石油化工裝置壓縮機管路振動分析及減振措施

李 鵬

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

石油化工裝置壓縮機管路振動分析及減振措施

李 鵬

（河北寰球工程有限公司，河北涿州 072754）

伴隨著石油化工項目的逐步發展，在實際應用體系建立過程中，壓縮機管路振動問題一直受到廣泛關注。要結合實際管理需求和控制機制建立有效的減振措施，保證處理效果的穩定性，也為石油化工裝置效率優化奠定堅實基礎。因此，對石油化工裝置壓縮機管路振動進行了集中分析，并結合實際情況建立了相應的減振措施，旨在為研究人員提供參考。

石油化工裝置；壓縮機；管路振動；減振措施

在對石油化工裝置進行深度分析的過程中，往復壓縮機是非常關鍵的設備，也是煉油和化工裝置的主要應用元件，加之原油重質化和劣質化趨勢的加劇，為更好地順應我國清潔能源以及節能環保政策，實際管理機制和設備管控措施都要符合標準化需求。由于往復壓縮機的吸氣和排氣過程存在間歇性及周期性，會致使管內氣體呈脈動狀態，出現相應的振動問題，主要集中在進出口管道的脈沖性振動方面，需要相關技術管理人員建立針對性管理措施。

1 石油化工裝置壓縮機管路振動分析

1.1 氣柱共振

在石油化工裝置壓縮機的管路系統中，一般將容納氣體的結構稱為氣柱，由于其自身存在質量，因此能進行壓縮操作和膨脹變化，也具有相應的彈性。基于此，氣柱本身就像一個彈簧結構的振動系統，能進行具體操作。另外，由于氣柱能類似復式壓縮機一樣進行周期性的吸氣和排氣，會對整個系統的管路產生一定的激發作用，并且能引起氣柱的實際振動，并且保證相應的參數能以聲速進行有效傳播。由于氣柱彈性系統會根據配管情況和管路始端以及末端邊界進行支柱性調整和控制，并且結合具體情況建立和設定較為特殊化的一系列固有頻率，這就使得其實際應用效果和管理框架之間存在相應的對應關系，確保整體頻率結構和應用模型相匹配。如在氣柱結構中，最低的頻率稱為一階固有頻率，亦或是稱為基頻，自一階頻率之后，相繼產生的頻率稱為二階固有頻率、三階固有頻率等[1]。另外，介質組分、緩沖器尺寸、管徑尺寸、管系分支數量以及孔板安裝位置等參數都會對其振動效果產生影響。

1.2 氣流壓力脈動

正是由于往復式壓縮結構的吸氣和排氣過程呈現的是間歇性的，因此，控制結構的活塞也會進行周期式變化，隨即產生壓力脈動，這種壓力脈動相當于給予整個結構一個外部壓力，產生了激振力，使得管道內出現了氣流壓力，并且會隨時間的變化而變化。在實際壓力管理和參數分析的過程中，由于管道的氣流壓力存在不均勻度值變化的情況，就會產生相應的參數對應結構，不均勻度值和振動頻率之間呈正比例關系。當不均勻度值增大后，振動頻率也會提高，所產生的振動能量隨即增大，其產生的破壞力也會加重，對管道帶來更大的破壞。基于此，在對相關參數進行集中控制的過程中，當脈動氣流通過管道彎頭、異徑管、設備閥門以及系統中盲板時，就會產生相應的變化，對整個系統的管理效果產生嚴重的制約和影響，甚至會導致系統出現嚴重的壓力問題。也就是說，較大壓力不均勻度將成為引起管道振動的最大激振力。

1.3 機械共振

在系統運行過程中，由管子、管件以及支架三者組成的管路結構是一個彈性系統，在氣流脈動過程中，必然會受到壓力脈動的影響產生變化，特別是在管路有彎頭的地方，周期性激振力作用會隨之增大，且管路系統在管路機械元件的配管模式中，支承類型和位置邊界等都是具有固定頻率的。

2 石油化工裝置壓縮機管路減振措施分析

2.1 優化氣流振動控制效果

目前為止，消減氣流振動是較為有效的措施，主要是借助緩沖器和增設孔板對振動進行集中控制。其中，設置緩沖罐是較為直觀且簡單有效的減緩氣流脈動的措施，當排出氣體后，會經過緩沖罐，保證其壓力脈動隨之減少。將其應用在現場操作中，能充分發揮減緩氣流脈動的效果。并且要將設備靠近壓縮機的進氣口和排氣口，結合容積等參數進行集中計算和核查。盡管增設孔板也能減少振動，但采用的幾率并不大，主要是由于其會導致壓力出現損耗，對工藝操作產生不利影響[2]。

2.2 優化管道結構設置效果

在管道布置的過程中，拐彎、變徑亦或是節流元件等結構是必不可少的組成，會產生阻力和流速變動，從而導致系統內形成激振力，要想有效提高管道的防振能力，就要適當減少結構產生的激振源。在實際管道布置的過程中，要增多長半徑彎頭，集中進行固定并且減少空間轉彎。或沿地面降低管道敷設高度，保證管道支撐效果。另外，增設支架數量以及改變管路走向等也是較為常規化的措施和方法[3]。

2.3 優化管道支架設置效果

在支架設置過程中，利用支撐方式選用水泥墩預埋H型鋼和防振管卡配合支架的方式，能提高其整體的穩定性，保證加固效果和減振效果。

3 結束語

總而言之，要針對石油化工裝置壓縮機的管路進行集中控制，利用不同措施實現減振目的，提高整體應用效果。

[1] 楊素芳 .石油化工裝置區火災舉高消防車的安全部署研究 [J].中國安全生產科學技術，2015，（10）：168-172.

[2] 王敦慶 .石油化工裝置事故區域拆除施工時安全風險的管理與控制[J].煉油技術與工程，2016，（10）：60-64.

[3] 夏登友 .石油化工裝置火災滅火救援力量需求計算模型 [J].中國安全生產科學技術，2016，（6）：116-119.

Vibration Analysis and Vibration Reduction Analysis of Compressor Pipeline in Petrochemical Plant

Li Peng

Along with the gradual development of petrochemical projects，the vibration problem of compressor pipeline has been paid more and more attention in the process of practical application system.It is necessary to establish effective vibration reduction measures in combination with actual management requirements and control mechanism to ensure the stability of treatment effect Nature，but also for the optimization of oil chemical plant eff i ciency and lay a solid foundation.In this paper，the vibration of the compressor of the petrochemical plant is analyzed，and the corresponding measures of vibration reduction are established according to the actual situation.The aim is to provide the researchers with more valuable reference suggestions.

petrochemical plant；compressor ；pipeline vibration ；vibration reduction measure

TE65

：A

：1003–6490（2017）07–0108–02

2017–05–09

李鵬（1984—），男，浙江樂清人，工程師，主要從事石油化工管道配管工作。