往复压缩机气流脉动及管道振动分析_张士永
浅析往复式压缩机振动管道减振设计
浅析往复式压缩机振动管道减振设计摘要：随着我国经济的发展以及科技的进步，压缩机的使用在很大程度上改善了人们的生活水平、工作水平以及实验环境。
这些先进的科学技术在给生活带来好的影响的同时也带来了一定负面的影响。
往复式压缩机作为一种先进设备，在工作过程中难免会产生噪声方面的污染，给我们的生活、工作以及学习带来影响。
因此，对于压缩机的振动必须要从根源上抓起，对往复式压缩机振动管道进行减振设计。
关键词：往复式压缩机；振动管道；减振设计1.往复式压缩机工作原理一般来讲，往复式压缩机通常是由单个部分所组成的，工作腔、曲柄连杆以及辅助系统。
曲柄连杆是压缩机主要的传动部分，也是其动力的主要提供部件，能够将驱动级的旋转运动直接的转换为往复式的运动，从而推动活塞在气缸里做往复式运动，进一步实现的往复式压缩机的排气和吸气的过程。
往复式压缩机其工作基本可以分为四个部分：1.1膨胀阶段在活塞的运动造成工作室里面的容积增加的时候残留在其内部的高压的气体就会发生膨胀，此时气阀不会打开，只有当压力小于吸入管路的压力时气阀才会打开；1.2吸气阶段吸入口的气阀在压差的作用下打开，活塞运行，工作室容积变大，气体不断吸入。
当压差消失后进气阀关闭；1.3压缩阶段活塞的反向运行，工作室的容积减小，当工作室压力增加时排气口阀门仍然关闭，气体被压缩；1.4排气阶段当工作室的压力大于排气管压力时，就会克服气阀压力排出气体。
2.往复式压缩机管道振动原因2.1气流脉动引起的管道振动往复式压缩机管道振动是由多种原因引起的，但生产中的管道振动多是由气流脉动引发的。
从气流脉动大小与压力不均匀度来看，当管道的气流压力不均匀度增大时，振动频率就高，振动能量就会加大，对管道带来的破坏性也会越大。
如果脉动气流通过管道弯头、分支管、阀门等时，压力不均匀度会引发管道振动的强大激振力，出现管道的机械振动。
2.2外力引起的管道振动管道振动的原因是多样的，如强风横吹时，会在管线背风面产生涡流而引发管道振动；地震会引发管道振动等。
往复式压缩机入口管道振动原因分析与控制
往复式压缩机入口管道振动原因分析与控制摘要：由于往复式压缩机的工作特性，在生产运行中经常出现管道振动现象。
本文结合某装置往复式压缩机入口管线振动问题，对振动严重的管段进行现场勘查和测量，分析了造成管线振动的原因，采取有效隔振措施，取得了良好效果。
关键词：压缩机；管道振动；隔振前言石化行业生产设备种类复杂、工艺参数弹性多变，由于往复式压缩机特殊的工作原理，其出入口管线内流体压力及速度具有周期性变化，而且压缩机出入口管线走向较为复杂，附属仪表设备较多，极易发生振动现象，不仅影响压缩机的工作效率，还容易造成管道附件、仪表等松动脱落，引发气体泄漏甚至爆炸事故。
因此分析往复式压缩机管线振动原因，采取有效的减振措施，对石化行业的安全生产具有重要意义。
本文结合某装置往复式压缩机入口管线振动问题，分析管道振动的原因，提出减振措施，解决了振动超标问题。
1管道振动情况介绍某装置压缩机位于第二层平台，压缩机入口管线运行温度40℃，管径为DN150。
压缩机入口管线布置见图1。
图1中ABCD管线为压缩机三级左一级入口，AB管段水平布置，位于地面一层，CD管段的竖直高度为8m；BEFG管线为压缩机三级右一级入口，BE管段水平布置，位于地面一层，FG管段的竖直高度为8m；管道AB点之间有两处竖直向上刚性支撑把管道向上顶起，管道BE两点之间有两处竖直向上刚性支撑把管道向上顶起；压缩机三级入口ABCD、BEFG点有6个弯头和2个三通以并联方式连接。
进行现场勘查和测量发现，压缩机三级入口缓冲罐至机体管线存在多个方向上的振动，由于CD和FG管段较长且缺少有效约束，振幅最大，其最大振动速度分别为13.8mm/s和18.3mm/s。
图一压缩机入口管线布置2管道振动原因分析管道及其支架、压缩机及设备基础和与之相连的各种设备构成了一个非常复杂的系统，因此引起管线振动的原因很多。
气流脉动及气流发生变化产生的激振力、涡流、共振、管道应力、管道约束或设备基础设计不当都会导致管线振动。
天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动分析
文章编号: 1005—0329(2008)05—0039—04经验交流天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动分析刁安娜,王 宇,冯健美,彭学院(西安交通大学,陕西西安 710049)摘 要: 对存在严重振动问题的某天然气压缩机的进气管路进行了气流脉动和管道振动分析,提出了管路调整措施。
