甲醇装置循环气压缩机管线振动的原因及处理措施

王彦军，尚广辰，王 皓，李公伟

（河南心连心化学工业集团股份有限公司，河南新乡 453000）

1 甲醇装置循环气压缩机管线振动造成的危害

在实际的生产中，甲醇装置循环气压缩机管线振动情况是一直都存在的，这一情况也对实际的生产工作产生了影响。如果长期不进行处理，会对相关的生产所用的设备造成损坏，严重的情况之下，会使得企业的固定资产方面遭受比较严重的损失，对于生产企业发展比较不利。

1.1 循环气压缩机相关参数会受到影响

甲醇装置循环气压缩机其实是一种固定水冷的往复活塞压缩机，这一类型的压缩机的左右两列都带有缓冲器，整体上需要采用上进下出的方式。在实际的应用过程中，甲醇装置循环气压缩机管线如果出现振动的现象，压缩机相关参数实际显示的数据和参数就会受到不良的影响，这对于相关企业生产活动的进行是比较不理的。而且进行甲醇装置循环气压缩机的生产活动，一般情况下规模都较大，因此企业在生产活动进行过程中需要注意这一点，并且采取有效措施解决[1]。

1.2 管线振动产生的不良影响

在甲醇装置循环气压缩机应用过程中，当压缩机的活塞运行速度不稳定的情况下，生产系统整体和细节都会产生一定的变化，在整体方面管线会出现内吸现象，还会出现一定的压力变化，而在系统细节方面排气气流的速度会出现变化，进而影响甲醇装置循环气压缩机的循环工作效果[2]。

2 甲醇装置循环气压缩机管线振动产生的原因

首先，由于甲醇装置循环气压缩机在应用的过程中，会产生气流和压力，气流压力和速度都会产生脉动，也就是所谓的气流脉动。气流脉动在沿着系统的管线进行输送的过程中，遇到弯头、三通以及阀门时就会产生一定的激振力，激振力也会使管线产生机械振动响应现象，激振力和机械振动现象会形成往复循环现象，这也是管线振动所产生的负面影响比较严重的原因，管线振动会使得整个机组产生振动的现象，这对于整个系统的安全性、稳定性都会造成不小的影响[3]。

其次，在管线系统运作的过程中会产生比较大的共振现象，这种共振现象主要分为两类，其中一类是气柱共振，另一类则是管线机械共振。一般情况下，甲醇装置循环气压缩机管线内输送的气体，其流速与声速进行比较之后是能够忽略不计的，在这种情况之下，可以将气体视为是静止的，这一类气体就被称作是气柱，气柱在周期性排气和吸气的影响之下，就会产生振动的现象，其主要的外观表现就是压力脉动，当激发的频率与气柱自身的频率相等或者是极其相近的情况之下，气柱自身会产生强烈的脉动，也就是所谓的气柱共振现象，此时其他的压力波动幅度也是最大的。

而所谓的管线机械共振现象，其实是正在脉动的气柱遇到弯头、三通以及其他的截面变化元件情况之下而产生激振力，而在前文也提及到，激振力一旦产生，后续整个系统就会出现机械振动响应现象，也就是管线机械共振现象，当激振力的频率与管线结构的固有频率相等或者是相近的情况之下，管线振动就会出现最大的振动幅度，对于相关的生产活动的影响也比较大。

3 甲醇装置循环气压缩机管线振动现象的处理措施概述

进行实际的观察和研究之后发现，多数循环气压缩机的入口缓冲器和管线系统的设计方面都存在着不合理的地方，也正是因为这一点才产生了相关的管线振动现象，因此进行振动现象的处理，就需要对“过高的压力不均匀度”进行处理，以下是几种主要的处理措施。

3.1 在缓冲器入口位置增加孔板

对甲醇装置循环气压缩机管线振动的原因进行研究和分析之后发现，之所以会产生管线振动的现象，主要是因为气流的脉动比较强烈，而在循环气压缩器的缓冲器入口处增加孔板之后，能够起到重要的削弱气流脉动的作用，管线振动程度也会降低很多。

这一孔板需要在两侧缓冲器的法兰之间进行使用，气体穿过这一部分的过程中就会产生阻尼，进而能够起到削减脉动气流的作用，而且还不会在管线当中形成驻波，也就不会产生共振现象。但是需要注意的是，孔板的开孔不能过大，亦不能过小，开孔如果过大，减振效果会达不到理想程度，而开孔过小的情况之下，会使得孔板自身所产生的阻尼过大，在这种情况下产生的阻力也会提升，甚至会加剧管线振动现象，因此应选择合适的开孔出入口改造示意图1～图2。

3.2 增加管架和加固管线的支撑

甲醇装置循环气压缩机管线振动现象存在了很长的一段时间，而增加管架和加固管线的支撑的方式也是经常应用的一种方式。由于脉动气流在三通、弯头以及同类型的位置产生的管线振动比较强烈，因此，需要在这些位置进行加固，当发现振动现象、振幅比较大的位置，需要在这一位置进行管架和管卡位置的建设，最大限度地削减振动。

图1 出口改造示意图

图2 入口改造示意图

3.3 增大集气管的流通面积

甲醇装置循环气压缩机在应用的过程中，其出来的气流并不是持续性的而是间歇性的，因此虽然缓冲器发挥出了作用，但是脉动的能量还是会具有一定的剩余现象，这些剩余下来的能量会在集气管内互相叠加，这大概率会增强气流的脉动。

对于这种情况，就需要增大集气管的流通面积，这样能够减少正向脉动的叠加，从另一个层面来说，这使得缓冲的效果得到了进一步的加强，而这一点也正是循环气压缩机所急需的。

3.4 完善优化管线的布置

不同甲醇装置循环气压缩机应用过程中，为了降低振动程度，需要在设计工作当中就完善优化管线的布置工作，例如可以将压缩机进口出口的阀门部分由垂直安装改为水平安装，这样就能够降低管线震动现象。

4 结语

综上所述，通过对甲醇装置循环气压缩机管线振动的原因分析及处理措施进行研究和分析发现，这一类振动现象存在的负面影响是比较大的，在这种情况之下，就需要采取针对性的处理措施，使得压缩机能够长周期、安全、稳定的运作，这对于生产和广大的一线工作人员来说都是非常重要的。