基于中、大型往复压缩机系统中的管道振动与消除研究

赵刚(内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇上湾神华煤制油分公司 017209)

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。

图为压缩机衔接的附属设备规格

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：4M 50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。

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