[打印] [關(guān)閉] 發(fā)布時間：[2010-01-11 00:00]

一、振動測試和分析
機(jī)組參數(shù)：型號庫伯16SGT/W74，功率1.976MW，轉(zhuǎn)速810~900r/min，發(fā)動機(jī)為16缸V型排列，壓縮機(jī)為臥式，對稱排列的4缸雙作用兩級壓縮機(jī)。
我們對所有基礎(chǔ)、4臺發(fā)動機(jī)、4臺壓縮機(jī)、32具緩沖罐、8根進(jìn)氣管系、8根排氣管系的關(guān)鍵部位進(jìn)行了振動測試。
根據(jù)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，機(jī)組的基礎(chǔ)、發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)的振動都在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)，而管線的振動大大超出了振動的允許值。
造成振動的原因可能有：(1)排氣管線存在“拍頻振動”；(2)管道的機(jī)械結(jié)構(gòu)配置不合理；(3）管線系統(tǒng)的氣流脈動沒有得到很好抑制是造成管道振動過大的主要原因。
二、氣流脈動的計算
氣流脈動包括壓力脈動和速度脈動，其中壓力脈動占90％以上，所以，研究氣流脈動主要是研究壓力脈動。
壓力不均勻度及管線分布的狀況是評價管系設(shè)計質(zhì)量的重要依據(jù)。管系的布局及設(shè)計是否合理、管系對壓縮機(jī)性能的影響、緩沖器的設(shè)計和配置是否得當(dāng)、各個激振部位激振力的大小等都要預(yù)先依靠壓

力不均勻度來作出評價。壓力不均勻度的大小在一定的激發(fā)條件下，又取決于管系尺寸、元件配置以及合適的脈動抑制器的選擇等。
我們的計算工作根據(jù)工作轉(zhuǎn)速在600, 675,750, 825和900r/min五擋進(jìn)行。每擋轉(zhuǎn)速下的計算分成四個部分，即一級進(jìn)氣管系、一級排氣管系、二級進(jìn)氣管系和二級排氣管系。4臺機(jī)組同時運(yùn)行。結(jié)果：
一級進(jìn)、排氣管系：壓力脈動值多處超出API618標(biāo)準(zhǔn)。
二級進(jìn)氣管系：仍有部分壓力脈動值超出API618標(biāo)準(zhǔn)。
二級排氣管系：壓力脈動超標(biāo)面積較大。
為提高壓縮機(jī)工作的可靠性，降低過大的壓力脈動是十分重要的。根據(jù)現(xiàn)場情況，按API標(biāo)準(zhǔn)原管系的緩沖罐容積不夠。
三、管系結(jié)構(gòu)固有頻率的計算及動應(yīng)力分析
對管系及鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)固有頻率采用有限元法進(jìn)行計算得知：管系和鋼結(jié)構(gòu)各系統(tǒng)的固有頻率大部分落在10~30Hz的范圍內(nèi)。而系統(tǒng)的激發(fā)力的基頻是10~15Hz，由于空氣壓縮機(jī)雙作用激發(fā)主頻為20~30Hz，這樣

的管道及鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)顯然會對激發(fā)產(chǎn)生很大響應(yīng)，個別區(qū)段可能發(fā)生共振。
在振動分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行動應(yīng)力分析。壓縮機(jī)管系在彎頭、控制閥、變徑管處都受到殘存激振力的作用，它是一個動載荷系統(tǒng)。據(jù)計算原設(shè)計管系及鋼結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)點的動應(yīng)力在2 100~4 000 N/cm2之間

，系統(tǒng)動應(yīng)力已大大超過美國ASME標(biāo)準(zhǔn)。
四、對鋼架的剛度與頻率分析
1．頻率
原設(shè)計的鋼架固有頻率第一階關(guān)f1=11.45Hz，第15階為石f15=18.32Hz。
壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速n=600-900r/min，故激發(fā)力頻率10~15Hz。由于是雙作用，故主頻率為20~30Hz,可見鋼架頻率整體偏低。
2．剛度
管系作為一個系統(tǒng)，對支撐點的六個鋼性系數(shù)有一定要求，以保證管系在脈動激振力作用下不發(fā)生共振，控制其振動幅度在允許范圍內(nèi)。
原設(shè)計鋼架的U形、T形和L形支架支撐點的剛度系數(shù)經(jīng)過計算，仍有一半以上不達(dá)標(biāo)，不能保證管系的結(jié)構(gòu)剛度。
通過調(diào)試鋼架固有頻率，使其逐步提高，也提高了支撐點的剛性。
五、減振方案的制定與實施1．氣流脈動控制措施
因為氣缸進(jìn)、出口緩沖器容積太小，不符合AP1618標(biāo)準(zhǔn)，增加緩沖容積，從而降低氣流脈動。
(1)一級進(jìn)、排氣管系措施
①在一級進(jìn)氣緩沖罐的法蘭前和一級排氣緩沖罐的出口法蘭處各增加一級緩沖罐。
②在緩沖罐V1的進(jìn)口法蘭處和緩沖罐V2的出口法蘭處都設(shè)置一塊孔板。
③放空閥與主管線連接處增設(shè)一塊孔板。
(2）二級進(jìn)、排氣管系措施
①在二級進(jìn)氣緩沖罐的進(jìn)口法蘭前和二級排氣緩沖罐的出口法蘭處都增加一個緩沖罐。
②在新增的緩沖罐V3的進(jìn)口法蘭處和緩沖器V4的出口法蘭處都設(shè)置一塊孔板。
③放空閥靠近主管線附近設(shè)置一塊孔板。
2．管道系統(tǒng)的修改措施
改變管道的固有頻率。采取方法：加強(qiáng)管線各個支撐點的剛度，將目前的線接觸型式管卡改為面接觸型管卡，在管線的集中載荷處和彎頭處增設(shè)管卡。
3．鋼架修改措施
增加鋼架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率和剛度的實施措施：(1)增設(shè)支撐和連結(jié)桿；(2)以對角連結(jié)桿代替中間長桿；(3)拆除第三排平臺以上部分，以減輕鋼架重量，利于提高鋼架結(jié)構(gòu)固有頻率；(4)增設(shè)支撐基

底支撐點；(5)為四根總管合并增設(shè)四個T形架。
六、振動測試檢驗
改造完成后，又對管線系統(tǒng)進(jìn)行了振動測試。根據(jù)振動測試的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)新增緩沖罐水平方向的振動偏大，分析其原因為此方向缺乏有效的支撐。經(jīng)重新加固后測點的振動值均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。
七、效果評價
改造后，管道動應(yīng)力、氣流脈動、管系及鋼結(jié)構(gòu)振動水平都控制在美國ASME標(biāo)準(zhǔn)、API618標(biāo)準(zhǔn)、普渡振動學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。機(jī)組管系及鋼架結(jié)構(gòu)振動大幅下降。再未發(fā)生由于管系振動造成的安全事故，

裝置實現(xiàn)了安全、高效、平穩(wěn)的運(yùn)行。

相關(guān)詞：空壓機(jī)，空氣壓縮機(jī)，阿特拉斯，阿特拉斯空壓機(jī)