【壓縮機網(wǎng)】1、壓縮機基礎振動(dòng)的影響及允許振動(dòng)范圍

　　1.1基礎振動(dòng)對機器的影響

　　機器設備運行的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)，但是不同型號的機器設備在不同的工作狀態(tài)下所產(chǎn)生的振動(dòng)是不相同的?？捎蓹C器設備在運行時(shí)的振動(dòng)大小來(lái)判斷機器本身的質(zhì)量等級。如果機器設備的振動(dòng)較大，根本沒(méi)有辦法正常的工作，機器設備的振動(dòng)可以根據機器的表面以及軸承和安裝等處的振動(dòng)得以反映和表征。要考慮到機器的振動(dòng)是否影響機器的工作性能、機器在工作時(shí)是否安全、機器設備里邊的主要零部件是否能夠承受因為振動(dòng)而產(chǎn)生的壓力，機器設備本身所帶有的重要儀器能否正常的工作。

　　1.2基礎允許振動(dòng)范圍

　　根據《動(dòng)力機器基礎設計規范》GB50040-96，活塞式壓縮機基礎頂面的允許振動(dòng)為：活塞式壓縮機基礎振幅值的標準主要是以機器運行良好為依據，而不是以人的生理影響為標準，因為操作人員不是長(cháng)期在壓縮機基礎上工作，而是巡回操作。
　　n<或=300r/min的活塞式壓縮機采用振幅控制，基礎頂面控制點(diǎn)的z*大振動(dòng)線(xiàn)位移步應大于0.2mm；>n>300r/min的活塞式壓縮機采用速度控制，基礎頂面控制點(diǎn)的z*大振動(dòng)速度不應大于6.3mm/s。計算振幅為一、二階振幅疊加，并用等效圓頻率來(lái)控制。

　　2、基礎振動(dòng)對地基土的影響

　　2.1土的動(dòng)強度和動(dòng)變形

　　2.1.1土的動(dòng)強度特性

　　土的動(dòng)強度是指土在一定動(dòng)荷作用次數下，產(chǎn)生某個(gè)指定的破壞應變所需要的動(dòng)應力。顯然，破壞應變和振次的數值不同，相應的動(dòng)強度也就不同。土的動(dòng)強度特征主要反映在速率效應和循環(huán)效應兩個(gè)方面。不同的動(dòng)荷作用速率和不同的循環(huán)作用次數，動(dòng)強度也不同。

　　2.1.2土動(dòng)強度受影響的主要原因

　?。?）土性。土的粒度和密實(shí)度以及結構性和含水量等等方面的原因造成對動(dòng)強度的影響。

　?。?）靜應力狀態(tài)。土動(dòng)強度受靜應力狀態(tài)的應力水平和動(dòng)靜應力組合的影響。

　?。?）動(dòng)荷。動(dòng)荷的大小和循環(huán)次數以及頻率、波形、動(dòng)荷引起的剪應力方向對土動(dòng)強度造成影響。

　　2.1.3土的動(dòng)變形

　　土的動(dòng)變形是指動(dòng)載荷作用下土體產(chǎn)生附加變形，一般有以下兩種情況：一是動(dòng)荷作用下土體產(chǎn)生振動(dòng)壓密；二是在動(dòng)荷作用下土地發(fā)生強度破壞，產(chǎn)生殘余變形，稱(chēng)為“震陷”。振動(dòng)壓密多發(fā)生在較松散的無(wú)粘性土中；震陷一般發(fā)生在軟粘性土中。土的動(dòng)變形與土的初始密度、天然濕度、初始靜應力狀態(tài)、動(dòng)荷作用次數以及振動(dòng)持續時(shí)間等因素有關(guān)。

　　2.1.4地基土的動(dòng)承載力

　　地基可能會(huì )受到動(dòng)荷載作用的影響，產(chǎn)生強度的破壞，有可能會(huì )附加變形，因此產(chǎn)生基礎沉陷、滑移或者轉動(dòng)。理論上來(lái)說(shuō)相對繁瑣，動(dòng)承載力包括動(dòng)荷特性、動(dòng)荷持續時(shí)間等等。所以大部分都運用將動(dòng)荷所產(chǎn)生的慣性力引入靜力平衡方程中進(jìn)行分析，屬于“擬動(dòng)力法”。結合前面所描述，按照《動(dòng)力機器基礎設計規范》進(jìn)行大型壓縮機地基基礎設計時(shí)，采用地基承載力的動(dòng)力折減系數來(lái)考慮動(dòng)荷載下地基承載力的降低，并引入地基土的動(dòng)沉陷影響系數。

