压缩机出口管道应力与参数敏感性研究陈鹏，等
压缩机出口管道应力与参数敏感性研究
陈鹏，贾彦杰，黄伟
（000国）
摘要：合理的压缩机安全运行参数的选取研究，是提高管道可靠性、降低压气站及整个长输管道运行风险的主要手段，固此，对压缩机出口管段进行安全性研究，找出该管段出现事故的影响固素及各固素在管道事故中的影响程度是非常必要的。本文在管道二次应力的校核中从最大剪切应力强度理论入手，利用有限元计算程序分析了不同出口温度、出口压力条件下管道最大剪切应力的变化趋势，从而发现并验证了该压缩机出口管段承受的最大设计工况为（9.8MPa、 120℃），因此表明现场将压缩机停车上限设置为该值是准确的；另外，通过研完不同况降支点组合对管道应力的影响，获得了工程现场和施工过程中不允许出现况降的支点组合，便于站场运行管理及施工监管。
关键调：最大剪切应力；压缩机出口管道；参数敏感性；出口温度；出口压力；支点况降
中图分类号：TH45
文献标识码：A
D0I 编码:10. 14016/j. cnki. 10019227. 2017. 01. 110
Abstract the reasonable selection of parameters of the safe operation of the compressor research,is to improve the pipeline reliability ,reduce the pressure QiZhan and the primary means of longdistance pipeline operation risk , therefore , to safety study of compressor outlet section,find out the influence factors of the section into accidents and the influence degree of various factors in pipeline accidents is very necessary. This paper in the secondary stress check , from the perspective of the maximum shear stress strength theory,using the finite element calculation program is analyzed under the condition of different outlet temperature , outlet pressure change trend of the maximal shear stress , so as to find and verify the maximum design conditions of the compressor outlet section under( 9. 8 MPa,120 °C ) , therefore suggests that the scene will compressor stop limit is set to the value is accurate ; In ad-dition, through study the influence of dfferent settlement fulcrum combination of pipe stress, get the scene of the engineering and construction are not allowed to appear in the process of subsidence fulcrum of combination ,is advantageous for the yard operation management and construction supervision.
Key words : the maximum shear stress; compressor outlet piping: parameter sensitivity ; outlet temperature; outlet pressure; settlement of fulerum
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引言
长输管道运输已作为天然气输送的主要途径之一，但
由于输送介质高压、易燃、易爆且在局部伴有高温，工作环境恶劣，因此安全向题尤为重要。压缩机出口管段是整个长输管道的薄弱环节，该段管道较其它管段长期处于高温高压工况下运行，将影响整个长输管道的安全。诱发管道事故的因素，如：地基不均勾沉降，特别是管道地基土质较软，因地基承载力低面变形大，容易致使数设在其上的管道由于地基各种沉降而发生裂纹、扭曲或倾斜，甚至严重破坏[1-3]。为保障管道的安全运行，需要对管道进行安全性研究。北京市煤气热力管道设计院对埋地管道进行了力学分析和计算，LimuraS.由已知的场地沉降值推导出管线应力求解公式，郭瑞平和李广信对“Z"型，“L”型管道用 ANSYS软件进行了数值模拟，研究了固定支墩受力情况[3-6]。但目前未见基于基础况降，从二次应力角度进行的研究。
本文对压缩机出口管道在各种基础沉降工况下的受力特性进行了数值模拟，并进行了影响因素敏感性评价。收稿日期：2016-07-11
作者简介：陈（1983-），男，甘肃兰州人，工程师，主要从事油气
储运及管道运行安全等相关工作。 +110 ·
在此基础上，对管道进行安全性研究，找出管道出现事故的影响因素，各因素在管道事故中的重要程度。
计算模型建立
长输天然气管线常采用离心压缩机作为管线增压的核心设备。本文所研究离心压缩机压缩端出口管的基本参数如表1所示，
表1离心压缩机出口端管道基本参数
材质 x70
长度/m
外径/mm壁厚/mm温度/℃
6.6 ~ 5 ~ 12610 ~81322.2 ~ 21
120
压力/MPa
10
根据管道的结构尺寸，利用ABAQUS有限元软件对其进行建模。材料性能常数为：弹性模量206GPa，泊松比 0.3，密度7850kg/m。
置
位置6
位置3
三置5
图1压缩机出口管道计算模型