【壓縮機網(wǎng)】往復式壓縮機是一種重要的過(guò)程流體機械，在工業(yè)企業(yè)中被大量使用，尤其大型往復式壓縮機隨著(zhù)石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，在煉化、化肥、煤化工等企業(yè)應用十分廣泛。往復式壓縮機的管道振動(dòng)是化工裝置的一種常見(jiàn)問(wèn)題，受到越來(lái)越廣泛的重視，嚴重的管道振動(dòng)與其造成的后果，威脅著(zhù)裝置的安全生產(chǎn)。管道振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的交變應力，會(huì )引發(fā)管線(xiàn)的疲勞損傷；振動(dòng)所產(chǎn)生的位移會(huì )導致接連件的松動(dòng)和磨損，引發(fā)管線(xiàn)的松脫、掉架，嚴重時(shí)甚至會(huì )發(fā)生管線(xiàn)撕裂，造成泄漏、燃燒及爆炸等嚴重的次生災害。因此，研究往復式壓縮機管道振動(dòng)的狀況及原因，并進(jìn)行有效的消減，對安全生產(chǎn)有著(zhù)極為重要的意義。

　　往復式壓縮機管路振動(dòng)主要是由氣流脈動(dòng)引起。由于其自身的結構形式，往復式壓縮機的吸排氣流有著(zhù)周期性和間歇性變化大特點(diǎn)，這不可避免地會(huì )使系統管路內的氣體產(chǎn)生脈動(dòng)。脈動(dòng)的氣流沿著(zhù)管道輸送時(shí)，會(huì )產(chǎn)生變化的激振力，受到該激振力的影響。管道產(chǎn)生機械響應，壓力脈動(dòng)越大，管道的振動(dòng)響應越大。管道上產(chǎn)生的應力與振幅直接相關(guān)，過(guò)大的振動(dòng)會(huì )使得管道和接管的焊口、接管座、疏水管道、連接線(xiàn)、信號線(xiàn)、溫度和壓力測點(diǎn)等連接部位疲勞開(kāi)裂導致泄漏，如長(cháng)期不安全運行會(huì )對管道和相關(guān)設備造成威脅，嚴重時(shí)會(huì )使機組因振動(dòng)過(guò)高導致接管斷裂。

　　管道減振措施

　　當管道存在明顯的振動(dòng)現象時(shí)，應及時(shí)對管道進(jìn)行目測檢查，記錄發(fā)生振動(dòng)的時(shí)間、頻率、振值、支吊件和管道附近是否損壞失效、管道是否變形等。分析振動(dòng)原因并采取相應的措施，應注意的是盡量避免使用剛性約束固定管道，以免使振動(dòng)轉移到內部造成損傷。常用的管道減振方式主要有以下四種：

　　1.在特定位置設置孔板

　　孔板是一種阻力元件，氣流在經(jīng)過(guò)孔板時(shí)會(huì )發(fā)生能量損失，從而使氣流脈動(dòng)下降，不同尺寸的孔板對應著(zhù)不同的局部損失系數。對于設備管路來(lái)說(shuō)，一般將孔板設置在脈動(dòng)較大的位置。在選用孔板時(shí)，孔板的厚度、孔徑、材料應作為重要的因素來(lái)考慮，避免安裝后造成氣體截流、孔板損壞或腐蝕等附加問(wèn)題的發(fā)生。

　　2.優(yōu)化管道的布置形式或尺寸

　　壓縮機在設計時(shí)，應充分考慮到在不同工況下的氣流脈動(dòng)情況，特別是在無(wú)級氣量調節系統廣泛應用的今天，更應該核算不同氣量對壓縮機組及管路振動(dòng)的影響。核算管路振動(dòng)模態(tài)，應盡量避免氣柱頻率落在其固有頻率范圍內。此外，由于標準管件本身強度較高，壓縮機的主要工藝管道應盡量采用標準管件，對于儀表接管、三通等不能使用標準管件的位置，應采取適當的補強措施。

　　3.合理設置管道支撐

　　常用的管道支撐按照用途分為滑動(dòng)支架、固定支架和導向支架等。其設計、施工應符合國家相關(guān)標準規范的要求。管道支撐件應盡量采用獨立基礎，避免設置在框架、廠(chǎng)房的結構梁上，以防發(fā)生共振。另外管道支架需要不等間距布置，其差值一般取100～200mm，2個(gè)支架的間距一般不大于3m,支架上應設置防振管卡。此外，嚴禁用剛性約束的方式加固管線(xiàn)，以避免應力集中，造成局部撕裂。

