CN211314489U - 一种降低压缩机组振动的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种降低压缩机组振动的装置，其包括：第一限流孔板，其设置在压缩机出口与管线连接处。本实用新型通过在压缩机出口与管线连接处加装第一限流孔板，可以将压缩机出口管线内的压力驻波变为行波，降低管线内的压力不均匀度，减少气流脉动，从而有效降低了压缩机出口管线的振动，进而减轻压缩机出口缓冲罐的振动。

Description

一种降低压缩机组振动的装置

技术领域

本实用新型涉及设备振动技术领域，具体涉及一种降低压缩机组振动的装置。

背景技术

在原料车间压缩机组中，往复式压缩机出口管振动，会使压缩机的容排气量减少、损耗功率增加，以及使压缩机的零部件损坏，导致气阀及控制仪表使用寿命缩短，甚至出现压缩机基础裂变、掉块、地脚螺栓拔出甚至振裂，影响生产效益，也降低机组使用寿命，还会造成易燃易爆介质泄漏的危险等，导致出现设备和人身伤亡事故。有时，往复式压缩机振动的出口波纹管补偿器断裂后会进入到压缩机的缸体，造成压缩机损坏和财产损失。

通过对气路进行脉动振动分析和现场实际测量，发现原料车间六台压缩机出口管线和缓冲罐振动最大可达60mm/s，随之引发的危害如下：

1)与压缩机相连的出口管强烈振动会导致管道本身及与之相连的管件松动、疲劳、损伤和破裂；

2)联接管道上的控制仪表失灵、气阀工况变坏、压缩机容积效率降低，引起管线保温层材料的破损、测量计及其接管等的损坏、控制系统的误操作以及管线振动和噪声等，轻则造成泄漏，甚至使之形成比较明显的裂纹，尤其在焊接接头等强度差并存在应力集中的部位更容易出现裂纹，重则由破裂引起爆炸而造成事故。往复式压缩机管道振动剧烈，还可能导致压缩机汽缸连杆断裂、十字头滑道损坏等。

实用新型内容

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本实用新型。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种降低压缩机组振动的装置，其包括：

第一限流孔板，其设置在压缩机出口与管线连接处。

可选地，压缩机出口与管线通过出口法兰连接，所述第一限流孔板设置在所述出口法兰内。

可选地，所述第一限流孔板的厚度为3～5mm、孔径比为0.43～0.5；所述第一限流孔板的内径边缘处保留有棱角。

可选地，所述装置还包括：

第二限流孔板，其设置在压缩机出口缓冲罐的入口与管线连接处。

可选地，压缩机出口缓冲罐的入口与管线通过入口法兰连接，所述第二限流孔板设置在所述入口法兰内。

可选地，所述第二限流孔板的厚度为3～5mm、孔径比为0.43～0.5；所述第二限流孔板的内径边缘处保留有棱角。

可选地，所述装置还包括：

至少一组定位块，其设置在压缩机出口缓冲罐的罐体外部。

可选地，每组定位块均沿压缩机出口缓冲罐的罐体周向均匀布置；相邻两组定位块的间距为180～220mm。

可选地，所述定位块的厚度为45～55mm。

可选地，所述定位块的内表面与压缩机出口缓冲罐的罐体外表面之间设置有衬垫；所述衬垫的厚度为2～3mm。

有益效果：

本实用新型所述提供的装置通过在压缩机出口与管线连接的出口法兰处，和缓冲罐入口与管线连接的入口法兰处分别设置限流孔板，以及在缓冲罐的罐体外部设置至少一组定位块，将压缩机出口管线内的压力驻波变为行波，降低管线内的压力不均匀度，减少气流脉动，从而有效降低了压缩机出口管线和压缩机出口缓冲罐的振动。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的限流孔板的截面示意图；

图2为本实用新型实施例提供的压缩机出口缓冲罐的结构示意图；

图3为应用本实用新型实施例提供的降低压缩机组振动的装置前后振动效果对比图表。

图中：1－限流孔板；2－压缩机出口缓冲罐；21－入口法兰；22－定位块。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

