化工用往复式压缩机配管设计研究

王志国

（新地能源工程技术有限公司，河北 廊坊 065001）

化工用往复式压缩机配管设计研究

王志国

（新地能源工程技术有限公司，河北 廊坊 065001）

无论是何种行业何种机械都在随着科技的进步而不断完善，原有设计的优化、新材料的引入、设计上的创新都为机械设备带来了新的生机和活力。我国化工行业具有十分广泛的市场和发展空间，相应的机械设备也在不断进步和完善，从而能够为化工行业的发展提供强大的辅助能力，本文将通过对配管设计的细致研究来寻找从操作、维修及其他各个方面的优化措施。

化工；往复式；压缩机；配管

1 前言

压缩机中使用的管道是整个设备中的重要部件，虽然现阶段的管道使用十分普遍，涉及到了各种运输领域。如此广泛的应用意味着管道在不同物质输送的过程中具有十分重要的作用，管道在使用过程中的稳定性和安全性也决定着物质输送过程的顺利和安全。化工用往复式压缩机同样使用了管道结构，这些结构对于设备的安全运行也起到了至关重要的作用。

2 关于管道设计要求的概述

对于多种设备的设计而言，都是需要依据一定的标准，这些标准可能是国际标准、国家标准或者行业标准，标准的详细程度可能细致到一个螺丝钉的选材，管道的设计同样具有一定的标准约束，这些标准成为管道设计和使用的依据。化工行业各种设备要求与其他行业不同，主要是由于化工行业的使用环境相比于普通设备更加恶劣，经常需要在高温高压或者高腐蚀等恶劣情况下长时间运转设备。因此化工用设备的标准要求也更高。从管道的设计工作开始，需要符合管道相关的各种设备接口，管道测试需求和使用工况需求，并对管道工作过程中的强度、震动和膨胀位移等进行分析，相应的抗震和抗风级别也需要进行评估，这些都是为了管道能够稳定工作做的铺垫。

管道的设计工作是管道正常运行的基础，管道的后续施工、运行、维护也是影响管道正常运行和使用寿命的关键，对于管道的运行稳定性和经济性将产生巨大的影响。施工中管道将分为空中架设和地下掩埋的模式进行铺设，将根据工作工况等环境条件和经济性条件进行选择。从规模上讲，那些大中型规模的管道多数利用空中架设的方式，但是管道的运输距离不会过长，而对于距离较长的管道则趋向于选择地下掩埋的方式减少对地面空间的影响。

管道在进行设计时已经充分考虑到了运行的稳定性、安全性、经济性和可操作性，即使在设计阶段也应该充分考虑未来施工中可能遇到的问题，管道的施工需要进行长期的规划和工期安排，只有保证管道的施工质量才能够达到设计的要求，完成标准约束的管道质量要求，并为后续的运行和维护工作做好基础。很多管道系统中的关键部分需要经过特殊工艺处理，对于管道铺设的空间中应该做好整体规划，减少对空间中其余设备或装置的干扰。

3 管道设计在往复式压缩机中的具体应用

化工中经常用到的一个设备就是往复式压缩机，该设备通过往复运作产生间歇性的吸入和排出动作，从而压缩气体形成压力脉动，由于整个设备运转过程会引起设备本身的震动，加之压缩气体所形成的震动都会导致管道震动的幅度加大，这些震动的不断累积最终将影响管道上所连接的仪表和设备接口。因此必须采取措施防止管道在震动过程中破裂或出现断口，可以通过缓冲罐或者孔板来释放一部分压力脉动，帮助管道减轻脉动幅度。

为了能够降低压缩机本身在运转过程中的震动，可以通过加强压缩机固定装置，或者减少管道的弯头，并增大弯头的曲率半径，于此同时还可以合理设计压缩机本身的减震结构，来消除压缩机运行时的震动。但是这部分减弱对于整体来讲仍然不足，还需要额外对压缩机形成的气压脉动进行削弱才能够保护管道。

为了保护往复式压缩机的管道稳定性，需要对管道支架继续独立设计，不能与压缩机或者其他设备公用，震动会在不同的设备之间相互传播，这样不利于减少往复式压缩机的管道震动，对其他设备也会产生影响。在管道的刚性支承上应该选择钢筋混凝土作为基础，并降低现有的支架高度以减少震动力矩。

但是基于互相联系的设备会产生共振，那么就必须了解压缩机的固有频率，避免这种共振的产生需要将吸入孔和排出口尽量接近放空口或放净阀管道，压力表的到导压管加厚也会起到一定作用。

此外还需要避免冷凝液体流入压缩机气缸，可以在容易发生危险的管口前方设置吸入罐或凝液分离罐，这样就能够去掉冷凝液体。往复式压缩机通常会将入口管的直径设计的很大，从经济性角度考虑会浪费材料。当然若吸入管道过长也会导致压缩机的功率下降，因此需要将往复式压缩机的入口管道缩短并减少弯头，冷凝液分离装置也应该设计在压缩机吸入口处。

需要注意的是并非所有的往复式压缩机都需要增加防止冷凝回流系统，应用的标准是保证不会再压缩机停止运转时出现冷凝液体回流。如果压缩机的出口是饱和状态，就必须安装防止冷凝回流装置，并设计止回阀作为保障。若压缩机的出口状态相反，那么就需要将排出气体中的润滑油分离开，此时就可以不设置防止冷凝回流装置，而是将分离润滑油的分离器取而代之。

此外进行往复式压缩机管道的设计时，为了减少后续维护工作中的阻碍，还应该将管道的空间布局进行详细的推敲。如当进行往复式压缩机维修时，很多需要打开的部件附近避免设置管道，还有一些需要经常开启的部位，以及一些需要更换或者转移的设备，这些都应该留出充足的空间，这样才能够不影响管道和设备的操作和检修。

压缩机的使用过程中还需要利用水冷却，这些冷却器不仅担负着压缩机本身的冷却还需要考虑压缩气体的冷却，可以考虑将不同需求统一起来利用一个冷却器进行冷却，这样可以有效减少设备，简化施工内容，也能够满足使用需求。

4 结束语

通过本文上述分析可以看出，化工用的往复式压缩机是十分复杂的机械设备，需要满足机械设备本身的标准需求，还需要满足化工行业的特殊工况要求，面对现有的管道震动等问题需要开展一系列工作进行改进，从而降低压缩机震动、优化管道设计结构，提高往复式压缩机在化工生产中的生产效率。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.044