往复式压缩机的管道设计
04往复式压缩机组施工方案
04往复式压缩机组施⼯⽅案往复式压缩机组施⼯⽅案1施⼯基本程序往复式压缩机组施⼯程序见图1-1。
其施⼯准备、基础验收及处理、机器开箱检验见⼀般动设备施⼯⽅案。
图1-1往复式压缩机组施⼯基本程序2 压缩机机⾝就位、找平和找正。
（1）对整体供货的中、⼩型压缩机⼀次吊装就位，对散装供货的⼤型压缩机先将机⾝就位找平、找正，然后再组装中体等部件进⾏找平、找正。
（2）机组就位前，对机⾝进⾏8 h 煤油试漏检查。
（3）机组就位前，安装在机器下部且机器就位后⽆法安装的设备、管道等，应预先安装好。
（4）机组采⽤⽆垫铁安装，机组就位时在机器底座地脚螺栓孔下⾯悬吊⼀块钢垫板，形式详见图2-1。
地脚螺栓调整垫⽚图2-1 ⽆垫铁安装⽰意图（5）机组就位后，其主轴、⽓缸中⼼线应与机器基础中⼼线相重合，允许偏差为3mm。
安装标⾼应符合设计要求，允许偏差为3mm。
（6）调整机⾝和中体的⽔平度。
纵向⽔平度在滑道前、中、后三点位置测量；轴向⽔平度在机⾝轴承座处测量。
纵向、轴向⽔平度允许偏差均不得超过0.05mm/m。
（7）地脚螺栓灌浆，砼标号符合设计要求；其强度达到75％以上时；按图2-1进⾏钢垫板砂浆墩施⼯，待砂浆强度达到强度时，松开悬挂螺钉。
（8）复测机⾝⽔平度，利⽤钢垫板与底座间调整垫板对机⾝⽔平度进⾏调整。
3压缩机拆检、安装3.1机⾝、曲轴与轴承（1）打开机⾝盖，拆卸主轴⽡和曲轴，检查机⾝主轴承洼窝的同⼼度偏差不⼤于0.05mm，⼗字头滑道中⼼线对机⾝曲轴中⼼线的垂直度不⼤于0.1mm。
（2）清洗曲轴和轴承，其油路应畅通，并⽤洁净的压缩空⽓吹除⼲净。
（3）主轴承——轴⽡合⾦表⾯及对⼝表⾯不得有裂纹、孔洞、重⽪、夹渣、斑痕等缺陷。
合⾦层与⽡壳应牢固紧密地结合，经涂⾊检查不得有分层、脱壳现象。
——拧紧轴⽡螺栓后，⽤涂⾊检查⽡背与轴承座孔应紧密均匀贴合，接触⾯积应符合表3-1的要求。
其最⼤集中不贴合⾯积不⼤于衬背⾯积的10％或⽤0.02mm塞尺检查塞不进为合格。
压力管道设计设计人员考试卷2007
于 1000m3 的不应小于（e） ；浮顶罐、内浮顶罐不应小于（d） ；卧罐 不应小于（a） 。GB50160P27.第 5.2.7 条 a、0.8m；b、1.2m；c、1.5m；d、0.4D；e、0.6D；f、1D。 a、防凝线；b、暖泵线；c、平衡线；d、旁通线。 3. 对于高压、极度危害及高度危害介质的管道应设（d） 。培训
四、 问答题(每题 10 分，共 40 分)
1. 压缩机进出口管道支架设计要点是什么？培训教材 P343.7.3.7 2.
ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ
低温管道布置设计时，应注意哪些问题？培训教材
P186.5.2.47 3. 4. 液化烃管道的布置有什么要求？培训教材 P185.5.2.44 管道支吊架选用的原则是什么？培训教材 P341.7.3.3
布置固体物料或含有固体物料的管道时，应使管道尽可能 ）
短、 少拐弯和不出现死角。 培训教材 P172.5.2.5-(15) √ （ 7.
加热炉燃料气主管上的管道阻火器，应靠近加热炉，并便于
检 修 ， 管 道 阻 火 器 与 燃 烧 器 距 离 不 宜 小 于 12m 。 SH3012 P13.5.2.1（ 8. × ）
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2007 年压力管道设计人员考核试卷
姓名：
单位：
成绩：
一、 判断题(每题１分，共 20 分)
1. 石油化工企业的生产区、宜位于邻近城镇或居住区全年最小 ） 频率风向的下风侧。(GB50160.P4 第 3.1.2 条)（× 2.