针对原料车间压缩机组中，往复式压缩机出口管线和缓冲罐振动过大的问题，本实用新型实施例提供一种降低压缩机组振动的装置。

所述降低压缩机组振动的装置包括：第一限流孔板，其设置在压缩机出口与管线连接处。

往复式压缩机的振动是个比较复杂的问题，要解决压缩机管线振动，首先要分析产生振动的主要原因。一般往复式压缩机的振动分为两大类：其一是机械振动，发电机带动曲轴通过连杆带动十字头再带动活塞工作，由旋转运动转化成直线往复运动，由于曲轴的旋转会产生不平衡力矩，因而会产生机械振动，但是这种振动可以通过设计选型和计算加以控制，一般不是产生振动的主要原因；其二是由于气流共振产生的振动，这种振动比较复杂，跟压缩机出口缓冲罐设计，气路管线设计，罐体支撑、管线支撑的方式和位置有很大关系。

发明人结合以上原因，通过对现场实际情况进行分析，并对压缩机组本体探头进行检测，所得出的实测结果表明，机组本身振动符合国家标准要求，故而排除了机械内部零件问题，所以产生振动的主要原因是气流共振：管道布置时共振管过长而导致出口管道振动；缓冲罐和管道系统管径设计不当，造成流体固有频率与管道本身固有频率重叠导致共振产生；管道支架型式设计不当，例如弯头处缺少固定支点或支点强度不够；压缩机出口管线的急拐弯，使压缩机出口的高压气流方向急剧变化，使管壁产生反作用力，加剧管道振动。

针对产生管道振动的主要原因，本实施例通过在压缩机出口与管线连接处加装第一限流孔板，可以将压缩机出口管线内的压力驻波变为行波，降低管线内的压力不均匀度，减少气流脉动，从而有效降低了压缩机出口管线的振动，进而减轻压缩机出口缓冲罐的振动。

具体地，压缩机出口与管线通过出口法兰连接，则第一限流孔板设置在出口法兰内。

在压缩机出口处法兰内加装限流孔板，相比于在管道内部安装限流孔板，其安装简单，焊接工艺要求较低，也无需相应的检测确定焊接结果，安装费用较低。

第一限流孔板的结构如图1所示。在图1中，d表示限流孔板内径；D表示限流孔板安装处内径，等同于限流孔板外径，h表示限流孔板厚度。限流孔板的孔径比i＝d/D。

本实施例中，第一限流孔板的厚度h₁为3～5mm、孔径比i₁为0.43～0.5。

以管线内的气流为低声速工质为例，i₁取0.43，h₁取4.5mm，若D₁为350mm，则d₁约为150mm。

本实施例中，第一限流孔板的材质可与管线材质相同，都选择碳钢材料；第一限流孔板的内径边缘处保留有锐利的棱角，不得倒角，否则会降低减振效果。

为了进一步降低压缩机管路及缓冲罐的振动，所述降低压缩机组振动的装置还包括：第二限流孔板，其设置在压缩机出口缓冲罐的入口与管线连接处。

本实施例中，在压缩机出口与管线连接处已加装第一限流孔板的基础上，再在缓冲罐入口与管线连接处加装第二限流孔板，能够进一步降低管线内的压力不均匀度，更加有效地消除管道气流脉动，从而降低压缩机出口管线的振动，以及压缩机出口缓冲罐的振动。

具体地，压缩机出口缓冲罐2的入口与管线通过入口法兰21连接，第二限流孔板设置在入口法兰21内。

在缓冲罐入口处法兰21内加装限流孔板，相比于在管道内部安装限流孔板，其安装简单，焊接工艺要求较低，也无需相应的检测确定焊接结果，安装费用较低。

本实施例中，仅在压缩机出口处法兰内和缓冲罐入口处法兰内加装限流孔板，并未在管道内部加装限流孔板，一方面安装简单，焊接工艺要求低，而且减振效果更好；另一方面，限流孔板仅加装两块，该数量的限流孔板不会影响机组流量，也不会造成噎塞流情况发生，避免影响现场工艺平稳使用。