通过气流脉动分析,得到了气柱共振频率及其对应的转速,以及出现最大压力脉动幅值的转速和管路位置;通过管道振动分析,获得了管路结构模态和激发响应,从而了解引起管道结构共振的固有频率和激发响应下的最大振动位移。
对改造前后的管路进行了比较分析,结果表明:改造后的管路气流脉动最大幅值从17.65%降低到11.38%,最低结构固有频率从2.6Hz提高到12.2Hz,最大振动幅值从0.393mm减少到0.117mm。
改造后的管路在实际运行中,380r/m in时测得最大振动幅值从0.4mm减少到0.1mm,表明调整措施是合理的。
关键词: 天然气压缩机;气流脉动;管道振动;模态分析中图分类号: TH45;T B535 文献标识码: AAna lysis on Ga s Puls a ti on and P i p i n g V i bra ti on i n the P i p i n g Syste m of Na tura l Ga s Co m pressorD I A O An2na,WANG Yu,FE NG J ian2mei,PE NG Xue2yuan(Xi’an J iaot ong University,Xi’an710049,China)Abstract: The analytical study on the gas pulsati on and p i p ing vibrati on in a natural gas p i peline was p resented,based on which the measures are suggested t o contr ol the excessive vibrati on.W ith the gas pulsati on model established,the natural fre2 quency f or the gas pulsati on is obtained,the maxi m al pulsati on a mp litude t ogether with the positi on is esti m ated,and the shaking forces inducing the vibrati on are calculated.I n the vibrati on analysis,the vibrati on mode and the forced res ponse of the p i p ing syste m are p paris on ass ociated with the pulsati on and vibrati on bet w een the original p i peline and the modified one shows that the maxi m u m p ressure pulsati on in the modified p i peline decreases fr om17.65%t o11.38%,the l owest natural fre2 quency f or structural vibrati on increases fr om2.6Hz t o12.2Hz and the maxi m u m vibrati on amp litude reduces fr om0.393mm t o 0.117mm.Validati on test shows that the maxi m u m vibrati on a mp litude reduces fr om0.4mm t o0.1mm at380r/m in,which indi2 cates that the p i peline modificati on on the basis of pulsati on and vibrati on analysis is reas onable.Key words: natural gas comp ress or;gas pulsati on;p i p ing vibrati on;mode analysis1 前言天然气压缩机气流脉动激发的管道振动,对天然气集输装置的安全运行具有很大的威胁。
往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨
往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨
往复式压缩机是一种常见的压缩机类型，常用于制冷、空调、制气等领域。
