往復(fù)壓縮機(jī)布置及管道配管設(shè)計

齊增杰

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

關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī)：管道布置：振動原因：減振措施

壓縮機(jī)是石化裝置的重要組成部分，其布置及配管設(shè)計的合理性對裝置操作、檢修及運行有重要作用。往復(fù)式壓縮機(jī)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(shè)計過程中必須高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，減少因設(shè)計問題導(dǎo)致的振動等問題。筆者從壓縮機(jī)設(shè)備布置、管道布置及管道防震等方面對往復(fù)壓縮機(jī)配管設(shè)計進(jìn)行討論。

1? 壓縮機(jī)設(shè)備布置

壓縮機(jī)布置一般可分為露天、半露天及廠房內(nèi)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(jī)宜采用露天或半露天布置，這樣通風(fēng)良好、有利于防火防爆。考慮操作、檢修及現(xiàn)場維護(hù)等要求，一般采用半敞開式布置。

1.1 壓縮機(jī)平面布置

壓縮機(jī)在廠房內(nèi)布置時，在滿足建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)對梁柱間距、進(jìn)深等要求下需統(tǒng)籌考慮機(jī)組本身占地及檢維修操作占地要求。同時要重點關(guān)注廠房墻壁與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)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(shè)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(jī)立面布置

壓縮機(jī)在廠房內(nèi)的安裝高度應(yīng)根據(jù)機(jī)組的構(gòu)造特點或廠家要求來確定。往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)盡可能的降低安裝高度以減少振動。離心機(jī)如是電機(jī)驅(qū)動可采用低基礎(chǔ)就地安裝形式，如是透平驅(qū)動宜兩層布置。如采用二層布置，地面層布置壓縮機(jī)附屬設(shè)備，二層布置機(jī)組。廠房高度的確定應(yīng)結(jié)合最大件檢修高度和高位油箱的安裝高度要求統(tǒng)籌確定。單層布置的優(yōu)點是往復(fù)式壓縮機(jī)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(shè)顯得擁擠且影響操作人員通行。兩層布置優(yōu)點是管道一般都敷設(shè)在二層樓板下面，在一層地面上還可以布置與壓縮機(jī)有關(guān)的潤滑油站、水站、進(jìn)口緩沖罐和冷卻器等設(shè)備，提高了空間利用率，由于壓縮機(jī)組周圍的管道架空敷設(shè)，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(shè)置和防振[1]。

2? 壓縮機(jī)的管道布置

2.1 壓縮機(jī)震動原因

往復(fù)式壓縮機(jī)引起的管道振動原因可以歸結(jié)為機(jī)器本身動力平衡差或氣流脈動。生產(chǎn)過程中遇到的管道振動大多數(shù)是由于氣流脈動引起。當(dāng)壓縮機(jī)作間歇性運動時，將激發(fā)管道內(nèi)氣體脈動響應(yīng)，從而產(chǎn)生激振動。當(dāng)激振頻率等于或接近管道的固有頻率時，管道系統(tǒng)將發(fā)生共振。

2.2 壓縮機(jī)振動危害

在管道設(shè)計過程中除了應(yīng)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(nèi)。往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)出口管道振動.增加了其配管設(shè)計的復(fù)雜性.而且管道的振動對安全生產(chǎn)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(shè)備產(chǎn)生共振，不僅大大減少壓縮機(jī)的使用壽命，還會損毀管道附件，使管道發(fā)生疲勞裂縫，引起有害、可燃?xì)怏w的泄漏，造成重大設(shè)備及人身事故。

2.3 控制壓縮機(jī)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(qū)內(nèi)，為此需采取如下措施：增加緩沖器和消振孔板;擴(kuò)大匯集總管;盡可能減少彎頭;合理設(shè)置支架，提高管道的固有頻率，使其遠(yuǎn)離激振頻率等[2]。

2.4 合理設(shè)置管道支吊架，減弱管道震動

1）壓縮機(jī)進(jìn)出口管道支架應(yīng)盡量避免支撐在廠房立柱上。如不可避免時，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)計算 ，以避免管道振動與廠房產(chǎn)生共振。振動管道的管墩及支架基礎(chǔ)必須單獨設(shè)置，不能與壓縮機(jī)、建構(gòu)筑物基礎(chǔ)聯(lián)合設(shè)置。振動管道的支撐不能固定在廠房、構(gòu)架、平臺及設(shè)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(shè)置支架應(yīng)使管道固有頻率避開激振頻率的0.8-1.5倍區(qū)域，一般取激振頻率的1.5倍作為管道固有頻率進(jìn)行設(shè)計。

3）管道拐彎、分支、標(biāo)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(yīng)設(shè)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(bǔ)償。因此應(yīng)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(shè)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(xiàn)間隙。同時考慮到管道可能產(chǎn)生的熱脹位移，螺栓孔應(yīng)為橢圓形。

3? 結(jié)束語

往復(fù)式壓縮機(jī)管道設(shè)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(shè)計過程中應(yīng)綜合考慮各種因素，設(shè)計時既要充分考慮到管道的減振要求，又要兼顧管系的穩(wěn)定牢固。設(shè)計過程中在認(rèn)真執(zhí)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的同時還應(yīng)與現(xiàn)場安裝用戶使用的有益經(jīng)驗相結(jié)合，對以往的設(shè)計方法、設(shè)計思路不斷優(yōu)化不斷創(chuàng)新，這樣才能做出最優(yōu)化的設(shè)計，從而實現(xiàn)整個裝置安全、可靠、平穩(wěn)運行的目標(biāo)。

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