甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動的原因及處理措施

王彥軍，尚廣辰，王 皓，李公偉

（河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南新鄉(xiāng) 453000）

1 甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動造成的危害

在實(shí)際的生產(chǎn)中，甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動情況是一直都存在的，這一情況也對實(shí)際的生產(chǎn)工作產(chǎn)生了影響。如果長期不進(jìn)行處理，會對相關(guān)的生產(chǎn)所用的設(shè)備造成損壞，嚴(yán)重的情況之下，會使得企業(yè)的固定資產(chǎn)方面遭受比較嚴(yán)重的損失，對于生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展比較不利。

1.1 循環(huán)氣壓縮機(jī)相關(guān)參數(shù)會受到影響

甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)其實(shí)是一種固定水冷的往復(fù)活塞壓縮機(jī)，這一類型的壓縮機(jī)的左右兩列都帶有緩沖器，整體上需要采用上進(jìn)下出的方式。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線如果出現(xiàn)振動的現(xiàn)象，壓縮機(jī)相關(guān)參數(shù)實(shí)際顯示的數(shù)據(jù)和參數(shù)就會受到不良的影響，這對于相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)活動的進(jìn)行是比較不理的。而且進(jìn)行甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)的生產(chǎn)活動，一般情況下規(guī)模都較大，因此企業(yè)在生產(chǎn)活動進(jìn)行過程中需要注意這一點(diǎn)，并且采取有效措施解決[1]。

1.2 管線振動產(chǎn)生的不良影響

在甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)應(yīng)用過程中，當(dāng)壓縮機(jī)的活塞運(yùn)行速度不穩(wěn)定的情況下，生產(chǎn)系統(tǒng)整體和細(xì)節(jié)都會產(chǎn)生一定的變化，在整體方面管線會出現(xiàn)內(nèi)吸現(xiàn)象，還會出現(xiàn)一定的壓力變化，而在系統(tǒng)細(xì)節(jié)方面排氣氣流的速度會出現(xiàn)變化，進(jìn)而影響甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)的循環(huán)工作效果[2]。

2 甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動產(chǎn)生的原因

首先，由于甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)在應(yīng)用的過程中，會產(chǎn)生氣流和壓力，氣流壓力和速度都會產(chǎn)生脈動，也就是所謂的氣流脈動。氣流脈動在沿著系統(tǒng)的管線進(jìn)行輸送的過程中，遇到彎頭、三通以及閥門時就會產(chǎn)生一定的激振力，激振力也會使管線產(chǎn)生機(jī)械振動響應(yīng)現(xiàn)象，激振力和機(jī)械振動現(xiàn)象會形成往復(fù)循環(huán)現(xiàn)象，這也是管線振動所產(chǎn)生的負(fù)面影響比較嚴(yán)重的原因，管線振動會使得整個機(jī)組產(chǎn)生振動的現(xiàn)象，這對于整個系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性都會造成不小的影響[3]。

其次，在管線系統(tǒng)運(yùn)作的過程中會產(chǎn)生比較大的共振現(xiàn)象，這種共振現(xiàn)象主要分為兩類，其中一類是氣柱共振，另一類則是管線機(jī)械共振。一般情況下，甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線內(nèi)輸送的氣體，其流速與聲速進(jìn)行比較之后是能夠忽略不計的，在這種情況之下，可以將氣體視為是靜止的，這一類氣體就被稱作是氣柱，氣柱在周期性排氣和吸氣的影響之下，就會產(chǎn)生振動的現(xiàn)象，其主要的外觀表現(xiàn)就是壓力脈動，當(dāng)激發(fā)的頻率與氣柱自身的頻率相等或者是極其相近的情況之下，氣柱自身會產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈動，也就是所謂的氣柱共振現(xiàn)象，此時其他的壓力波動幅度也是最大的。

而所謂的管線機(jī)械共振現(xiàn)象，其實(shí)是正在脈動的氣柱遇到彎頭、三通以及其他的截面變化元件情況之下而產(chǎn)生激振力，而在前文也提及到，激振力一旦產(chǎn)生，后續(xù)整個系統(tǒng)就會出現(xiàn)機(jī)械振動響應(yīng)現(xiàn)象，也就是管線機(jī)械共振現(xiàn)象，當(dāng)激振力的頻率與管線結(jié)構(gòu)的固有頻率相等或者是相近的情況之下，管線振動就會出現(xiàn)最大的振動幅度，對于相關(guān)的生產(chǎn)活動的影響也比較大。