往复式压缩机在工作过程中常常会产生振动，严重影响设备的稳定运行和使用寿命。
本文将从振动原因分析和减振措施探讨两方面进行讨论。
一、振动原因分析
1. 不平衡质量：往复式压缩机内部部件质量分布不均匀，如曲柄连杆、活塞等，会导致转子不平衡，进而引起振动。
2. 轴承故障：往复式压缩机的轴承如果出现磨损、松动、损坏等故障，会导致转子运动不平稳，产生振动。
3. 轴间距不匹配：往复式压缩机的两根轴之间的距离如果没有达到设计要求，会导致转子运动不协调，引起振动。
4. 泄漏问题：往复式压缩机在工作过程中，如果密封不好，会导致气体泄漏，从而使压缩机的运行不稳定，产生振动。
二、减振措施探讨
1. 设计优化：在往复式压缩机的设计过程中，应注意减小转子的不平衡质量，提高部件的加工精度，以减少振动产生的可能性。
2. 轴承维护：定期检查和维护轴承，确保其工作正常，及时更换磨损严重的轴承，防止振动问题的发生。
4. 密封检查：注意密封件的使用寿命和密封效果，定期检查压缩机的密封情况，必要时更换密封件，防止泄漏问题引起的振动。
5. 安装减振装置：在往复式压缩机的底座上加装减振垫片或减振螺旋弹簧，以减小振动对底座和周围环境的影响。
往复式压缩机振动问题的原因有很多，可以从设计、维护和安装多个方面进行控制和改进。
通过合理的振动分析和减振措施的应用，可以有效降低振动水平，提高设备的可靠性和使用寿命，确保压缩机的稳定运行。
往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨
往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨摘要：往复式压缩机的振动问题一直是行业的关注焦点之一。
本文通过对振动原因的分析及产生机理的探讨，提出了适合往复式压缩机的减振措施方案。
一、引言往复式压缩机广泛应用于各行各业，是现代化生产的重要设备，但常常被振动问题所困扰。
压缩机的振动会影响其工作效率、工作稳定性、降低机械安全性能和寿命，还会导致与之相连的管道和设备发生损坏，造成生产事故。
因此，对于往复式压缩机振动原因的深入探究和减振技术的研究，具有重要的意义。
二、往复式压缩机振动产生的原因及机理1. 动平衡不良往复式压缩机的转子和曲柄往复运动，机体自然存在不平衡的情况，如果动平衡处理不良，将导致转子与机体相互影响，发生振动。
2. 受力不均衡管路的布置不合理、设备安装松动、地基变形等因素会导致往复式压缩机受到非均匀力的作用，从而引起振动问题。
3. 频率共振频率共振是指在机体内部或与周围环境形成共振的现象。
当往复式压缩机固有频率与其它设备或管道的共振频率相同或接近时，会引发共振，导致机体振动。
4. 液体脉动液体流动过程中，由于液体压力变化，使得液体速度也随之变化，进而引起质量分布和涡流产生，形成液体脉动。
如果装置不合理或运行条件恶劣，液体脉动将从液体端传递到机械端，引起振动。
5. 脚螺栓不紧往复式压缩机的底座与地基之间采用脚螺栓连接，如果螺栓连接不紧或者螺纹损坏，将导致机体稳定性受到损害，从而引发振动。
三、减振措施针对上述振动产生原因的分析，可以采取以下措施：采用成熟的动平衡处理技术对往复式压缩机的各部件进行动平衡处理，降低不平衡对机体的影响。
2. 设备安装合理设计管路，采用合适的减振措施，安装压力表和温度计，定期检查设备是否松动，确保设备的安装牢固。
测定往复式压缩机固有频率，对与之相邻的设备或管道进行改动，消除频率共振点，降低共振振幅。
遵循设计标准，使用合适的管道和阀门，控制液体流速和压力，避免液体脉动。
定期检查脚螺栓连接状态，修补螺纹或更换脚螺栓，确保底座稳定。
往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨
往复式压缩机振动原因分析及减振措施探讨往复式压缩机是常见的工业设备之一，其主要功能是将气体压缩，增加气体压力。
在往复式压缩机的工作过程中，由于运动部件的运动，可能会产生一定的振动，影响设备的正常运行以及使用寿命。
对往复式压缩机的振动原因进行分析，并采取相应的减振措施是非常必要的。
往复式压缩机振动的原因主要有以下几个方面：1. 运动部件的不平衡：往复式压缩机的运动部件主要包括曲轴、连杆、活塞等。
如果这些部件的质量分布不均匀，或者配重失衡，就会导致压缩机的振动。
这种不平衡可能是由于制造过程中的精度问题或使用过程中磨损造成的。
2. 轴承故障：往复式压缩机中的轴承起着支撑和保持运动部件平衡的作用。
如果轴承损坏或磨损严重，就会导致运动部件的不稳定，进而引起振动。
