中国石化北京设计院标准-往复式压缩机管道防振设计规定

工 程 标 准 往复式压缩机管道防振设计规定 标准号标准号:BA3:BA3:BA3--6-1-19971997

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1 总则 1.0.1 为提高往复式压缩机振动管道的设计质量，消除事故隐患，满足配管设计和振动分析的需要，特制定本规定。 1.0.2 本规定适用于往复式压缩机气体管道的设计和应力与振动分析，不适用于往复泵及其它离心式机械。 1.0.3 执行本规定时，尚应遵守其它有关规定。 1.0.4 引用标准 a）美国石油学会标准API-618； b）ANSI/ASME B31.3； c）动力机器基础设计规范GBJ40； d）工程设计标准BA3-3-7； e）往复活塞压缩机机械振动测量与评价GB7777-87。 1.0.5 本标准替代《往复式压缩机管道设计技术规定》（BA3-6-1-94）。

2 一般规定 2.0.1 往复式压缩机的选型除需满足工艺操作条件外，还需考虑机组结构的整体力学性能，一般应选用对称平衡型结构。 2.0.2 应向压缩机制造厂（商）明确，所提供的压缩机必须满足API-618的规定。根据API-618，进出口缓冲罐的最小缓冲容积不得小于公式（2.0.2-1）和（2.0.2-2）的计算值，且两者都不应小于0.028 m3。

（2.0.2-1) VsVKTsM=92714.()/

VdVsR=14/ 工 程 标 准 往复式压缩机管道防振设计规定 标准号标准号:BA3:BA3:BA3--6-1-19971997

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1 (2.0.2-2)

式中: Vs--需要的最小吸入缓冲容积，m3； Vd--需要的最小排出缓冲容积，m3； k--气体在操作压力和操作温度时的绝热指数； Ts--进口绝对温度，K； M--气体分子量； V--所有与该缓冲罐相连的气缸每转向其排出的总净容积，m3； R--气缸压缩比（绝对排气压力除以绝对吸气压力）。 2.0.3 管道振动的主要原因是气体的压力脉动，压力脉动源于压缩机活塞的往复运动，压力脉动的大小可用压力不均匀度δ来表示，定义如下：

（2.0.3-1） 式中： δ--压力不均匀度，%； Ptmax--管内气体的最大瞬时工作压力（绝），MPa； Pimin--管内气体的最小瞬时工作压力（绝），MPa； P--管内气体的平均压力（绝），一般即为工作压力，Mpa。

（2.0.3-2） 2.0.4 应明确向压缩机制造厂（商）提出吸气缓冲罐入口和排气缓冲罐出口法兰处的压力不均匀度允许值。API-618规定，其允许值可按（2.0.4）式计算：

δ×=−PtPtpmaxmin100 PPtPt=+maxmin2

δ≤1913./P 工 程 标 准 往复式压缩机管道防振设计规定 标准号标准号:BA3:BA3:BA3--6-1-19971997

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1 （2.0.4）

式中： P--管内气体的平均压力（绝），MPa 2.0.5 压缩机制造厂（商）应明确向用户提供吸气缓冲罐入口和排气缓冲罐出口法兰处可能达到的压力不均匀度，包括各种可能出现的操作工况（如试运转，非正常操作等）。 2.0.6 压缩机制造厂（商）必须提供多级压缩机机组级间管道的配管设计及有关支承资料。 2.0.7 根据GB7777-87，对于对称平衡型压缩机，制造厂（商）应保证机器的振动烈度不大于18。 2.0.8 符合下列条件之一者必须进行管内气体的压力脉动分析： a）压缩机制造厂（商）不能提供吸气缓冲罐入口和排气缓冲罐出口法兰处的压力不均匀度数值； b）压缩机制造厂（商）提供的吸气缓冲罐入口和排气缓冲罐出口法兰处的压力不均匀度不满足（2.0.4）式的规定； c）配管设计有要求时。 2.0.9 满足下列条件之一者可不进行管内气体的压力脉动分析； a）根据经验判断压力不均匀度不会超标的配管设计； b）与已正常运行的管系相同或相似的同型号压缩机的配管设计； c）压缩机制造厂（商）提供的吸气缓冲罐入口和排气缓冲罐出口法兰处的压力不均匀度值满足（2.0.4）式的规定； d）压缩机制造厂（商）对其提供的压缩机及管道已进行过声学模拟分析或试验。 2.0.10 满足下列条件之一者可不进行管内气体频率特性分析： a）根据经验判断不会导致气柱共振的配管设计； b）与已正常运行的管系相同或相似的同型号压缩机的配管设计。 2.0.11 不满足第2.0.10条者必须进行管内气体频率特性分析。 2.0.12 满足下列条件之一者可不进行管道结构动力分析： a）根据经验判断压力不均匀度不会超标的配管设计； b）与已正常运行的管系相同或相似的同型号压缩机的配管设计。 2.0.13 不满足第2.0.12条者必须进行管道结构动力分析。 工 程 标 准 往复式压缩机管道防振设计规定 标准号标准号:BA3:BA3:BA3--6-1-19971997

