【壓縮機(jī)網(wǎng)】往復(fù)式壓縮機(jī)是一種重要的過程流體機(jī)械，在工業(yè)企業(yè)中被大量使用，尤其大型往復(fù)式壓縮機(jī)隨著石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，在煉化、化肥、煤化工等企業(yè)應(yīng)用十分廣泛。往復(fù)式壓縮機(jī)的管道振動(dòng)是化工裝置的一種常見問題，受到越來越廣泛的重視，嚴(yán)重的管道振動(dòng)與其造成的后果，威脅著裝置的安全生產(chǎn)。管道振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的交變應(yīng)力，會(huì)引發(fā)管線的疲勞損傷；振動(dòng)所產(chǎn)生的位移會(huì)導(dǎo)致接連件的松動(dòng)和磨損，引發(fā)管線的松脫、掉架，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生管線撕裂，造成泄漏、燃燒及爆炸等嚴(yán)重的次生災(zāi)害。因此，研究往復(fù)式壓縮機(jī)管道振動(dòng)的狀況及原因，并進(jìn)行有效的消減，對(duì)安全生產(chǎn)有著極為重要的意義。

　　往復(fù)式壓縮機(jī)管路振動(dòng)主要是由氣流脈動(dòng)引起。由于其自身的結(jié)構(gòu)形式，往復(fù)式壓縮機(jī)的吸排氣流有著周期性和間歇性變化大特點(diǎn)，這不可避免地會(huì)使系統(tǒng)管路內(nèi)的氣體產(chǎn)生脈動(dòng)。脈動(dòng)的氣流沿著管道輸送時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變化的激振力，受到該激振力的影響。管道產(chǎn)生機(jī)械響應(yīng)，壓力脈動(dòng)越大，管道的振動(dòng)響應(yīng)越大。管道上產(chǎn)生的應(yīng)力與振幅直接相關(guān)，過大的振動(dòng)會(huì)使得管道和接管的焊口、接管座、疏水管道、連接線、信號(hào)線、溫度和壓力測(cè)點(diǎn)等連接部位疲勞開裂導(dǎo)致泄漏，如長(zhǎng)期不安全運(yùn)行會(huì)對(duì)管道和相關(guān)設(shè)備造成威脅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使機(jī)組因振動(dòng)過高導(dǎo)致接管斷裂。

　　管道減振措施

　　當(dāng)管道存在明顯的振動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)管道進(jìn)行目測(cè)檢查，記錄發(fā)生振動(dòng)的時(shí)間、頻率、振值、支吊件和管道附近是否損壞失效、管道是否變形等。分析振動(dòng)原因并采取相應(yīng)的措施，應(yīng)注意的是盡量避免使用剛性約束固定管道，以免使振動(dòng)轉(zhuǎn)移到內(nèi)部造成損傷。常用的管道減振方式主要有以下四種：

　　1.在特定位置設(shè)置孔板

　　孔板是一種阻力元件，氣流在經(jīng)過孔板時(shí)會(huì)發(fā)生能量損失，從而使氣流脈動(dòng)下降，不同尺寸的孔板對(duì)應(yīng)著不同的局部損失系數(shù)。對(duì)于設(shè)備管路來說，一般將孔板設(shè)置在脈動(dòng)較大的位置。在選用孔板時(shí)，孔板的厚度、孔徑、材料應(yīng)作為重要的因素來考慮，避免安裝后造成氣體截流、孔板損壞或腐蝕等附加問題的發(fā)生。

　　2.優(yōu)化管道的布置形式或尺寸

　　壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到在不同工況下的氣流脈動(dòng)情況，特別是在無級(jí)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的今天，更應(yīng)該核算不同氣量對(duì)壓縮機(jī)組及管路振動(dòng)的影響。核算管路振動(dòng)模態(tài)，應(yīng)盡量避免氣柱頻率落在其固有頻率范圍內(nèi)。此外，由于標(biāo)準(zhǔn)管件本身強(qiáng)度較高，壓縮機(jī)的主要工藝管道應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)管件，對(duì)于儀表接管、三通等不能使用標(biāo)準(zhǔn)管件的位置，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)措施。

　　3.合理設(shè)置管道支撐

　　常用的管道支撐按照用途分為滑動(dòng)支架、固定支架和導(dǎo)向支架等。其設(shè)計(jì)、施工應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。管道支撐件應(yīng)盡量采用獨(dú)立基礎(chǔ)，避免設(shè)置在框架、廠房的結(jié)構(gòu)梁上，以防發(fā)生共振。另外管道支架需要不等間距布置，其差值一般取100～200mm，2個(gè)支架的間距一般不大于3m,支架上應(yīng)設(shè)置防振管卡。此外，嚴(yán)禁用剛性約束的方式加固管線，以避免應(yīng)力集中，造成局部撕裂。

