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[打印] [关闭] 发布时间：[2010-01-11 00:00]
一、振动测试和分析
机组参数：型号库伯16SGT/W74，功率1.976MW，转速810~900r/min，发动机为16缸V型排列，压缩机为卧式，对称排列的4缸双作用两级压缩机。
我们对所有基础、4台发动机、4台压缩机、32具缓冲罐、8根进气管系、8根排气管系的关键部位进行了振动测试。
根据测试数据进行分析，机组的基础、发动机和压缩机的振动都在标准允许的范围内，而管线的振动大大超出了振动的允许值。
造成振动的原因可能有：(1)排气管线存在“拍频振动”；(2)管道的机械结构配置不合理；(3）管线系统的气流脉动没有得到很好抑制是造成管道振动过大的主要原因。
二、气流脉动的计算
气流脉动包括压力脉动和速度脉动，其中压力脉动占90％以上，所以，研究气流脉动主要是研究压力脉动。
压力不均匀度及管线分布的状况是评价管系设计质量的重要依据。管系的布局及设计是否合理、管系对压缩机性能的影响、缓冲器的设计和配置是否得当、各个激振部位激振力的大小等都要预先依靠压
力不均匀度来作出评价。压力不均匀度的大小在一定的激发条件下，又取决于管系尺寸、元件配置以及合适的脉动抑制器的选择等。
我们的计算工作根据工作转速在600, 675,750, 825和900r/min五挡进行。每挡转速下的计算分成四个部分，即一级进气管系、一级排气管系、二级进气管系和二级排气管系。4台机组同时运行。结果：
一级进、排气管系：压力脉动值多处超出API618标准。
二级进气管系：仍有部分压力脉动值超出API618标准。
二级排气管系：压力脉动超标面积较大。
为提高压缩机工作的可靠性，降低过大的压力脉动是十分重要的。根据现场情况，按API标准原管系的缓冲罐容积不够。
三、管系结构固有频率的计算及动应力分析
对管系及钢结构系统固有频率采用有限元法进行计算得知：管系和钢结构各系统的固有频率大部分落在10~30Hz的范围内。而系统的激发力的基频是10~15Hz，由于空气压缩机双作用激发主频为20~30Hz，这样
的管道及钢结构系统显然会对激发产生很大响应，个别区段可能发生共振。
在振动分析的基础上进行动应力分析。压缩机管系在弯头、控制阀、变径管处都受到残存激振力的作用，它是一个动载荷系统。据计算原设计管系及钢结构绝大多数点的动应力在2 100~4 000 N/cm2之间
，系统动应力已大大超过美国ASME标准。
四、对钢架的刚度与频率分析
1．频率
原设计的钢架固有频率第一阶关f1=11.45Hz，第15阶为石f15=18.32Hz。
压缩机转速n=600-900r/min，故激发力频率10~15Hz。由于是双作用，故主频率为20~30Hz,可见钢架频率整体偏低。
2．刚度
管系作为一个系统，对支撑点的六个钢性系数有一定要求，以保证管系在脉动激振力作用下不发生共振，控制其振动幅度在允许范围内。
原设计钢架的U形、T形和L形支架支撑点的刚度系数经过计算，仍有一半以上不达标，不能保证管系的结构刚度。
通过调试钢架固有频率，使其逐步提高，也提高了支撑点的刚性。
五、减振方案的制定与实施1．气流脉动控制措施
因为气缸进、出口缓冲器容积太小，不符合AP1618标准，增加缓冲容积，从而降低气流脉动。
(1)一级进、排气管系措施
①在一级进气缓冲罐的法兰前和一级排气缓冲罐的出口法兰处各增加一级缓冲罐。
②在缓冲罐V1的进口法兰处和缓冲罐V2的出口法兰处都设置一块孔板。
③放空阀与主管线连接处增设一块孔板。
(2）二级进、排气管系措施
①在二级进气缓冲罐的进口法兰前和二级排气缓冲罐的出口法兰处都增加一个缓冲罐。
②在新增的缓冲罐V3的进口法兰处和缓冲器V4的出口法兰处都设置一块孔板。
③放空阀靠近主管线附近设置一块孔板。
2．管道系统的修改措施
改变管道的固有频率。采取方法：加强管线各个支撑点的刚度，将目前的线接触型式管卡改为面接触型管卡，在管线的集中载荷处和弯头处增设管卡。
3．钢架修改措施
增加钢架结构系统的固有频率和刚度的实施措施：(1)增设支撑和连结杆；(2)以对角连结杆代替中间长杆；(3)拆除第三排平台以上部分，以减轻钢架重量，利于提高钢架结构固有频率；(4)增设支撑基
底支撑点；(5)为四根总管合并增设四个T形架。
六、振动测试检验
改造完成后，又对管线系统进行了振动测试。根据振动测试的结果，发现新增缓冲罐水平方向的振动偏大，分析其原因为此方向缺乏有效的支撑。经重新加固后测点的振动值均达到了标准要求。
七、效果评价
改造后，管道动应力、气流脉动、管系及钢结构振动水平都控制在美国ASME标准、API618标准、普渡振动学会标准范围内。机组管系及钢架结构振动大幅下降。再未发生由于管系振动造成的安全事故，
装置实现了安全、高效、平稳的运行。
相关词：空压机，空气压缩机，阿特拉斯，阿特拉斯空压机
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