压力管道2006考题
2006年中国石油天然气华东勘察设计研究院Array压力管道设计人员考核试卷姓名：分数：一、判断题（共20分）必答题（每题分，共15分）1、一次危险是指设备或系统内潜在着的发生爆炸或火灾的危险，它会直接危害人身安全、导致设备毁坏和建构筑物倒塌等。
（×）2、房间的火灾危险类别应按该房间内存在的介质的火灾危险类别确定。
（×）3、可燃气体、可燃液体的管道可穿越与其无关的建筑物。
（×）4、装置布置设计的三重安全措施是：首先按全年最小频率风向对工厂进行合理布置，其次是严格按设计防火规范进行设备布置，保证安全距离，第三是建立可靠的消防系统。
（×）5、控制室应在靠近装置的主操作区布置，并在散发粉尘、水雾和有毒介质设备的全年最小频率风向的下风侧。
（√）p916、当装置的宽度大于60m时，应在其内部设贯通式消防车道。
（√）p947、弯头和弯管不得使用褶皱弯或虾米弯,管子对接偏差不得大于3°。
（√）8、输油、输气管道弹性敷设、管道的曲率半径应满足强度要求，且不得小于钢管外径的500倍。
（×）9、输油、输气管道穿越管段，其水平直径方向的变形量不得大于管子外直径的5％。
（×）10、集气、输气工程任何生产规模的集气站、计量站，输气站（压力站除外）、清管站、配气站等定为五级站场。
（√）11、输油、输气管道的钢度应满足运输、施工及运行要求，外直径与壁厚比不应大于140。
（√）12、输油、输气管道穿越铁路、公路的管段，当管顶最小埋深大于1m时，可不验算其轴向稳定。
（√）13、钢材（包括含碳量大于%的铬镍奥氏体不锈钢）的使用温度低于或等于－30℃时，才应按低温压力容器和压力管道设计规范要求进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。
（×）14、低温压力管道是指设计温度低于或等于－20℃的压力管道。
（√）15、结构用无缝钢管和流体输送用无缝钢管都可用于压力管道。
往复式压缩机配管设计
2016/3/22
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中国石化集团宁波工程有限公司 设计中心 管道室 配管专业 基础知识培训之一
管道工程基础
6 管道的热胀与防振
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
压缩机的管道在热胀的同时又伴有振动，为防止振动，对管 道必须固定，但固定又会限制热胀，因此应综合考虑。 为减小间歇吸入与排除产生的压力脉动而引起的振动，应在压 缩机出入口分别设置缓冲罐，并尽量靠近压缩机进出口管嘴。 出口管道上不得设置波型补偿器，以防止在高压力时产生过大 的压力而造成破坏。 除DN≤40的管道外，原则上振动管道的支架不应在厂房、框架、 平台和设备上生根。 管道应具有一定的柔性，以自然补偿吸收管道的热胀。 管道若用蒸汽吹扫，蒸汽温度高于介质温度时，应按蒸汽温度 考虑管道的柔性。 与压缩机进出口管道相接的小直径分支管道接头处应采用加强 管接头和角撑板，使其有一定强度，以防止焊缝破裂。
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4.2 阀门的布置
与入口阀门布置的要求相同。
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管道工程基础
4.3安全阀的布置
在出口阀门关闭的状态下启动压缩机，以及在压缩机正常运 行中误操作，关闭出口阀门，都会引起压缩机和管道内压力 上升，为安全起见，在出口阀前设置安全阀是必须的。 4.3.1 安全阀应靠近出口阀门设置 4.3.2 安全阀进出口管道应设置排液阀，尽量避免积液，出口管道 应从顶部45°斜接入火炬总管。当安全阀动作时，出口管受 高速气流冲击，不会因为存液而产生水锤现象。 4.3.3 安全阀远离出口管嘴布置时，安全阀的入口会产生压降，其 值不得超过定压值的3％。 4.3.4 排向大气的放空管道，对于无毒、无燃爆性气体，若安全阀 设置在厂房内，其排放管应设在厂房外，并高过临近平台或 屋檐顶2米。 4.3.5 对允许排放有毒或可燃性气体，排放口的高度应高出以排放 口为中心8m半径范围内的最高的平台或屋檐3m。放空时的噪 音应符合相关规定。