3. 安装不平衡：往复式压缩机安装过程中，如果不认真把握安装平衡要求，或者基础不稳固，都会导致设备的振动。
设备固定螺栓没有紧固好、支座不牢固等。
4. 动力源的问题：往复式压缩机在工作过程中会使用电动机或内燃机等动力源。
如果动力源的输出不稳定，或者电机的旋转不平衡，都会传导到往复式压缩机上，引起振动。
针对往复式压缩机振动的原因，可以采取一些减振措施，以提高设备的稳定性和工作效率：1. 维护保养：定期对往复式压缩机进行维护保养，检查轴承的磨损程度，及时更换损坏的轴承，保证设备的正常运行。
2. 平衡设备：通过使用专业的平衡设备对运动部件进行平衡处理，消除质量不均匀或配重失衡带来的振动。
3. 加强安装：在安装往复式压缩机时，要按照规范要求进行基础的打底、设备固定螺栓的紧固等，保证设备的稳定。
4. 优化动力源：选择质量稳定的电动机或内燃机作为动力源，并定期对动力源进行维护保养，确保其输出的稳定性。
5. 使用减振装置：可以根据压缩机的使用环境和振动特性，选择合适的减振装置，如弹簧减振器、减振垫等。
对于往复式压缩机的振动问题，应该采取一系列的措施来进行分析和处理。
往复式压缩机故障分析和管道振动
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二 往复压缩机状态监测与故障诊断
1. 选择测点
1）对振动反映敏感 所选测点在可能时要尽量靠近振源，避开或减少信号在传播
通道上的界面、空腔或隔离物(如密封填料等)最好让信号成直线 传播。这样可以减少信号在传播途的能量损失。 2）适合于诊断目的 3）符合安全操作要求
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二 往复压缩机状态监测与故障诊断 现场实施步骤
Ⅰ－原动机（电动机） Ⅱ－传动系统 Ⅲ－工作机（引风机） ①、②－电动机滚动轴承 ③、④－引风机滚动轴承
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二 往复压缩机状态监测与故障诊断 现场实施步骤 ⒈设备的结构组成
2） 必须查明各主要零部件（特别是运动零件）的 型号、规格、结构参数及数量等，并在结构图上 表明或另予说明。
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二 往复压缩机状态监测与故障诊断 现场实施步骤
具体分为6个步骤：
一 了解被诊断的对象 了解被诊断的对象是开展现场诊断的第一步。概括起来，对一台被
列为诊断对象的设备要着重掌握4个方面的内容：
⒈设备的结构组成
1）搞清楚设备的基本组成部分及其联接关系。一台完整的设备一般由三 大部分组成，即：原动机（也叫做辅机，大多数采用电动机，也有用内 燃机、汽轮机、水轮机）、工作机（也叫做主机）和传动系统。要分别 查明它们的型号、规格、性能参数及联接的形式，画出结构简图。
故障诊断方法
6 模糊诊断法
确定故障原因和征兆论域、确定两论域中元素隶属度 建立模糊关系矩阵、模糊综合评判
7 神经网络诊断法 基本组成、网络拓扑结构、故障诊断应用 人工神经网络基本组成：神经元、神经元间连接、神经网络结
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。
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#22#2011年第1期(总225期)收稿日期:2010-11-23文章编号:1006-2971(2011)01-0022-04往复压缩机气流脉动及管道振动分析张士永,马 静(沈阳远大压缩机制造有限公司,辽宁沈阳110000)摘 要:为了提高大型往复压缩机管路系统运行的可靠性、安全性,基于转移矩阵的声学模拟分析方法,将机械领域的谐振问题转化为声学领域的问题,并借助C A ESAR II 分析软件建立工艺管道系统的数学模型,对复杂管系进行模拟分析,以获得整个工艺管系的振动特征和稳态动力响应特性。
经过多年长期深入研究,探求出新的、更准确的压缩机组管道系统脉动及振动分析方法技术。
该技术在解决很多实际压缩机工程振动问题时,获得良好的效果,同时也证明了这种方法技术对于解决复杂管系振动问题的有效性。