　　3、基礎振動(dòng)對人體影響

　　在不同的環(huán)境里，振動(dòng)對人體影響可分為以下兩種情況。

　　3.1從勞動(dòng)保護角度考慮

　　全身振動(dòng)通過(guò)物理效應和生物學(xué)效應會(huì )對人體的骨骼、肌腱、循環(huán)系統、消化系統、神經(jīng)系統、呼吸系統及新陳代謝等多方面造成影響和危害。

　　3.2從環(huán)境保護角度考慮

　　環(huán)境振動(dòng)傳達至居民處，其強度小于，甚至遠小于作業(yè)環(huán)境中操作工人所在處的振動(dòng)強度，不至于危害居民身體健康，但居民的正常生活將會(huì )受到不同程度的干擾。

　　4、壓縮機基礎的振動(dòng)控制方法

　　大型壓縮機基礎設計時(shí)，為了減小基礎的振動(dòng)速度和位移，應盡可能減小基礎的高度，使基礎平面對稱(chēng)布置，且盡可能減小壓縮機主撬的重心與機組總重心之間的距離，以減小機器振動(dòng)引起的總扭矩和回轉力矩。

　　4.1調整基礎的剛度

　　4.1.1調整基礎的底面積

　　若保持基礎的質(zhì)量不變，增大基礎的底面積，則基礎的剛度增大，提高基礎的固有頻率。

　　4.1.2調整基礎的高度

　　若保持基礎的質(zhì)量不變，增大基礎的底面積，則基礎的剛度增大，提高基礎的固有頻率。

　　4.1.3調整地基的水平剛度

　　若在基礎周邊布置一排斜樁，可以增大基礎（地基土）的水平剛度。在基礎底面增設毛石混凝土墊層，但墊層與基礎混凝土分開(kāi)澆筑，則可以只增大基礎（地基土）的剛度，而不增加基礎的質(zhì)量，從而提高基礎的固有頻率。

　　4.2調整基礎的參振質(zhì)量

　　4.2.1采用聯(lián)合基礎

　　一般情況下，采用聯(lián)合基礎時(shí)基礎的質(zhì)量和剛度同時(shí)增大，但基礎抗彎剛度和慣性距增長(cháng)的幅度遠遠高于基礎質(zhì)量增長(cháng)的幅度。因此，聯(lián)合基礎的固有頻率通常高于單獨基礎。對于低頻率振動(dòng)的機器，可采用聯(lián)合基礎提高基礎的固有頻率以避開(kāi)共振區。

　　4.2.2利用混凝土地坪和“土釘樁”的作用

　　主要是提高基礎的抗壓剛度和轉動(dòng)剛度，兩者都可以顯著(zhù)減小基礎的振動(dòng)速度和位移，但由于基礎參振質(zhì)量的增加，必須根據動(dòng)力計算分析和試驗結果來(lái)確定對基礎自振頻率的影響。
 
　　4.3基礎隔振與減震設計

　　4.3.1基礎隔振設計

　　對機器自身振動(dòng)較大或周?chē)h(huán)境對機器振動(dòng)控制要求較高的情況，可以對基礎采用隔振設計。隔振基礎必須設計成雙層基礎，上層基礎與機器鏈接，下層基礎放置在地基土上，上、下層基礎之間設置隔振彈簧。其作用是通過(guò)設置隔振彈簧，減小上部機器傳給下層基礎的擾力，從而減小機器振動(dòng)對地基土的影響。

　　4.3.2減震設計

　　基礎減震設計是在隔振基礎的基礎上設置阻尼器，改變機器和上部基礎振動(dòng)的阻尼比，以減少機器自身的振動(dòng)。其他類(lèi)型的震動(dòng)設備，也可借鑒以上方法降低震動(dòng)危害。

　　5 結語(yǔ)

　　一般氣田集氣站和天然氣中央處理廠(chǎng)中的大型天然氣壓縮機都是該類(lèi)站中的核心設備，大部分都是使用曲柄連桿式和往復活塞式壓縮機。因為旋轉時(shí)會(huì )產(chǎn)生不平衡的質(zhì)量慣性力也就是離心力，由活塞往復運動(dòng)產(chǎn)生質(zhì)量慣性力，所以就出現了振動(dòng)的現象。機器設備和人的身體以及所在地基都會(huì )因為振動(dòng)而受到不好的影響，必須采取相應的措施，控制設備的振動(dòng)在能夠接受的范圍內。

　　參考文獻
　　[1]張學(xué)軍，大型工業(yè)天然氣壓縮機站分布式監控系統[J]，化工自動(dòng)化及儀表，2010,(01:)05-108
　　[2]李俊山，天然氣壓縮機可靠性分析[J]，西南石油學(xué)院，2005.(05)56-123.

來(lái)源：■文/中國石油長(cháng)慶油田分公司第三采氣廠(chǎng) 陳喜軍