压缩机气体脉动分析和管道振动分析(1)
PULS 简单示例 定义边界条件，在管道的左端（节点1）输入活塞运动参数。
PULS 简单示例 定义边界条件，在管道的右端（节点2）定义为封闭端（close end）
PULS 简单示例 定义运行参数，在本例中压缩机将在1~20Hz范围内工作，因此在分析中要完全扫描这个频率段，步 长为0.25Hz
• 数字①，②，③…表示单元，数字1，2，3… 表示节点 ������
对于复杂的管道-容器系统 由于一个节点（单元）的输出正好对应于下一个单元的输入，利用迁移矩阵的性质可 知，总的迁移矩阵是各个单元的迁移矩阵之积
气体脉动分析小结：
• 对于任何复杂的压缩机撬块系统，可以通过单元离散的方法，分别建立相应 的管道、容器、阀门、孔板等单元，并赋予相应的物理属性。 • 通过各个单元所对应的迁移矩阵，拼装成总体迁移矩阵。 • 在不同的工况条件下，求解总体迁移矩阵，即可得到任何位置的气体脉动时 程曲线，用于后续的管道振动计算分析。
PULS 的基本特点（三）
• PULS内置了常用的工程常用的边界条件/输入条件，方便用户定义载荷工况： Closed ends 闭口端 Open ends 开口端 Anechoic ends 消声端 Reciprocating pumps; 往复式压缩机
PULS 简单示例 问题描述： 一根36m长直管，右端封闭，左端有一个活塞作往复运动，运动幅值为0.01m^3/s，介质为空 气。当活塞以的频率为1-20Hz时，求管道的气体脉动响应。
由于压缩机撬块中的管道结构本身也是一个振动系统（质 量 - 弹簧），只要在管道上有激振力作用，同样也会激起 管道振动。因此，在压缩机系统中有三个振动要素：
1. 压缩机以一定的频率f1进行吸排气动作，产生激振力 2. 管道内的气柱自身由其质量和刚度，具有固有频率f2 3. 管道系统结构自身具有固有频率f3 当这3个频率相互接近时会产生共振。
往复式压缩机的设备布置及配管设计
往复式压缩机的设备布置及配管设计发布时间：2023-07-05T07:19:07.538Z 来源：《新型城镇化》2023年14期作者：张杰[导读] 往复式压缩机是石油化工装置中常用的设备，随着国家对清洁能源、环保的要求越来越高，也对压缩机提出了更高的要求。
本文以某项目50万吨/年煤焦油加氢装置为例（以下简称本装置），结合本装置现场运行状况，对往复式压缩机设备布置、配管设计及减振措施进行分析。
胜帮科技股份有限公司 710086摘要：往复式压缩机由于设备本身的气流脉动，管道振动问题比较严重。
本文从新氢压缩机的设备布置、配管设计等方面出发，结合工程实例，对管道振动及减振措施进行分析，并介绍了常见的减振措施。
关键词：往复式压缩机；设备布置；配管设计；振动；减振措施1 引言往复式压缩机是石油化工装置中常用的设备，随着国家对清洁能源、环保的要求越来越高，也对压缩机提出了更高的要求。
本文以某项目50万吨/年煤焦油加氢装置为例（以下简称本装置），结合本装置现场运行状况，对往复式压缩机设备布置、配管设计及减振措施进行分析。
2 工艺流程简介自PSA的氢气（新氢）经过新氢分液罐，分液后进入压缩机一级进气缓冲罐，经过一级气缸压缩后，进入一级排气缓冲罐，后依次进入一级冷却器、一级分离器，然后进入二级进气缓冲罐，经过二级气缸，进入二级排气缓冲罐，后依次进入二级冷却器、二级分离器，最后进入三级进气缓冲罐，经过三级气缸，进入三级排气缓冲罐后离开压缩机。
氢气经过新氢压缩机三级压缩升压至18.0Mpa（表压，下同）进入后续的工艺流程。
3 往复式压缩机的设备布置压缩机单元的设备包括：主机和附属设备。
3.1 工艺流程要求设备布置时，首先满足工艺要求，宜按流程布置，并靠近布置。
