路现有的振动, 就应预设带有针对特性的治理路径。具体而言, 可以更替预设的管道走向, 缩减预设的弯头数目, 增添带有限流特性的孔板, 或者安设规模偏大的支撑。这样一来, 就限缩了管道原有的振动性能, 化解掉了压缩机惯常的运行疑难。这样做, 也为接续的管道修护, 累积了可用的经验。

摘要：往复式压缩机, 被广泛应用于化工领域。大型压缩机, 由于联接的管道振动, 惯常出现特有的停机故障。往复压缩这一范畴的体系, 衔接着有机架构下的振动配件、带有轴系弯曲特性的振动配件、管道特有的耦合振动。其中, 压缩体系特有的管道振动, 带有交互态势下的彼此影响。为了提升原有的构件性能, 有必要明晰如上的振动根源, 摸索可用的消除措施。

关键词：中、大型往复压缩机系统,管道振动,消除