关键词:往复压缩机;气流脉动;管道振动;固有频率;动力响应中图分类号:TH 457 文献标志码:BThe TechnicalM ethod for Analyzing Flo w F luctuation and P ipe V ibration of Reci p rocati n g Co mpressorZHANG Sh-i yong ,MA Ji n g(Sheny ang Yuanda Compressor M anufacturing Co.,L t d.Shenyang 110000,China )A bstrac t :In order to i m prove the reli ab ility and sa fety o f the operati on o f large type rec i procati ng compressor p i ping syste m,t he resonance curves in the areas o fm echanics are converted to the i ssues i n the a reas o f acous -ti cs based on t he flo w acoustics si m u lati on ana l y si s m ethod o f transf e r m atri x.The m athem ati ca l model o f p i pe fl ow syste m is estab lished w ith the he l p of CAES AR II analysis so ft w are ,wh i ch is used to s i m u l ate and ana l yze t he comp lica ted pipe syste m and t he v i bra ti on characteristics and the steady-state dyna m ic response characte r -istics o f the w ho le techno logy p i pe syste m are ob tai ned .T he ne w er and m ore accurate techn i ca lm ethod for ana -lyzi ng pu l sati on and v ibra tion co m pressor unit p i pe system is resea rched and deve l oped .M ean w hil e ,it is used t o so l ve the v i bration prob le m s i n practi ca l co m pressor eng i neeri ng .Th i s m ethod has been ver ified to be effecti ve i n so l v i ng v i bra ti on prob le m s i n rec i procati ng com pressor unit comp licated p i pe syste m.K ey word s :rec i pro ca ti ng compresso r ;flo w fl uct uation ;pi pe v i brati on ;natura l frequency ;dyna m ics response1 前言往复压缩机是石油化工工艺装置中重要的机器设备,工艺管路系统的振动是管道设计和压缩机运行中经常遇到的问题。
压缩机管道的剧烈振动具有极大的危害性,它会降低压缩机的容积效率,减少排气量,增加功率消耗,导致气阀及控制仪表使用寿命缩短,更严重的是管道与其附件连接部位易发生松动和破裂,对装置安全、经济运行构成严重威胁。
尤其是对易燃、易爆的气体,极易发生泄漏着火或爆炸事故。
因此控制和消减管路系统的振动问题,具有非常重要的意义。
2 往复压缩机气体管道机械振动的原因211 机器振动引起的管道振动往复压缩机的振动在某种程度上也可能带动管道振动。
这类振动一般只发生在机器附近的管道,随着管道位置与机器的距离加大,管道振动很快衰减。
通常此类振动分两种情况:一种是机器自身振动带动直接相连的管道振动;另一种是压缩机主机的动力平衡性能欠佳或基础设计不良,机器的振动引起其基础振动,而管道支吊架的生根部位与基础2011年第1期张士永,等:往复压缩机气流脉动及管道振动分析#23#相连接,从而造成管道的振动。
上述情况是由于机器本身设计、安装或其基础的设计、施工缺陷造成的,不属于气流脉动引起的管路振动范畴,要从根本上解决问题,应从机器及其基础的设计、施工方面寻找原因,并制定相应的解决方案。
212工艺管内的气流脉动引起管道的机械振动往复压缩机的工作特点是活塞在气缸中进行周期性的往复运动,引起吸排气呈间歇性和周期性,管内气体参数,如压力、速度、密度等不但随位置变化,还随时间作周期性变化,这种现象称为气流脉动。