　　4.采用阻尼減振器

　　阻尼減振器是通過(guò)將管道振動(dòng)的動(dòng)能轉化為阻尼液的熱能來(lái)減振，是一種有效的柔性減振裝置。它的特點(diǎn)是在管道的所有自由度上都能產(chǎn)生阻尼和減振的效果，對沖擊性載荷產(chǎn)生較大的阻尼，對微小振動(dòng)也會(huì )產(chǎn)生阻尼效果。阻尼響應迅速，無(wú)時(shí)間延遲，阻尼液性能穩定、壽命長(cháng)，全周期免維護。

　　阻尼減振器隔振原理為：上連接板通過(guò)管夾附件更管道連接在一起，下連接板固定在鋼梁或基礎上，阻尼液吸附在柱塞的外表面和外殼體的內壁上，管道振動(dòng)時(shí)帶動(dòng)上連接板和柱塞同步振動(dòng)，柱塞對阻尼液產(chǎn)生擠壓和拉伸，受擠壓和拉伸的阻尼液會(huì )產(chǎn)生熱量，將管道振動(dòng)的動(dòng)能轉化為熱能。

　　在設計上，管道系統應同時(shí)滿(mǎn)足剛度和強度兩方面要求。剛度決定了管道系統的固有頻率，剛度越大，固有頻率越高。對于管道系統，其走向、彎頭及三通數量、管徑、壁厚及支撐狀況都會(huì )影響到系統的剛度。通常情況下，管徑、壁厚條件不易改變，改變系統剛度主要通過(guò)調整管道走向及管道支撐來(lái)實(shí)現。而在這兩者中，通過(guò)增減管道支撐以調整管道固有頻率，以避開(kāi)激振力中的低頻成分，從而降低管道的振動(dòng)，這是應用較為廣泛，且經(jīng)濟性較好的調整方法。

　　通常解決管道振動(dòng)的方法是增設限位來(lái)阻止管道振動(dòng)，但這樣會(huì )大幅度增加管道的振動(dòng)頻率，而且使管道的振動(dòng)位置發(fā)生轉移。采用阻尼器可以很好地解決管道系統的振動(dòng)問(wèn)題，因為阻尼器主要是依據活塞在阻尼液中的剪切和擠壓作用產(chǎn)生阻尼力，阻尼力大小與振動(dòng)的速度基本成正比，而且屬于柔性阻尼，不會(huì )引起管道振動(dòng)位置發(fā)生位移。

　　一種往復式壓縮機振動(dòng)的解決思路為，不改變管道系統的走向、外徑、壁厚及原有支吊架的位置，在合適的位置增加阻尼減振器，在不改變系統剛度的情況下增大阻尼，減小管道對低階激振力的響應，以減小管道的振動(dòng)和晃動(dòng)。這種方法，需要計算隔振點(diǎn)確定安裝阻尼減振器的多少，隔振點(diǎn)的確立主要有以下位置：一是利用現有固定壓縮機兩側立柱，將兩立柱通過(guò)型材連接在一起，增加鋼架的強度；二是彎頭處介質(zhì)流速變化快，對管道產(chǎn)生激振力相對明顯，需要增加隔振點(diǎn)；三是壓縮機安裝在高位時(shí)，相關(guān)管道與支撐鋼梁之間形成共振，需要改變管道的固有頻率，從而避免共振產(chǎn)生；四是管道在匯集位置處流動(dòng)會(huì )發(fā)生急劇變化，豎直管段流出的介質(zhì)會(huì )沖擊水平管段的介質(zhì)，這樣在匯集位置會(huì )產(chǎn)生流動(dòng)混亂的紊流，從而產(chǎn)生激振力，在靠近三通位置加裝阻尼器。

　　安裝阻尼減振器后，往復式壓縮機組投用至正常負荷，需要減振儀器現場(chǎng)測試，管線(xiàn)振幅需要降到標準振幅的要求之內為達標。

　　結束語(yǔ)

　　由往復式壓縮機的工作特點(diǎn)可知，管道振動(dòng)是不可避免的，管道振動(dòng)嚴禁采取強制剛性的約束等“簡(jiǎn)單粗暴”的方法進(jìn)行隔振和消振。一般來(lái)講，氣流脈動(dòng)是管道振動(dòng)的內因，管道的結構是引起振動(dòng)的條件，通過(guò)測試、分析和計算，采用適當的方式進(jìn)行減振，使往復式壓縮機達到理想工況，對于壓縮機組和管道系統的安全運行有著(zhù)重要意義。