3.2 机间设备布置要求加氢装置压缩机的布置，一般采用二层布置，主机布置在二层，机间设备及附属油站布置在一层，方便操作及检维修，设备布置有两种形式：一种是机间的分离器和冷却器布置在压缩机厂房外，二层平台高2.8m～3.2m。
管道布置设计要点
管道布置设计要点目次1管道布置的一般要求2单体设备的管道布置要点2.1管廊上的管道设计2.2塔和容器的管道设计2.3反应器的管道设计2.4冷换设备的管道设计2.5加热炉的管道设计2.6泵的管道设计2.7压缩机的管道设计3几种特殊管道的设计要点（略）3.1高压管道3.2真空管道3.3低温管道3.4气力输送管道3.5高压氧气管道3.6食品级物流输送管道4管道的其它设计要求4.1管道的放空与排液4.2采样系统管道设计4.3伴热系统管道设计4.4阀门的安装要求4.5仪表的安装要求5管道支吊架设计（略）5.1管道支吊架的型式选用5.2管道支吊架的位置选择5.3管道支吊架的结构要点5.4可变弹簧支吊架和恒力弹簧支吊架6管道的防腐保温6.1管道的隔热设计6.2管道的防腐设计1 管道布置原则1）符合管道及仪表控制流程的要求。
应特别注意诸如汽蚀、液封、采样、对称布置、隔热范围等要求。
举例：压力脉动工况下的管道系统，减压塔抽真空系统，减压塔塔底泵管道系统。
等等；2）满足施工、操作和维修等方面要求。
例如，反应器催化剂的装卸，空冷器的吊装，人孔的打开，就地仪表盘的打开，换热器的抽芯，过滤器的过滤网抽芯，热电偶的抽出空间，液位计的观察，高架阀门的操作，机泵部件的维修，等等；3）通过良好的空间走向和合理的支撑，满足自身的力学要求，同时满足相连设备的附加力/和弯矩的要求。
这里的力学要求包括一次应力、位移应力、疲劳、振动等可能出现的所有持续载荷和瞬时载荷引起的力学要求；4）应符合有关的法规、规范、标准的要求。
包括消防要求、安全要求等。
举例：软管站设置，密闭建筑的灭火蒸汽设置，洗眼器和事故淋浴器的设置，围堰的设置，火灾安全间距的要求，消防通道的要求。
等等；应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、整齐美观。
举例：集中布置便于支撑和操作，5）纵向和横向分层布置，充分利用固定支架、导向支架、可调支架、弹簧支架，等等；6）应同时考虑经济性。
管道布置设计中的问题1
泵冷却水的作用是什么？ 泵冷却水的作用是什么？其管道设计有哪 些要求？ 些要求？
可降低轴承的温度 带走从轴封渗漏出的少量液体， 带走从轴封渗漏出的少量液体，并传导出磨擦热 降低填料函温度，改善机械密封工作条件， 降低填料函温度，改善机械密封工作条件，延长使用寿命 冷却高温介质泵的支座， 冷却高温介质泵的支座，防止热膨胀引起泵与电机同心度 的偏移 泵冷却水管道设计的要求： 泵冷却水管道设计的要求： 泵冷却水系统要根据工艺要求进行管道安装设计 冷却水管道尽量靠近泵底座或泵基础侧面布置 各泵的供水支管均应设阀门， 各泵的供水支管均应设阀门，闭式回水管道上应设阀门和 看窗，开式回水管道引至泵基础边小沟内或经管道排出。 看窗，开式回水管道引至泵基础边小沟内或经管道排出。 当压力回水时，进出口总管应有连通管， 当压力回水时，进出口总管应有连通管，最低点设排液阀
蒸汽管道和蒸汽加热设备哪些部位需 设置疏水阀？ 设置疏水阀？
在蒸汽管道和蒸汽加热设备的下述部位应设置疏水阀： 在蒸汽管道和蒸汽加热设备的下述部位应设置疏水阀： 饱和蒸汽管道的末端或最低点，蒸汽伴热管的末端。 饱和蒸汽管道的末端或最低点，蒸汽伴热管的末端。如 果蒸汽管道较长时，每隔一定距离亦应设疏水阀； 果蒸汽管道较长时，每隔一定距离亦应设疏水阀；饱和 蒸汽管道的每个立式“ 蒸汽管道的每个立式“型”补偿器前或最低点 饱和蒸汽系统的减压阀前和调节阀前 蒸汽分水器及蒸汽加热设备等下部 经常处于热备用状态的设备进汽管的最低点 扩容器的下部，分汽缸(蒸汽分配管) 扩容器的下部，分汽缸(蒸汽分配管)的下部以及水平安 装的波纹补偿器的波峰下部
管道布置设计中 常见的一些问题
可燃液体、 可燃液体、可燃气体的管道设计 的原则是什么？ 的原则是什么？