脉动气流遇到弯头、异径管、控制阀、盲板等元件后,将产生随时间变化的激振力,受此激振力的作用,管道产生一定的机械振动响应,此类振动可以沿着管道系统传至很远。
当激发频率与某一阶的气柱固有频率相重合时,则气柱系统呈现出最大振动响应,形成强烈的气流压力脉动,出现气柱共振现象。
同样,当某一阶激发频率与管路机械振动固有频率相重合时,则管路系统呈现出最大的振动响应,形成强烈的机械振动,发生管路机械共振现象。
当激发频率与气柱固有频率、管路机械固有频率三者相等时,则气柱和管道均处于共振状态,导致管道发生强烈振动以致无法使用。
由于往复压缩机组压力脉动始终存在,管道在允许范围内存在振动,但是,振动过于剧烈将导致管道破坏,造成严重后果。
如1976年,陕西某煤矿空压机站因集气管道振动剧烈,导致与之相连的储气罐破裂爆炸,碎片飞出数十米远,砖墙被推倒,附近门窗玻璃被震碎;1982年,吉林化学公司某厂从原联邦德国引进一套年产酒精10万t的生产装置,由于配管设计方案有误,试车72h后,放空阀处即因管道剧烈振动而断裂,乙烯气随即泄出管外立即着火,车间屋架很快烧毁(引自西交大出版社出版的5活塞压缩机气流脉动与管道振动6)。
从上面的事例说明,如果我们能事先做好整机的气流脉动和振动分析计算制定有效措施,那就能避免很多不必要的损失和重大事故的发生。
尤其是新设计的机组,必须使装置的气流脉动和管道振动得到有效的消减与控制。
3工艺气体管道振动的控制对于往复压缩机管道气体压力脉动和管道振动的控制,国内尚无标准,目前主要参考美国石油学会的API618标准。
由于管道压力脉动和振动的大小与机器本身的设计、缓冲罐的大小等因素直接相关。
因此,API618标准也规定,管道的振动控制应主要由压缩机制造厂负责,并且规定了压缩机制造厂应做的工作和必须满足的要求。
为了压缩机装置的气流脉动和管道振动得到有效的消减与控制,API618对压缩机制造厂规定了3种分析设计方法,并要求制造厂采用其中的一种方法来进行计算和分析。
具体采用何种方法,由买卖双方协商决定。
通过3种设计方法的对比可以看出,一比一个内容更详细,要求更严格。
究竟采用哪种方法更合适,可根据API618第719141211条款图表的推荐来进行选取。
一般压缩机功率越大、出口压力越高,要求做的分析越详细、越严格。
4压缩机装置气流脉动及管路振动分析内容我们知道压缩机运行的好坏不单单在压缩机本身还和管路系统有关,气流脉动及管路振动分析的目的就是解决机组间的相互影响问题,它把压缩机和管路系统作为一个整体来考虑,反过来考核压缩机的可靠性。
气流脉动及管路振动分析包括以下几部分(包括机组所有的运行工况):(1)气流压力脉动声学模拟分析;(2)气流脉动和压力降对机组性能影响分析;(3)管路机械系统的静力分析;(4)管路机械系统的模态分析;(5)管路机械系统的谐波响应分析;(6)分析后的结论和建议性措施。
5分析研究的范围和依据通常按照制造厂与用户签订的压缩机技术协议中规定的API618分析方法进行,对各气缸、各缓冲罐、级间管线和包括从压缩机入口上游买方第一个大容器始至压缩机出口下游买方第一个大容器止在内的所有买方的主支管线和旁路管线进行声学脉动计算,包括满负荷工况和各种部分负荷工况、各种气体条件以及单机运行、双机并联工况。
6气流脉动及管路振动分析方法由于工艺气体介质与传输的管道机械系统之间存在相对独立性,我们将气柱的声学模拟分析和管#24 #压缩机技术2011年第1期道系统机械振动分析分别进行,然后两者进行耦合分析。
611 气流脉动分析(a)气柱声学模拟分析采用转移矩阵方法的计算机程序。
该程序的物理基本原理是声学近似方法,将机械学领域的谐振曲线转化为声学领域的问题。
通过建立管道气流系统的数学模型,运用结构单元传递压力波动和速度波动的转移矩阵,并忽略高阶小量,将速度的波动函数以压力的波动函数来表示,使非稳态管流的微分方程线性化。
程序中假设在整个系统里气体的变幻是等熵的,并将气体分阶的看作理想气体。
通过多年实践验证,程序是有效的,它适用于当相对压力波动小于10%的情况。
(b)分析中考虑到驱动机转速变化会对压力波动产生影响,我们是以额定转数为基准,?10转为偏差的范围来进行计算以补偿压缩机性能上的(如温度、压力、工艺气体组分、摩尔质量等)微小变化,并且对每个转数进行10阶频谱分析,进而对十阶频谱矢量合成以获得相对压力脉动值。
例如一台压缩机的额定转数为n =420r /m i n ,则其计算范围为410~430r/m i n ,即以每10转为步长来划分和计算,获得其谐波分量的最大值,因此计算结论是趋于保守和全面的。