化工用往復式壓縮機配管設計研究

王志國

（新地能源工程技術有限公司，河北 廊坊 065001）

化工用往復式壓縮機配管設計研究

王志國

（新地能源工程技術有限公司，河北 廊坊 065001）

無論是何種行業何種機械都在隨著科技的進步而不斷完善，原有設計的優化、新材料的引入、設計上的創新都為機械設備帶來了新的生機和活力。我國化工行業具有十分廣泛的市場和發展空間，相應的機械設備也在不斷進步和完善，從而能夠為化工行業的發展提供強大的輔助能力，本文將通過對配管設計的細致研究來尋找從操作、維修及其他各個方面的優化措施。

化工；往復式；壓縮機；配管

1 前言

壓縮機中使用的管道是整個設備中的重要部件，雖然現階段的管道使用十分普遍，涉及到了各種運輸領域。如此廣泛的應用意味著管道在不同物質輸送的過程中具有十分重要的作用，管道在使用過程中的穩定性和安全性也決定著物質輸送過程的順利和安全。化工用往復式壓縮機同樣使用了管道結構，這些結構對于設備的安全運行也起到了至關重要的作用。

2 關于管道設計要求的概述

對于多種設備的設計而言，都是需要依據一定的標準，這些標準可能是國際標準、國家標準或者行業標準，標準的詳細程度可能細致到一個螺絲釘的選材，管道的設計同樣具有一定的標準約束，這些標準成為管道設計和使用的依據。化工行業各種設備要求與其他行業不同，主要是由于化工行業的使用環境相比于普通設備更加惡劣，經常需要在高溫高壓或者高腐蝕等惡劣情況下長時間運轉設備。因此化工用設備的標準要求也更高。從管道的設計工作開始，需要符合管道相關的各種設備接口，管道測試需求和使用工況需求，并對管道工作過程中的強度、震動和膨脹位移等進行分析，相應的抗震和抗風級別也需要進行評估，這些都是為了管道能夠穩定工作做的鋪墊。

管道的設計工作是管道正常運行的基礎，管道的后續施工、運行、維護也是影響管道正常運行和使用壽命的關鍵，對于管道的運行穩定性和經濟性將產生巨大的影響。施工中管道將分為空中架設和地下掩埋的模式進行鋪設，將根據工作工況等環境條件和經濟性條件進行選擇。從規模上講，那些大中型規模的管道多數利用空中架設的方式，但是管道的運輸距離不會過長，而對于距離較長的管道則趨向于選擇地下掩埋的方式減少對地面空間的影響。

管道在進行設計時已經充分考慮到了運行的穩定性、安全性、經濟性和可操作性，即使在設計階段也應該充分考慮未來施工中可能遇到的問題，管道的施工需要進行長期的規劃和工期安排，只有保證管道的施工質量才能夠達到設計的要求，完成標準約束的管道質量要求，并為后續的運行和維護工作做好基礎。很多管道系統中的關鍵部分需要經過特殊工藝處理，對于管道鋪設的空間中應該做好整體規劃，減少對空間中其余設備或裝置的干擾。

3 管道設計在往復式壓縮機中的具體應用

化工中經常用到的一個設備就是往復式壓縮機，該設備通過往復運作產生間歇性的吸入和排出動作，從而壓縮氣體形成壓力脈動，由于整個設備運轉過程會引起設備本身的震動，加之壓縮氣體所形成的震動都會導致管道震動的幅度加大，這些震動的不斷累積最終將影響管道上所連接的儀表和設備接口。因此必須采取措施防止管道在震動過程中破裂或出現斷口，可以通過緩沖罐或者孔板來釋放一部分壓力脈動，幫助管道減輕脈動幅度。

為了能夠降低壓縮機本身在運轉過程中的震動，可以通過加強壓縮機固定裝置，或者減少管道的彎頭，并增大彎頭的曲率半徑，于此同時還可以合理設計壓縮機本身的減震結構，來消除壓縮機運行時的震動。但是這部分減弱對于整體來講仍然不足，還需要額外對壓縮機形成的氣壓脈動進行削弱才能夠保護管道。

為了保護往復式壓縮機的管道穩定性，需要對管道支架繼續獨立設計，不能與壓縮機或者其他設備公用，震動會在不同的設備之間相互傳播，這樣不利于減少往復式壓縮機的管道震動，對其他設備也會產生影響。在管道的剛性支承上應該選擇鋼筋混凝土作為基礎，并降低現有的支架高度以減少震動力矩。

但是基于互相聯系的設備會產生共振，那么就必須了解壓縮機的固有頻率，避免這種共振的產生需要將吸入孔和排出口盡量接近放空口或放凈閥管道，壓力表的到導壓管加厚也會起到一定作用。

此外還需要避免冷凝液體流入壓縮機氣缸，可以在容易發生危險的管口前方設置吸入罐或凝液分離罐，這樣就能夠去掉冷凝液體。往復式壓縮機通常會將入口管的直徑設計的很大，從經濟性角度考慮會浪費材料。當然若吸入管道過長也會導致壓縮機的功率下降，因此需要將往復式壓縮機的入口管道縮短并減少彎頭，冷凝液分離裝置也應該設計在壓縮機吸入口處。

需要注意的是并非所有的往復式壓縮機都需要增加防止冷凝回流系統，應用的標準是保證不會再壓縮機停止運轉時出現冷凝液體回流。如果壓縮機的出口是飽和狀態，就必須安裝防止冷凝回流裝置，并設計止回閥作為保障。若壓縮機的出口狀態相反，那么就需要將排出氣體中的潤滑油分離開，此時就可以不設置防止冷凝回流裝置，而是將分離潤滑油的分離器取而代之。

此外進行往復式壓縮機管道的設計時，為了減少后續維護工作中的阻礙，還應該將管道的空間布局進行詳細的推敲。如當進行往復式壓縮機維修時，很多需要打開的部件附近避免設置管道，還有一些需要經常開啟的部位，以及一些需要更換或者轉移的設備，這些都應該留出充足的空間，這樣才能夠不影響管道和設備的操作和檢修。

壓縮機的使用過程中還需要利用水冷卻，這些冷卻器不僅擔負著壓縮機本身的冷卻還需要考慮壓縮氣體的冷卻，可以考慮將不同需求統一起來利用一個冷卻器進行冷卻，這樣可以有效減少設備，簡化施工內容，也能夠滿足使用需求。

4 結束語

通過本文上述分析可以看出，化工用的往復式壓縮機是十分復雜的機械設備，需要滿足機械設備本身的標準需求，還需要滿足化工行業的特殊工況要求，面對現有的管道震動等問題需要開展一系列工作進行改進，從而降低壓縮機震動、優化管道設計結構，提高往復式壓縮機在化工生產中的生產效率。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.044