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■技术交流
往复式压缩机管道柔性分析研究
冯晓伟，王维，邵迪，陈伟军
(1.海洋石油工程股份有限公司特种设备公司，天津300451）
(2.天津新港船舶重工有限责任公司，天津300451）
石油和化工设备 2017年第20卷
[摘要】由于温度和振动的影响，在设计过程中对压缩机组管道进行柔性和动态分析十分必要。针对目前压缩机管道在柔性分析计算过程中，传统的管道支架处理方式对分析计算结果存在风险和成本影响，本文提出在计算模型中对支架参数加
以修正，得到更贴近现场实际的计算结果，达到了降低现场运行风险和建造成本的效果。[关键词]往复式压编机；柔性分析：对比分析
天然气压缩机是海上油（气）开采的重要设备，广泛用于燃气增压、天然气增压外输、油田伴生气回收等。由于压缩机出口温度及压力较高，工作状态下可导致出口管道发生较大变形，管道二次应力较大或超过规范的允许值。另外活塞式压缩间歇性的吸排气会引起管线振动，强烈的振动影响管道连接的强度和密封性，给安全生产造成威胁。这些因素都要求对压缩机管道进行综合分析。
1压缩机系统管道应力分析 1.1柔性分析及动态分析简介
天然气压缩机系统管道应力分析包含柔性（静态）分析和动态分析。柔性分析是确定由于外力和变形受到约束而产生的应力，使应力限定在安全范围内。另外，由于往复式压缩机周期性吸排气，系统中存在明显的气流脉动，由此引起管道产生机械振动。
同时消减以上两种因素的影响是存在一定的冲突的：首先，控制管道的振动，主要通过增加管道的刚度来实现。参考API618的要求，管道固有频率应该在压缩机转速的24倍以上。因此，在工程实践中往往通过增加管道支撑的数量和支撑
分析类型柔性分析动力分析
典型力的强度量级
大于44500N 小于4450N
表1
本身的刚度来增加管道的固有频率，抑制管线振动（用绑带支撑，如图1所示）。天然气压缩机组系统管线设计是在既保证提供足够的刚度来抑制由压力脉动引起的管道振动，又要有足够柔性来平衡系统的热膨胀。
图1用于控制管道振动的常用绑带支撑
1.2柔性分析与动态分析的对比研究
在应用有限元软件进行管道系统的柔性分析和动态分析时，对输入条件处理的主要异同如表1 所示。
支撑刚度考虑考虑
由表1可知，两类分析过程都需要考虑支撑的刚度对管道系统的影响。在柔性分析中，由于方方数据
支撑质量不考虑考虑
管道与支撑间的摩擦
考虑不考虑
作者简介：冯晓伟（1983一），男，河北玉田人，硕士，工程师，海洋石油工程股份有限公司特种设备公司职员。