甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動的原因及處理措施

王彥軍，尚廣辰，王 皓，李公偉

（河南心連心化學工業集團股份有限公司，河南新鄉 453000）

1 甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動造成的危害

在實際的生產中，甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動情況是一直都存在的，這一情況也對實際的生產工作產生了影響。如果長期不進行處理，會對相關的生產所用的設備造成損壞，嚴重的情況之下，會使得企業的固定資產方面遭受比較嚴重的損失，對于生產企業發展比較不利。

1.1 循環氣壓縮機相關參數會受到影響

甲醇裝置循環氣壓縮機其實是一種固定水冷的往復活塞壓縮機，這一類型的壓縮機的左右兩列都帶有緩沖器，整體上需要采用上進下出的方式。在實際的應用過程中，甲醇裝置循環氣壓縮機管線如果出現振動的現象，壓縮機相關參數實際顯示的數據和參數就會受到不良的影響，這對于相關企業生產活動的進行是比較不理的。而且進行甲醇裝置循環氣壓縮機的生產活動，一般情況下規模都較大，因此企業在生產活動進行過程中需要注意這一點，并且采取有效措施解決[1]。

1.2 管線振動產生的不良影響

在甲醇裝置循環氣壓縮機應用過程中，當壓縮機的活塞運行速度不穩定的情況下，生產系統整體和細節都會產生一定的變化，在整體方面管線會出現內吸現象，還會出現一定的壓力變化，而在系統細節方面排氣氣流的速度會出現變化，進而影響甲醇裝置循環氣壓縮機的循環工作效果[2]。

2 甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動產生的原因

首先，由于甲醇裝置循環氣壓縮機在應用的過程中，會產生氣流和壓力，氣流壓力和速度都會產生脈動，也就是所謂的氣流脈動。氣流脈動在沿著系統的管線進行輸送的過程中，遇到彎頭、三通以及閥門時就會產生一定的激振力，激振力也會使管線產生機械振動響應現象，激振力和機械振動現象會形成往復循環現象，這也是管線振動所產生的負面影響比較嚴重的原因，管線振動會使得整個機組產生振動的現象，這對于整個系統的安全性、穩定性都會造成不小的影響[3]。

其次，在管線系統運作的過程中會產生比較大的共振現象，這種共振現象主要分為兩類，其中一類是氣柱共振，另一類則是管線機械共振。一般情況下，甲醇裝置循環氣壓縮機管線內輸送的氣體，其流速與聲速進行比較之后是能夠忽略不計的，在這種情況之下，可以將氣體視為是靜止的，這一類氣體就被稱作是氣柱，氣柱在周期性排氣和吸氣的影響之下，就會產生振動的現象，其主要的外觀表現就是壓力脈動，當激發的頻率與氣柱自身的頻率相等或者是極其相近的情況之下，氣柱自身會產生強烈的脈動，也就是所謂的氣柱共振現象，此時其他的壓力波動幅度也是最大的。

而所謂的管線機械共振現象，其實是正在脈動的氣柱遇到彎頭、三通以及其他的截面變化元件情況之下而產生激振力，而在前文也提及到，激振力一旦產生，后續整個系統就會出現機械振動響應現象，也就是管線機械共振現象，當激振力的頻率與管線結構的固有頻率相等或者是相近的情況之下，管線振動就會出現最大的振動幅度，對于相關的生產活動的影響也比較大。

3 甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動現象的處理措施概述

進行實際的觀察和研究之后發現，多數循環氣壓縮機的入口緩沖器和管線系統的設計方面都存在著不合理的地方，也正是因為這一點才產生了相關的管線振動現象，因此進行振動現象的處理，就需要對“過高的壓力不均勻度”進行處理，以下是幾種主要的處理措施。

3.1 在緩沖器入口位置增加孔板

對甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動的原因進行研究和分析之后發現，之所以會產生管線振動的現象，主要是因為氣流的脈動比較強烈，而在循環氣壓縮器的緩沖器入口處增加孔板之后，能夠起到重要的削弱氣流脈動的作用，管線振動程度也會降低很多。

這一孔板需要在兩側緩沖器的法蘭之間進行使用，氣體穿過這一部分的過程中就會產生阻尼，進而能夠起到削減脈動氣流的作用，而且還不會在管線當中形成駐波，也就不會產生共振現象。但是需要注意的是，孔板的開孔不能過大，亦不能過小，開孔如果過大，減振效果會達不到理想程度，而開孔過小的情況之下，會使得孔板自身所產生的阻尼過大，在這種情況下產生的阻力也會提升，甚至會加劇管線振動現象，因此應選擇合適的開孔出入口改造示意圖1～圖2。

3.2 增加管架和加固管線的支撐

甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動現象存在了很長的一段時間，而增加管架和加固管線的支撐的方式也是經常應用的一種方式。由于脈動氣流在三通、彎頭以及同類型的位置產生的管線振動比較強烈，因此，需要在這些位置進行加固，當發現振動現象、振幅比較大的位置，需要在這一位置進行管架和管卡位置的建設，最大限度地削減振動。

圖1 出口改造示意圖

圖2 入口改造示意圖

3.3 增大集氣管的流通面積

甲醇裝置循環氣壓縮機在應用的過程中，其出來的氣流并不是持續性的而是間歇性的，因此雖然緩沖器發揮出了作用，但是脈動的能量還是會具有一定的剩余現象，這些剩余下來的能量會在集氣管內互相疊加，這大概率會增強氣流的脈動。

對于這種情況，就需要增大集氣管的流通面積，這樣能夠減少正向脈動的疊加，從另一個層面來說，這使得緩沖的效果得到了進一步的加強，而這一點也正是循環氣壓縮機所急需的。

3.4 完善優化管線的布置

不同甲醇裝置循環氣壓縮機應用過程中，為了降低振動程度，需要在設計工作當中就完善優化管線的布置工作，例如可以將壓縮機進口出口的閥門部分由垂直安裝改為水平安裝，這樣就能夠降低管線震動現象。

4 結語

綜上所述，通過對甲醇裝置循環氣壓縮機管線振動的原因分析及處理措施進行研究和分析發現，這一類振動現象存在的負面影響是比較大的，在這種情況之下，就需要采取針對性的處理措施，使得壓縮機能夠長周期、安全、穩定的運作，這對于生產和廣大的一線工作人員來說都是非常重要的。