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代化工研究
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工艺与设备
2016-05
往复压缩机管道振动机理及削减措施
O冯鸿李杨
（中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂甘肃730000）
摘要：随着工业发展，往复式压编就管道振动问题已经严重影响到了企业的安全生产。本文深入研究往复压缩机管道渠动严重的问题
分析其管道操动机理，并针对压缩机的管道操动发生原国提出从制减激据力强度和优化管道性能设计进行控制，关键词：往复式压端机；管道兼动；振动制减
中图分类号：T
文献标识码：A
PipelineVibrationMechanismandReductionMeasuresofReciprocatingCompressor
Feng Liyang
(Petrochina Yumen Oilfield Branch Refining and Chemical Central Plant，Gansu,73000o)
Abstracf:Wirh the industrial developmenr, rhe pipeline vibration problem of reciprocazing compressor has seriously gfected the enferprise S Sgfery production.This paper thoroughily stidies rhe serioues problems of reciprocating compressor pipeline wibration and analyzes the mechanism of pipefine vibnation, besides, directing az the causes of compressor pipeline vibrafion, it puts forwands taking effecthve confroffrom fhe two aspects of n dicing excitation force intensity and oprimizing the design of pipeline performance
Key words: reciprocaring compressor; gas pilsarion; pipeline vibration; vibration redacrion
由于往复式压缩机的能耗低、灵活性大和适应性强等
原因，目前被广泛应用于石油化工领域。容积式的往复压缩机，是依靠压缩机气缸内工作容积的周期性变化进一步实现气体加压输送的目的。而由于往复压缩机的吸、排气做功是间歇性的，且其气流流速和压力呈周期性变化，产生很强的气流脉动和压力脉动，形成的交变应力容易使金属材料发生疫劳破坏。当压力脉动激振频率与管道系统的气柱固有频率相等时就会产生强烈的气柱共振；若压力脉动频率与管道自振频率相等时，就会引起管道系统的机械共振，从而造成压缩机及其管道系统受损，严重时会影响正常生产，产生安全隐患。因此为了使装置安全平稳运行，解决往复压缩机及其
管道振动问题尤为重要。一、基本概念
1.往复式压缩机工作原理
往复式压缩机工作时，电动机通过联轴器或皮带轮带动曲轴旋转（如图1所示），再通过曲轴连杆机构将曲轴的旋转运动变成十字头的往复运动。十字头带动活塞杆，使活塞在气缸内作往复运动。曲轴旋转一周，活塞在气缸内往复次，压缩机完成一次工作循环。一个工作循环包括膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。压缩机电机带动曲轴一直旋转，不停重复工作循环，从而实现气缸的压缩排气过程。
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十字实滑快近
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图1往复式压缩机工作原理
2.气流脉动
往复式压缩机系统内所容纳的气体被称为气柱。气柱的体积在气缸内不断发生变化，具有一定的弹性和质量，因此气柱自身是一个具有连续质量的弹性振动系统。当这个系
万方数据
统受到外界激发后，就会产生相应的振动响应。当往复式压缩机周期性、间歌性地吸、排气时，激发管道内气柱使其振动，表现为管道内气体的压力和速度呈周期性变化，这种现象称为气流脉动。气流脉动产生的气体压力波沿气柱以音速传播，在设备和管道转弯或截面变化处就形成激振力，造成管路的振动。
往复式压缩机振动机理分析 1.压力脉动分析
气流脉动产生的气体压力波沿气柱以音速传播，导致管道内气体的压力、速度、密度等随时间和位移作周期性变化，这种现象称为压力脉动。这种压力脉动在设备和管道的弯头或截面突变处形成激振力，造成管路振动。由于往复式压缩机在运行过程中始终存在压力脉动，因此在允许范围内产生的振动属于正常现象，但是应该在设计上最大程度地避免管道发生剧烈的振动，以免造成压缩机及其管道系统受损。
2.系统共振分析
气柱本身具有的频率称为气柱固有频率。往复式压缩
机的活塞往复运动的频率称为激发频率。管道及其组成件组成的结构系统本身具有的频率称为管系机械固有频率。当管系机械固有率落在激发频率或气柱固有频率的共振范围内时，将发生结构共振。
(1)气柱振动系统分析
当产生压力脉动的气柱遇到设备和管道的弯头或截面突变处时，就形成随时间变化的激振力。当气柱固有频率落在压缩机的激发频率共振区内时，就会产生较大的压力脉动，称为气柱共振。
(2)机械振动系统分析
由管道及其附件、容器、支架等构成的机械系统，受到激发后发生管道振动。当管系机械固有频率落在压缩机的激发频率共振区内时，就形成了机械共振。