浅谈往复式压缩机振动产生的原因及消除方法参考文档

中国化学赛鼎工程有限公司 浅谈往复式压缩机振动产生的原因及消除方法李继承 4M80 493表示该机为4列 M型对称平衡式 最大允许气体力为80t 排气量为493m3 min 1 机身 2 曲轴 3 连杆 4 十字头 5 接筒 6 气缸 7 活塞 8 填料 9 气阀 二 振动分类及其产生原因往复式压缩机的振动就其产生的原因可分为两大类 1 机械振动 2 气流脉动引起的振动 包括气柱共振和管道机械共振 1 机械振动引起机身机械振动的原因有 1 机身或辅机地脚螺栓松动 2 设备联轴器找正不当 3 机组下沉 垫铁松动 4 汽缸 缓冲罐支撑不良 5 轴瓦 十字头滑道间隙大 6 填料或活塞环异常磨损 7 气阀损坏或密封不严等 2 气流脉动引起的振动气流脉动引起的振动包括气柱共振和管道机械共振 往复式压缩机在运转过程中 由于吸气 排气的间歇性使管路中的气流压力和速度呈周期性变化 这种现象称为气流脉动 在设计过程中 可以通过多级配置来减小压力差 以降低气流脉动 2 1气柱共振管路系统内所容纳的气体称为气柱 因为气体具有一定的质量 可以压缩 膨胀 具有一定的弹性 气柱本身就是一个类似于弹簧的振动系统 在一定的激发下会形成振动 而压缩机的吸 排气过程就是一个激发的过程 所以 气柱在接受激发后 把所形成的振动以声速向远方传播 气柱有自己一系列的固有频率 设气柱基本固有频率为K 若激发主频率F等于气柱的基本固有频率K 则会发生气柱共振 2 2管道机械共振输送气流的管道本身也是一个弹性系统 当气流脉动时 由于压力的脉动变化 在管道拐弯处或截面变化处就会有周期性的激振力作用 在激振力作用下 管道就会发生振动 设管道的基本固有频率为 则如果激发主频率F等于管道的基本固有频率 时就会发生管道机械共振 气柱共振 管道机械共振都与配管情况 管路始端 末端的边界条件有关 如果配管不好 可能会出现F K 的情况 既有气柱共振又有管道机械共振 将产生严重的后果 三 振动消除的方法1 机械振动的消除方法压缩机在运行状况时需要检查的项目有 1 检查驱动设备声音是否异常 2 检查各机件运行时是否有异响和冲击 3 检查设备的振动是否符合标准 4 检查设备轴瓦温度是否正常 5 检查排气温度 应不超过设定值 6 检查排气压力 应不超过设定值 7 检查吸排气阀是否发热 阀的声音是否正常 8 注意各处漏油 漏水 漏气情况 2 气流脉动造成的振动的消除方法2 1缓冲罐 分离器振动分析与消除方法缓冲罐对于消除气流脉动作用巨大 如果缓冲罐设计不合理 严重的气流脉动会引起机组振动超标 一般国内厂家多采用美国石油学会 API 的规定 要求缓冲罐的最小容积应在气缸行程容积的10倍以上 若缓冲罐设计合理 振动依然超过标准值 可采用加固支架的方法解决 2 2工艺管线振动分析与消除方法用便携式测振仪对缓冲罐出口的近端管线和远端管线进行测量 若离排气缓冲罐较远的管线振动较为严重 说明造成压缩机振动的主要原因是管道气流脉动 研究气流脉动情况 可以从振动频率和管内气流压力不均匀度入手进行研究 因为管道内的气体为脉动气流 当其经过弯头 阀门等横截面积发生变化的地方时 将产生激振力 从而导致管道机械振动 如果将管道内的气柱视为有质量 能压缩的振动体时 可计算其振动频率 现在常用较为简便的工程软件ANSYS进行模拟仿真计算 通过计算比较如果气柱的二阶固有频率和激振频率相同或相近 就形成了共振 此时会出现最大的振动幅度 管道振动的消除 可通过增加限流孔板和加固管线 增加支撑的方法 1 增加限流孔板 在管道适当位置加装孔板 可以将管段内的压力驻波变为行波 从而降低管段内的压力不均匀度 减少气流脉动 选择孔板尺寸及安装位置很重要 孔板尺寸主要有2项 开口比d D 0 43 0 50 厚度h 3 5mm 式中d为孔板内径 D为管道内径 h为孔板厚度 对低速气体 d D可以取接近0 5 对高速气体 可以取接近0 43 另外 孔板材料与管道材料要相同 孔板内径边缘处必须保留锐利棱角 不得倒角 否则效果要降低 孔板的安装位置 必须是有足够大的容器进 出口法兰处 一般安装在缓冲罐出口和分离器入口处 2 加固管线 增加支撑 1 往复式压缩机的吸人或排出管道以及其它有强烈振动的管道上的支架 必须与压缩机基础和建筑物脱开 并不得在楼板或平台上生根 应设计成独立的支架且支架的高度应尽可能低 2 管道支架应设在所有管道拐弯 分支 标高有变化以及集中荷载附近 其支架采用特殊的抑振管架 而不能只为承重或止推架 3 设置支架应使管道固有频率避开激振频率的0 5 1 5倍区域 一般取激振频率的1 5倍作为管道固有频率进