管道不得穿越与其无关的建筑物 管道应架空或沿地敷设 必须采用管沟敷设时， 必须采用管沟敷设时，应采取防止气体或液体在管沟内 积聚的措施，并在进、 积聚的措施，并在进、出装置及厂房处密封隔断 管沟内的污水， 管沟内的污水，应经水封井排入生产污水管道 取样管道不应引入化验室 金属管道除特殊需用法兰连接外， 金属管道除特殊需用法兰连接外，均应采用焊接连接
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Ｔａｂｌｅ １ Ａｌｌｏｗａｂｌｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｕｂｅ ｓｐａｎ ｂａｓｅｄ ｆｒｅｑｕｅｎｅｙ
ｏｎ
从而发生振动。 （８）支架的间距应满足最小频率的要求。 （９）为防支承，靠近压缩机的 管段的支架应重点考虑。 （１０）因为集中质量处振动频率低，在阀门等 集中质量处应加支架。
寸或提供制造厂进出口法兰连接处的压力脉动允 许值，由制造厂确定，压缩机至缓冲器之间的短 管，直径应大于缓冲器接管尺寸，以防止该短管内 介质流速过高而导致脉动值难以控制。 （２）根据机组的额定功率、管线平均压力确 定设计方法。进行相应的分析计算。要求进行气 柱固有频率的计算、压力脉动不均匀及振型的计 算、结构振动振幅值及动应力的计算。 （３）支架设置应经结构振动计算后确定位置 及间距和型式。宜采用防振管卡，且生根条件应 有足够的刚度。而且防振管卡要衬有石棉橡胶 垫，保证管道与管卡充分接触而不会出现间隙。 同时又考虑管道可能产生的热胀位移，螺栓孔为 椭圆形。
有频率不低于２８
Ｈｚ。
（２）为防止机组的转动不平衡力引起管系振 动，进出口缓冲器应有牢固的支承，靠近压缩机的 管段的支架应重点考虑。
（３）支架应采取防振管卡，而不能只为承重
或止推。因为防振管卡可以约束ｘ，ｙ，ｚ三个方 向的线位移，对直径较小的管子甚至可以约束
ＰＯｆ，ＲＹ，ＲＺ三个角位移，而承重或止推架却只能 约束一个方向的线位移。为保证管道与管卡充分
１．２．２
防止管道发生结构共振
为了防止发生结构共振需进行管系固有频率 分析。由于激发频率是不可改变的，所以只有调整 管系的结构固有频率以避开共振区域。通常都是调 整管系的结构固有频率高出激发频率１．２倍以上。
１．２．３
控制振动
根据经验，现场发生的振动问题多数是由于
收稿只期：２０１０一ＯＩ一１３。 作者简介：刘辉，高级工程师，１９９４年毕业于石油大学化学工 程专业，一直从事管道设计工作，现任该公司配管室副主任。 联系电话，０３７９—６４８８７２９ｌ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｈｕｉｌ＠ｌｐｅｅ．ｃｏｎｌ．ｃｎ
（５）设计中委托土建资料应说明构架及支架 固有频率的要求或刚度要求。管墩上使用的型钢 应有防振措施，其应与基础配筋相接，并应设补强 筋。支架结构和支架生根部分应有足够的刚度。 （６）对于小于等于ＤＮ４０分支管应在接管处 进行补强，补强有两种方式：一是加强板补强；二 是整体管嘴补强。 （７）对整个管系进行振动分析的同时，对管 内介质温度较高的管系还应满足柔软性分析的要 求。在管道柔性分析满足的前提下，应尽量减少 转弯，因为过多的转弯会减小管系的刚度，使管系 的机械固有频率降低，并且在弯头处产生激振力，
炼油技术与工程 ２０１０年４月
ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＲＥＦＩＮＥＲＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
第４０卷第４期
往复式压缩机的管道设计
刘辉
中国石化集团洛阳石油化工工程公司（河南省洛阳市４７１００３）
摘要：根据往复式气体压缩机进出口管道的振动原因，阐述了管道支架设计的方法，如管道支撑的间距、管道 支架的布置、管道支架的型式和管道支架的刚度设计等。指出了设计中应注意的问题。
俘
（ｉ＝１，２…，ｎ）
固定支架可以同时限制管道在ｘ，ｙ，ｚ及ＲＸ，ＲＹ，
