活塞式壓縮機基礎設計計算

摘 要：根據相關設計規范以及工程設計經驗，介紹了活塞式壓縮機基礎的設計原則，計算方法，并以具體項目進行闡述。

關鍵詞：壓縮機基礎；振動；共振；計算方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.225

1 引言

在石化企業裝置中，壓縮廠房是較為重要的工段之一，其中經常遇到動力基礎的設計問題。往復活塞式壓縮機屬于動力機械中振動問題比較特殊的一類。一般來說，嚴重的振動問題發生在共振的時候，劇烈振動能引起連接螺栓斷裂、管道開裂、主軸承破壞，甚至壓縮機基礎振裂等較為嚴重的工程事故。對活塞式壓縮機基礎進行設計及計算，就是要把基礎的振動控制在允許范圍內， 使基礎的振動不影響機器的正常工作。

2 壓縮機基礎設計原則

活塞壓縮機基礎的設計主要應滿足下列要求：

（1）基底靜壓力小于地基土的容許承載力，沉降均勻，基礎具有足夠的強度和剛度。

（2）盡可能避開共振區工作，控制基礎的振幅（或速度），以便保證機器正常運轉。

3 壓縮機基礎計算

3.1 壓縮機基礎靜力計算

（1）基礎靜力計算包括機組重心的核算，地基承載力驗算和局部構件的承載力驗算。（2） 基礎上的靜荷載應包括機器及附屬設備重、基礎自重、基礎板上的土重、支承在基礎上的其他荷重。（3）基礎設計時應力求使基組重心與基礎底面形心位于同一垂直線上。（4）地基承載力：基礎底面平均靜壓力標準值小于等于修正后的地基承載力特征值。

3.2 壓縮機基礎動力計算

3.2.1 壓縮機基礎的振動控制指標

壓縮機基礎的振動應同時控制頂面的最大振動線位移和最大振動速度。基礎頂面控制點的最大振動線位移不應大于0.20mm，最大振動速度不應大于6.30mm/s。

3.2.2 壓縮機基礎的動力計算方法

活塞式壓縮機基礎的動力計算方法主要有兩種，即共振法和振幅法。我國設計規范是以振幅法來進行計算的。振幅法的設計要求基礎的振幅值不許超過允許值。

目前常用的壓縮機基礎計算機軟件采用中石化建筑設計技術中心站的BMCAD大塊式動力基礎設計程序。軟件功能如下：能在輸入相關的數據條件下完成基礎的靜力、動力計算。具體計算詳見以下案例。

3.3 計算案例

以某工程壓縮工段為例，介紹一下壓縮機基礎的計算過程。

（a）靜力計算：壓縮機靜力參數見表1。

以壓縮機機組機心為原點，將壓縮機基礎分為數塊分別計算各塊的重量與離原點的距離的積，再求和除以各塊重量之和，分別可求出機組重心離原點的距離，這里不在一一列舉。

（b）動力計算：將壓縮機各參數及機器基礎按塊輸入BMCAD中，然后計算即可。

壓縮機基礎幾何物理參數；壓縮機動力參數；壓縮機靜力參數；電動機參數.

由結果可知，壓縮機基礎滿足規范要求，從運行情況來看與計算結果較為符合。利用BMCAD將大大減少壓縮機基礎計算的工作量。

4 結語

通過以上計算案例可以看出， 壓縮機基礎的設計和計算是比較復雜的， 為避免問題發生，計算時的參數取值便要留有余地。

參考文獻：

[1]陳喜軍.天然氣壓縮機基礎振動危害及處理方法[J].工業技術，2015（02）.

[2]SH/T 3091-2012，石油化工壓縮機基礎設計規范.

作者簡介：李瑩（1987-），女，助理工程師，主要從事結構設計工作。