第二限流孔板的结构也如图1所示，其与第一限流孔板的结构类似。

本实施例中，第二限流孔板h₂的厚度为3～5mm、孔径比i₂为0.43～0.5。

本实施例中，第二限流孔板的材质可与管线材质相同，都选择碳钢材料；第二限流孔板的内径边缘处保留有锐利的棱角，不得倒角，否则会降低减振效果。

为了更进一步降低压缩机管路及缓冲罐的振动，如图2所示，所述降低压缩机组振动的装置还包括：至少一组定位块22，其设置在压缩机出口缓冲罐2的罐体外部。每组定位块22均包括若干定位块。

发明人通过对气路脉动振动分析和现场实际测量，发现与缓冲罐连接处振动最大，而越远离缓冲罐的管线振动越小，由此判断振动主要来自缓冲罐，故而消除缓冲罐处的振动对于消除气流脉动作用巨大，严重的气流脉动会引起压缩机组振动超标。一般国内厂家多采用美国石油学会(API)的规定，要求缓冲罐的最小容积应在气缸行程容积的10倍以上。若缓冲罐处的振动超过相应情况下的振动标准值(例如8mm/s)，可采用在缓冲罐的罐体外部增加定位块的措施消除振动。

具体地，每组定位块22均沿压缩机出口缓冲罐2的罐体周向均匀布置；相邻两组定位块22的间距为180～220mm。在一些具体实施方式中，相邻两组定位块22的间距为200mm。

定位块22的厚度为45～55mm。在一些具体实施方式中，定位块22的厚度为50mm。

定位块22的内表面与压缩机出口缓冲罐2的罐体外表面之间设置有衬垫。衬垫的厚度为2～3mm。在一些具体实施方式中，衬垫采用胶皮衬，其厚度为2mm。

下面以原料车间压缩机组型号为4K375-135.48/4.5-16.5，数量为六台压缩机为例，详细描述本实施例所述降低压缩机组振动的装置。

先对其中一台压缩机进行改造，分别在该压缩机出口处法兰内和该压缩机出口缓冲罐的入口处法兰内加装限流孔板，并在该压缩机出口缓冲罐的罐体外部加装两组定位块，以达到消除振动的目的。

其中，在缓冲罐的罐体外部距地面2340mm处加装第一组定位块，然后间隔200mm，加装第二组定位块，即第二组定位块比第一组定位块高200mm。定位块的厚度为50mm；定位块与缓冲罐的罐体间采用2mm厚的胶皮衬。

为确保不受工艺组分影响，严格控制进气温度，使其保持为设计要求的7-10℃，通过现场人员实际测振，加装限流孔板和定位块后，振动下降明显，符合相关标准要求，而且观察3天后振动无增长现象，随即对剩余5台机组进行改造。改造前后振动情况如图3所示，可见改造后管路振动及缓冲罐振动均下降至10mm/s以下。

综上所述，本实用新型提供的装置通过在压缩机出口与管线连接的出口法兰处，和缓冲罐入口与管线连接的入口法兰处分别设置限流孔板，以及在缓冲罐的罐体外部设置至少一组定位块，使得压缩机运行过程中压缩机出口管线和缓冲罐的振动符合国家相关标准要求，从而使得压缩机组不会因振动超标导致设备管线断裂而造成设备及财产损失，保证压缩机组能够高效能平稳运行。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种降低压缩机组振动的装置，其特征在于，包括：

第一限流孔板，其设置在压缩机出口与管线连接处；

还包括：

至少一组定位块，其设置在压缩机出口缓冲罐的罐体外部。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，压缩机出口与管线通过出口法兰连接，所述第一限流孔板设置在所述出口法兰内。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一限流孔板的厚度为3～5mm、孔径比为0.43～0.5；所述第一限流孔板的内径边缘处保留有棱角。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

第二限流孔板，其设置在压缩机出口缓冲罐的入口与管线连接处。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，压缩机出口缓冲罐的入口与管线通过入口法兰连接，所述第二限流孔板设置在所述入口法兰内。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二限流孔板的厚度为3～5mm、孔径比为0.43～0.5；所述第二限流孔板的内径边缘处保留有棱角。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每组定位块均沿压缩机出口缓冲罐的罐体周向均匀布置；相邻两组定位块的间距为180～220mm。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位块的厚度为45～55mm。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位块的内表面与压缩机出口缓冲罐的罐体外表面之间设置有衬垫；所述衬垫的厚度为2～3mm。

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