ＲＺ六个方向的自由度，它是增加管系刚度最有效 的支撑型式。但是压缩机进出管道一般都有一定 的温度，尽管温度不高，完全采用固定支架也不利 于其热胀的补偿，为了满足管系的热膨胀补偿要 求，通常采用防振管卡作为主要支架。防振管卡 能有效的控制管系高频振动，与固定支架不同，它 允许管道有一定的轴向位移，与一般刚性承重和 导向支架也不同，它对管道施加了较大的刚度还 增加了支架对管道的阻尼作用，从而可以有效的 阻止管道振动。 ２．４管道支架的刚度 支架本身刚度的大小对管系的刚度影响是比 较大的，如果支架本身的刚度太小，支架会随管道 一起振动，从而不能起到增加管系刚度的作用，比 如选用吊架就不可能起到防振作用。由于管道支 架一般均采用独立支架，支架必须具有一定的刚 度，增加其刚度的主要方法有：一是尽量降低支架 高度，二是增加支架重量。支架刚度与其高度成 反比，支架越高则刚度越低。如果支架高度不能 降低时应采用刚度较大的Ａ型支架或框式支架。 增加支架重量的方法是支架基础采用混凝土基础 且使混凝土基础重量远大于被支撑管道的重量。 工程上常采取加大基础重量进行消振。 ３支架设计中需注意的问题 （１）进行管系的机械固有频率计算，使机械 固有频率（至少前三阶）与活塞激发频率错开并 与气柱固有频率（至少前三阶）错开。通常对于 中低压管道（Ｐ＜８ ＭＰａ）管道机械固有频率不低 于２４ Ｈｚ；对于高压管道（Ｐ＞８ ＭＰａ），管道机械固
万方数据
一２８一
炼油技术与工程
２０１０年第４０卷
接触，在管卡与管道之间垫石棉橡胶板。 防振管卡设计中尽量避免使用ｕ形螺栓应 使用ｕ形带或管卡。对于有位移应考虑使用长 孔的管卡、管托。防振支架用螺栓固定时用双螺 母形式。防振管卡内应加衬垫，选择合适的衬垫 材料。用木楔作衬垫的，由于木头极容易磨损、松 动，造成支架失效。 （４）支架应设成独立支架，不得安装在压缩 机本体和压缩机支座上（包括基础）。使用钢性 支架不得使用弹性支架，如吊架等。支架应尽量 沿地面设置，便于设置支架，管道过高则支架难以 生根，同时支架的刚度很难保证。支架的刚度可 参照表１和表２。对于较高的支架宜采用框架结 构，单根立柱刚度较小。
２●●ｌ，
哩一坦ｍ懈娜伽舷啷！呈凹衡ｍ枷｛曼
注：①用于碳钢管，且两端铰接； ②最小机械固有频率３６
４总结
往复式压缩机管道的消振是一个十分重要的 问题，涉及设计、施工等方面。从配管设计角度， 应考虑以下问题： （１）在机组定货时，应计算缓冲器的最小尺
注：①用于碳钢管，且两端铰接； ②最小机械固有频率２４ Ｈｚ。
（编辑苏德中）
Ｐｉｐｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓ
Ｌｉｎ ＨＵｉ ＳＩＮＯＰＥＣ Ｌｕｏｙａｎｇ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｉｐｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｗａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂａｓｅｄ ｕｐｏｎ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｕｔｌｅｔ ｌｉｎｅ ｏｆ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｓｕｃｈ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｋｅｙ
万方数据
第４期
刘辉．往复式压缩机的管道设计
一２９一
（４）自主管道上引出的ＤＮ≤４０的分支管道 及仪表管嘴应采取加强措施。分支管道也应有适 当的支撑，因分支管较小，较容易发生振动。 （５）为便于支撑的设置，管道布置应尽量低，
支架设置在地面上，并且是独立基础。 （６）管道应尽量平直，少转弯，弯头曲率半径 应大于等于１．５管道公称直径。
１．２．１
ｌ
１．１振源分析
防止气柱共振