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1 2.0.14 凡需要进行压力脉动分析、气柱频率特性分析和管道结构动力分析的配管设计，应向振动分析专业提供设计图纸和附录A、B、C振动分析原始数据。

3 管道系统的防振设计 3.0.1 允许对压缩机制造厂（商）提供的局部配管方案，包括缓冲罐、级间冷却器的配置方式提出修改意见，但此意见必须在压缩机制造厂（商）认可的情况下才能付诸实施。 3.0.2 双层布置的压缩机，楼板顶面与地面的标高差不宜地大，宜控制在3m左右。 3.0.3 管道规划应优先考虑吸排气管道的布置，并需经振动分析人员认可，以避免出现较大修改，影响设计进度。 3.0.4 在工艺条件允许的情况下，压缩机厂房内的吸排气管道的管径可适当放大一个等级，压缩机房外的吸排气管道仍按工艺要求设计。 3.0.5 吸排气管道的走向应平直顺畅，尽量少设弯头。管道拐弯处宜采用曲率半径大于或等于1.5倍公称直径的弯头，不宜采用急弯。 3.0.6 支架位置应合理选择，阀门和其它重量较集中的部位附近应设置支架。 3.0.7 布置支架时，两支架之间不应出现三维空间的管段，支架间距应比一般管线的支架间距小。 3.0.8 支架型式应合理选择，吸排气管道上应至少设一个固定支架，其余支架都应做成管卡或卡箍型管托，管卡宜采用扁钢制作，管道与管卡或卡箍之间宜加垫3mm厚的石棉橡胶垫，卡箍型管托与其生根部位应焊接固定。 3.0.9 气缸进出口附近的管道支架宜在压缩机基础上生根，无需设计独立管架。 3.0.10 公称直径大于或等于DN150的吸排气管道支架不宜在压缩机房柱和楼板上生根。 3.0.11 对压缩机房内支承吸排气管道的所有构架或生根于楼板和房柱上的支架，应提出有关动载荷数据。

4 管道系统的静力分析 4.0.1 管道系统在进行动力分析之前，应按照工程标准BA3-3-7的要求首先进行静力分 工 程 标 准 往复式压缩机管道防振设计规定 标准号标准号:BA3:BA3:BA3--6-1-19971997

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1 析。

5 管道系统的动力分析 5.0.1 应力分析专业不仅要负责振动管道的详细动力分析，且应参与管道的总体平面规划。 5.0.2 管道系统的动力分析一般包括流体的压力脉动分析、气柱频率特性分析和管道结构动力分析，参见第2.0.8条至 2.0.13条的有关规定。 5.0.3 压力不均匀度的计算程序可采用我院编制的PPDA软件。 5.0.4 压力不均匀度的计算应同时考虑正常操作工况和试运工况。 5.0.5 对气缸进出口到缓冲罐的连接管段，压力不均匀度如果控制在表5.0.5的范围内则认为是合理的。对氢气和含氢混合气体可取表中的较大值。 表5.0.5 压力范围（MPa） <0.5 <0.5～10 10～20 20～50 δ的允许值（%） 2～8 2～6 2～5 2～4 5.0.6 缓冲罐以外管道内的压力脉动如控制在5.0.6-1)式规定的范围内则认为是合理的。

（5.0.6-1) 式中： δ--允许压力不均匀度，%； d--管道内径，cm； P--管内平均绝对压力，MPa。 （5.0.6-1)式适用于平均绝对压力小于20.7MPa的情况。 脉动频率f按（5.0.6-２）式计算。

（5.0.6-

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