3 甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動現(xiàn)象的處理措施概述

進(jìn)行實(shí)際的觀察和研究之后發(fā)現(xiàn)，多數(shù)循環(huán)氣壓縮機(jī)的入口緩沖器和管線系統(tǒng)的設(shè)計方面都存在著不合理的地方，也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)才產(chǎn)生了相關(guān)的管線振動現(xiàn)象，因此進(jìn)行振動現(xiàn)象的處理，就需要對“過高的壓力不均勻度”進(jìn)行處理，以下是幾種主要的處理措施。

3.1 在緩沖器入口位置增加孔板

對甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動的原因進(jìn)行研究和分析之后發(fā)現(xiàn)，之所以會產(chǎn)生管線振動的現(xiàn)象，主要是因?yàn)闅饬鞯拿}動比較強(qiáng)烈，而在循環(huán)氣壓縮器的緩沖器入口處增加孔板之后，能夠起到重要的削弱氣流脈動的作用，管線振動程度也會降低很多。

這一孔板需要在兩側(cè)緩沖器的法蘭之間進(jìn)行使用，氣體穿過這一部分的過程中就會產(chǎn)生阻尼，進(jìn)而能夠起到削減脈動氣流的作用，而且還不會在管線當(dāng)中形成駐波，也就不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。但是需要注意的是，孔板的開孔不能過大，亦不能過小，開孔如果過大，減振效果會達(dá)不到理想程度，而開孔過小的情況之下，會使得孔板自身所產(chǎn)生的阻尼過大，在這種情況下產(chǎn)生的阻力也會提升，甚至?xí)觿」芫€振動現(xiàn)象，因此應(yīng)選擇合適的開孔出入口改造示意圖1～圖2。

3.2 增加管架和加固管線的支撐

甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動現(xiàn)象存在了很長的一段時間，而增加管架和加固管線的支撐的方式也是經(jīng)常應(yīng)用的一種方式。由于脈動氣流在三通、彎頭以及同類型的位置產(chǎn)生的管線振動比較強(qiáng)烈，因此，需要在這些位置進(jìn)行加固，當(dāng)發(fā)現(xiàn)振動現(xiàn)象、振幅比較大的位置，需要在這一位置進(jìn)行管架和管卡位置的建設(shè)，最大限度地削減振動。

圖1 出口改造示意圖

圖2 入口改造示意圖

3.3 增大集氣管的流通面積

甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)在應(yīng)用的過程中，其出來的氣流并不是持續(xù)性的而是間歇性的，因此雖然緩沖器發(fā)揮出了作用，但是脈動的能量還是會具有一定的剩余現(xiàn)象，這些剩余下來的能量會在集氣管內(nèi)互相疊加，這大概率會增強(qiáng)氣流的脈動。

對于這種情況，就需要增大集氣管的流通面積，這樣能夠減少正向脈動的疊加，從另一個層面來說，這使得緩沖的效果得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，而這一點(diǎn)也正是循環(huán)氣壓縮機(jī)所急需的。

3.4 完善優(yōu)化管線的布置

不同甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)應(yīng)用過程中，為了降低振動程度，需要在設(shè)計工作當(dāng)中就完善優(yōu)化管線的布置工作，例如可以將壓縮機(jī)進(jìn)口出口的閥門部分由垂直安裝改為水平安裝，這樣就能夠降低管線震動現(xiàn)象。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對甲醇裝置循環(huán)氣壓縮機(jī)管線振動的原因分析及處理措施進(jìn)行研究和分析發(fā)現(xiàn)，這一類振動現(xiàn)象存在的負(fù)面影響是比較大的，在這種情況之下，就需要采取針對性的處理措施，使得壓縮機(jī)能夠長周期、安全、穩(wěn)定的運(yùn)作，這對于生產(chǎn)和廣大的一線工作人員來說都是非常重要的。