防止气柱共振发生的简单方法是用共振管长 的概念来进行简化设计。共振管长就是当激发频 率一定时，导致气柱发生共振的管道长度。在管 道设计中，首先根据管内介质和激振频率计算可 能发生计算气柱共振的管道共振管长，使相应的 管道长度避开（０．８一１．２）倍共振管长。共振管 长的计算方法可参见ＡＰｌ６１８附录所列出的共振 管长的计算公式。
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万方数据
第４期
刘辉．往复式压缩机的管道设计
某段或整个管系发生结构共振引起的，分析和调 整管系固有频率成为控制管道振动的最直接方法， 固有频率与管系的刚度有直接关系，其表达式为：
∞ｉ
２
考虑支架的型式。不同支架的型式，比如承重或
导向支架只限制管道向下或轴向位移，只能约束
～个方向的线位移，因而它对管系刚度影响较小。
关键词：加氢装置往复式压缩机共振防振管托
往复式压缩机在石化装置上的应用非常普 遍，如加氢精制、加氢裂化装置等，由于其吸排气 流呈间歇性和周期性的这一工作特点，不可避免 地使其进出口管道产生振动现象，解决压缩机进 出口管道的振动问题，对于装置的开汽成功及长 周期安全运行具有十分重要的意义。 往复式气体压缩机进出口管道的振动分析 往复式压缩机的工作特点是吸、排气流呈间 歇性和周期性，因此不可避免的要激发进、出口管 道内的流体呈脉动状态，使管内流体参数（如压 力、速度、密度等）随位置及时间作周期性变化， 这种现象称为气流脉动。脉动流体沿管道输送 时，遇到弯头、异径管、分支管、阀门、盲板等元件 将产生随时间变化的激振力，受该激振力作用，管 系便产生一定的机械振动响应。压力脉动越大， 管道振动的振幅和动应力越大。强烈的脉动气流 会严重地影响气阀的正常开闭，减小工作效率，此 外，还会引起管系的机械振动，造成管件疲劳破 坏，发生泄漏，甚至造成火灾爆炸等重大事故。因 此降低气流脉动是往复式压缩机管道设计的主要 任务之一。 管道振动的第二个原因是共振。管道内气体 构成一个系统，称为气柱。气柱本身具有的频率 称为气柱固有频率。活塞往复式运动的频率称为 激发频率。管道及其组成件组成一个系统，该系 统结构本身具有的频率称为管系机械固有频率。 在工程上常把（０．８—１．２）倍的管系机械固有频 率范围作为共振区。当气柱固有频率落在激发频
∞。为第ｉ阶固有频率，肘肼和Ｋ一分别称为第ｉ 阶主质量和第ｉ阶主刚度。 从上式中可以看出，管系的刚度越大其固有 频率越高，管系固有频率的调整可以通过调整管 系的刚度来完成。影响管系刚度的因素主要有管 径、壁厚、管道走向、管道支撑等，一般情况下管径 和壁厚由工艺设计条件确定，不易改变，管系的主 质量也基本维持不变，管道走向由于各设备平面 位置的关系不易做较大改变，因此调整管道支撑 成为设计的基本方法。 ２支架设计 ２．１管道支撑的间距 原则上管道支撑的间距应根据振动计算结果 而定，一般过程是在管道规划时根据一些原则进 行管道布置和支撑设计，然后进行振动计算，计算 出管系的同有频率和振动振幅值，最后逐项分析 是否符合要求。如果其中的一项或数项不符合要 求，通过改变支架间距，即（一般单元长度不应大 于管道公称直径的１０倍）可改变管系的刚度同 时改变管系的固有频率，使之满足要求。 一般来说，对于管系固有频率的控制，国外公 司要求管系机械固有频率不得低于机器激振频率 的２倍（偏于保守），但最小也应将管系机械固有 频率控制在机器激振频率的１．２倍以上。按此条 件布置管道，则管道的机械固有频率与压缩机的 激振频率前三阶是不会产生共振区域的，从而可 以有效避免管道振动。： ２．２管道支架的布置 在满足管道支架间距的要求后，在下列各点 应设支架。例如拐弯处或分支管处由于脉动气流 产生激振力使管道振动，应设支架，可选择减振或 止推类型支架。在有过滤器或阀门、法兰等处，由 于质量集中，故应在集中质量点两侧设专门支撑 以增加其刚度，加大其固有频率。另外靠近压缩 机附近的管段支架应重点考虑。 ２．３管道支架的型式 若通过支撑条件来增加管系的刚度，首先要