淺談離心壓縮機管道的柔性設計

摘 要：分析離心壓縮機管道常用柔性設計內容及常用方法，提出改善管道柔性的幾種有效措施，分析了ASME法判別式判斷管道柔性的方法及適用范圍。

關鍵詞：管道；柔性；ASME；法判別式

1 前言

管道柔性是反映管道變形難易程度的概念，表示管道通過自身變形吸收熱漲、冷縮和其他位移變形的能力。我們進行壓縮機管道設計時，采取各種措施保證管道具有足夠柔性，盡可能減少壓縮機管道對壓縮機風筒法蘭管口的作用力和力矩，保證壓縮機的安全、平穩、長期運行。壓縮機管道設計人員一般通過計算機軟件（CAESARⅡ程序）、經驗公式等辦法進行柔性分析。

2 CAESARⅡ程序

管道設計人員首先繪制平面或三維工程管路布置圖（包括管道尺寸、管件、節流元件、閥門的安裝位置等），提出壓縮機法蘭口允許的力和力矩、壓縮機法蘭口的熱位移值、壓縮機各個管口操作條件等數據。之后通過計算機軟件（CAESARⅡ程序）進行管道的建模、單管計算、整體校核等程序。同時考慮容器法蘭口、對外交接點設置為固定點。

2.1 壓縮機管道柔性設計的內容主要有以下幾個方面：

（1）管道應力在許用范圍內；（2）.保證壓力管道對壓縮機風筒法蘭管口的作用力和力矩以及壓縮機法蘭的位移值應在允許的范圍內；（3）計算出作用在壓力管道支吊架上的載荷值；（4）協助配管優化設計。

2.2 在進行壓力管道柔性設計時，增加管道的柔性有幾種方法：

（1）改變管道的走向，以增加整個管系的柔性；（2）設置彈簧支吊架來放松約束，或者調整支吊架的位置或型式；（3）選用適當形式的補償器，直到力學計算通過。

公式的使用條件：具有同一直徑、同一壁厚、管材一致的管道、無支管、兩端是固定點、中間無限位支吊點。

上式不適用下列管道：劇毒介質管道、在劇烈循環條件下運行，有疲勞危險的管道、大直徑薄壁管道（管件應力增強系數i≥5）、端點附加位移量占總位移量大部分的管道、L/D>2.5的不等腿U形彎管管道，或近似直管的鋸齒狀管道。

4 管道熱補償的方法

管道熱補償的方法包括自補償和補償器補償。管道的自補償就是利用管道自身的彎曲或扭轉產生的變位來達到熱脹或冷縮時的自補償。當受條件限制，管道柔性仍不能滿足要求時，可采用下列方法改善管道的柔性。

5 結束語

在壓縮機管道設計中采用計算機軟件或經驗公式等方法進行管道的柔性設計可以有效防止管道因熱脹冷縮、端點附加位移、管道支撐設置不當等原因造成管道應力過大、管道對壓縮機風筒法蘭口的推力或力矩過大，從而影響壓縮機的正常運行等問題。所以做好管道柔性設計是至關重要的。

參考文獻

[1]GB 50316-2000.工業金屬管道設計規范，2008.