　　4.采用阻尼減振器

　　阻尼減振器是通過將管道振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為阻尼液的熱能來減振，是一種有效的柔性減振裝置。它的特點(diǎn)是在管道的所有自由度上都能產(chǎn)生阻尼和減振的效果，對(duì)沖擊性載荷產(chǎn)生較大的阻尼，對(duì)微小振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生阻尼效果。阻尼響應(yīng)迅速，無時(shí)間延遲，阻尼液性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，全周期免維護(hù)。

　　阻尼減振器隔振原理為：上連接板通過管夾附件更管道連接在一起，下連接板固定在鋼梁或基礎(chǔ)上，阻尼液吸附在柱塞的外表面和外殼體的內(nèi)壁上，管道振動(dòng)時(shí)帶動(dòng)上連接板和柱塞同步振動(dòng)，柱塞對(duì)阻尼液產(chǎn)生擠壓和拉伸，受擠壓和拉伸的阻尼液會(huì)產(chǎn)生熱量，將管道振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。

　　在設(shè)計(jì)上，管道系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)滿足剛度和強(qiáng)度兩方面要求。剛度決定了管道系統(tǒng)的固有頻率，剛度越大，固有頻率越高。對(duì)于管道系統(tǒng)，其走向、彎頭及三通數(shù)量、管徑、壁厚及支撐狀況都會(huì)影響到系統(tǒng)的剛度。通常情況下，管徑、壁厚條件不易改變，改變系統(tǒng)剛度主要通過調(diào)整管道走向及管道支撐來實(shí)現(xiàn)。而在這兩者中，通過增減管道支撐以調(diào)整管道固有頻率，以避開激振力中的低頻成分，從而降低管道的振動(dòng)，這是應(yīng)用較為廣泛，且經(jīng)濟(jì)性較好的調(diào)整方法。

　　通常解決管道振動(dòng)的方法是增設(shè)限位來阻止管道振動(dòng)，但這樣會(huì)大幅度增加管道的振動(dòng)頻率，而且使管道的振動(dòng)位置發(fā)生轉(zhuǎn)移。采用阻尼器可以很好地解決管道系統(tǒng)的振動(dòng)問題，因?yàn)樽枘崞髦饕且罁?jù)活塞在阻尼液中的剪切和擠壓作用產(chǎn)生阻尼力，阻尼力大小與振動(dòng)的速度基本成正比，而且屬于柔性阻尼，不會(huì)引起管道振動(dòng)位置發(fā)生位移。

　　一種往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)的解決思路為，不改變管道系統(tǒng)的走向、外徑、壁厚及原有支吊架的位置，在合適的位置增加阻尼減振器，在不改變系統(tǒng)剛度的情況下增大阻尼，減小管道對(duì)低階激振力的響應(yīng)，以減小管道的振動(dòng)和晃動(dòng)。這種方法，需要計(jì)算隔振點(diǎn)確定安裝阻尼減振器的多少，隔振點(diǎn)的確立主要有以下位置：一是利用現(xiàn)有固定壓縮機(jī)兩側(cè)立柱，將兩立柱通過型材連接在一起，增加鋼架的強(qiáng)度；二是彎頭處介質(zhì)流速變化快，對(duì)管道產(chǎn)生激振力相對(duì)明顯，需要增加隔振點(diǎn)；三是壓縮機(jī)安裝在高位時(shí)，相關(guān)管道與支撐鋼梁之間形成共振，需要改變管道的固有頻率，從而避免共振產(chǎn)生；四是管道在匯集位置處流動(dòng)會(huì)發(fā)生急劇變化，豎直管段流出的介質(zhì)會(huì)沖擊水平管段的介質(zhì)，這樣在匯集位置會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)混亂的紊流，從而產(chǎn)生激振力，在靠近三通位置加裝阻尼器。

　　安裝阻尼減振器后，往復(fù)式壓縮機(jī)組投用至正常負(fù)荷，需要減振儀器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，管線振幅需要降到標(biāo)準(zhǔn)振幅的要求之內(nèi)為達(dá)標(biāo)。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　由往復(fù)式壓縮機(jī)的工作特點(diǎn)可知，管道振動(dòng)是不可避免的，管道振動(dòng)嚴(yán)禁采取強(qiáng)制剛性的約束等“簡(jiǎn)單粗暴”的方法進(jìn)行隔振和消振。一般來講，氣流脈動(dòng)是管道振動(dòng)的內(nèi)因，管道的結(jié)構(gòu)是引起振動(dòng)的條件，通過測(cè)試、分析和計(jì)算，采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行減振，使往復(fù)式壓縮機(jī)達(dá)到理想工況，對(duì)于壓縮機(jī)組和管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著重要意義。