基于有限元連接剛度計算的往復壓縮機系統固有頻率和振動力響應分析

楊 金，劉 勇，徐向陽，馬俊文，何 偉，肖 強，胡 巍

（1.中國石油集團濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司，四川成都610100；2.中加壓縮機撬及管道工程公司，卡爾加里，加拿大）

1 引言

往復壓縮機系統固有頻率和振動力響應分析計算是API 618第五版方法三分析中的主要內容，在API 618第四版中分別稱之為M4-M5和M6-M7分析計算。其分析計算結果直接決定了機組系統的機械振動控制方案，包括管道、設備的布置和支撐設計。因此，提高系統固有頻率和振動力響應分析計算結果的準確性，對于確定合適的機械振動控制方案、避免機組運行風險、降低機組成撬成本、保證機組安全運行具有十分重要的作用。

由于往復壓縮機系統由壓縮機身、中體、壓縮缸、緩沖罐、洗滌罐、管道等多個主要部件組成，提高系統固有頻率和振動力響應分析計算結果準確性的主要難點，就在于如果準確確定這些主要部件之間的連接剛度。目前，相當一部分壓縮機組的成撬分析計算是假設這些部件之間的連接是剛性連接（或對某些部位使用WRC 297等解析計算方法），導致計算的系統固有頻率值偏高，以及相應的振動力響應值偏小，給機組實際運行帶來了較高的風險和隱患。

本文以某二級往復壓縮機組成撬分析計算為例，說明了應用有限元法計算機組系統主要部件之間連接剛度，進而提高系統固有頻率和振動力響應分析計算結果準確性的方法。這些連接部位包括壓縮機身和中體的連接、中體和底部支撐結構的連接、洗滌罐和底部支撐結構的連接、壓力容器筒體和管嘴的連接等。……