往復壓縮機布置及管道配管設計

齊增杰

摘要：往復壓縮機是石化裝置的重要組成部分，其布置及配管設計的合理性對裝置操作、檢修及運行有重要作用。筆者結合自身工程經驗，總結提煉了往復式壓縮機平立面布置的注意事項.提出了在管道設計中進行防振、減振的措施。

關鍵詞：往復式壓縮機：管道布置：振動原因：減振措施

壓縮機是石化裝置的重要組成部分，其布置及配管設計的合理性對裝置操作、檢修及運行有重要作用。往復式壓縮機的種類可分為臥式、立式、W型、V型、對置式及對稱平衡式等，布置方式最常用的為臥式。在設計過程中必須高標準、嚴要求，減少因設計問題導致的振動等問題。筆者從壓縮機設備布置、管道布置及管道防震等方面對往復壓縮機配管設計進行討論。

1? 壓縮機設備布置

壓縮機布置一般可分為露天、半露天及廠房內布置三種。氫氣屬可燃易爆的可燃性危險氣體，因此氫氣壓縮機宜采用露天或半露天布置，這樣通風良好、有利于防火防爆。考慮操作、檢修及現場維護等要求，一般采用半敞開式布置。

1.1 壓縮機平面布置

壓縮機在廠房內布置時，在滿足建筑和結構專業對梁柱間距、進深等要求下需統籌考慮機組本身占地及檢維修操作占地要求。同時要重點關注廠房墻壁與壓縮機轉子間距要求、活塞曲軸抽出距離要求、最大檢修部件的檢修場地要求、附屬設備安裝要求、檢修車輛出入位置要求、吊裝孔位置及尺寸要求等。

1.2 壓縮機立面布置

壓縮機在廠房內的安裝高度應根據機組的構造特點或廠家要求來確定。往復式壓縮機應盡可能的降低安裝高度以減少振動。離心機如是電機驅動可采用低基礎就地安裝形式，如是透平驅動宜兩層布置。如采用二層布置，地面層布置壓縮機附屬設備，二層布置機組。廠房高度的確定應結合最大件檢修高度和高位油箱的安裝高度要求統籌確定。單層布置的優點是往復式壓縮機的管道支架可以生根在地面的管墩上，并用管卡固定管道，有利于防振，閥門安裝高度便于操作，缺點是管道沿地面敷設顯得擁擠且影響操作人員通行。兩層布置優點是管道一般都敷設在二層樓板下面，在一層地面上還可以布置與壓縮機有關的潤滑油站、水站、進口緩沖罐和冷卻器等設備，提高了空間利用率，由于壓縮機組周圍的管道架空敷設，整個廠房顯得比較整潔，操作和檢修非常方便，缺點是不利于管道支架的設置和防振[1]。

2? 壓縮機的管道布置

2.1 壓縮機震動原因

往復式壓縮機引起的管道振動原因可以歸結為機器本身動力平衡差或氣流脈動。生產過程中遇到的管道振動大多數是由于氣流脈動引起。當壓縮機作間歇性運動時，將激發管道內氣體脈動響應，從而產生激振動。當激振頻率等于或接近管道的固有頻率時，管道系統將發生共振。

2.2 壓縮機振動危害

在管道設計過程中除了應滿足管系柔性需要外.還要盡量將管道振動控制在合理范圍內。往復式壓縮機進出口管道振動.增加了其配管設計的復雜性.而且管道的振動對安全生產是一個很大的威脅。管道振動會造成儀器儀表難以長時間的正常工作，設備產生共振，不僅大大減少壓縮機的使用壽命，還會損毀管道附件，使管道發生疲勞裂縫，引起有害、可燃氣體的泄漏，造成重大設備及人身事故。

2.3 控制壓縮機振動原則

為有效地避免或減緩管系振動，必須使各振動頻率不處在共振區內，為此需采取如下措施：增加緩沖器和消振孔板;擴大匯集總管;盡可能減少彎頭;合理設置支架，提高管道的固有頻率，使其遠離激振頻率等[2]。

2.4 合理設置管道支吊架，減弱管道震動

1）壓縮機進出口管道支架應盡量避免支撐在廠房立柱上。如不可避免時，應進行詳細計算 ，以避免管道振動與廠房產生共振。振動管道的管墩及支架基礎必須單獨設置，不能與壓縮機、建構筑物基礎聯合設置。振動管道的支撐不能固定在廠房、構架、平臺及設備上。

2）為減少管道振動，管道宜布置在不等距的管墩上，即相鄰兩支架間距不一致（差值控制在200mm即可）。設置支架應使管道固有頻率避開激振頻率的0.8-1.5倍區域，一般取激振頻率的1.5倍作為管道固有頻率進行設計。

3）管道拐彎、分支、標高有變化以及集中荷載附近容易引起管道振動，在彎頭、三通、閥門以及其他附加荷載集中點處應設置防振支架。

4）采用固定支架是管道防振最有效的辦法，但不利于管道的補償。因此應給出其軸向的自由度，通常的做法是采用防振管卡作為支架。在設計中常常在管道和防振管卡之間加一層非金屬板，如聚四氟乙烯板或石棉橡膠板，保證管道與管卡充分接觸，而不會出現間隙。同時考慮到管道可能產生的熱脹位移，螺栓孔應為橢圓形。

3? 結束語

往復式壓縮機管道設計是一項十分重要的工作，涉及選型、計算、材料、施工等多個方面的問題。在配管設計過程中應綜合考慮各種因素，設計時既要充分考慮到管道的減振要求，又要兼顧管系的穩定牢固。設計過程中在認真執行設計標準規范的同時還應與現場安裝用戶使用的有益經驗相結合，對以往的設計方法、設計思路不斷優化不斷創新，這樣才能做出最優化的設計，從而實現整個裝置安全、可靠、平穩運行的目標。

參考文獻：

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