往复式压缩机管系脉动与振动研究及分析仪开发

摘要

往复式压缩机因具有适用压力范围广、工作效率高、适应性强等特点而被广泛应用于石油、炼钢、化工等工业领域中。但是由于往复式压缩机吸、排气过程的间歇性和周期性,会在压缩机进出口管道内产生气流脉动。气流脉动会对管道产生巨大的压力冲击,从而导致管道发生振动。强烈的管道振动会给压缩机的安全平稳生产埋下隐患。因此对往复式压缩机的管道振动进行研究具有重要的理论意义和现实意义。
　　本文针对某天然气增压站中工艺区管线剧烈振动问题,对管道振动原因和相应的减振措施进行了研究。首先用由平面波动理论推导出的转移矩阵法和有限元法求解一段复杂管道的气柱固有频率,验证有限元法求解气柱固有频率的可靠性。然后用有限元法分别求解增压站工艺区管段的气柱固有频率和管线结构固有频率,并与压缩机的激振频率作比较,找出天然气增压站中工艺区管线剧烈振动是结构共振和压力脉动共同作用的结果。
　　为了测定增压站工艺区管线中各监测点处的压力脉动值,采用LabVIEW设计了一种压力脉动分析仪。它可快速测出各监测点处的压力脉动值,并与API618标准进行比较。通过采集并分析现场数据,找出了增压站工艺区中压力脉动值不合格的监测点。
　　根据常用的减振措施,并结合增压站中的实际情况,提出了相应的减振措施。对改进后的管道进行分析表明,采取的措施有效的降低了管道的振动,各监测点处的压力脉动值均降低了。