【壓縮機網】往復式壓縮機是一種重要的過程流體機械，在工業企業中被大量使用，尤其大型往復式壓縮機隨著石油化工行業的快速發展，在煉化、化肥、煤化工等企業應用十分廣泛。往復式壓縮機的管道振動是化工裝置的一種常見問題，受到越來越廣泛的重視，嚴重的管道振動與其造成的后果，威脅著裝置的安全生產。管道振動時所產生的交變應力，會引發管線的疲勞損傷；振動所產生的位移會導致接連件的松動和磨損，引發管線的松脫、掉架，嚴重時甚至會發生管線撕裂，造成泄漏、燃燒及爆炸等嚴重的次生災害。因此，研究往復式壓縮機管道振動的狀況及原因，并進行有效的消減，對安全生產有著極為重要的意義。

　　往復式壓縮機管路振動主要是由氣流脈動引起。由于其自身的結構形式，往復式壓縮機的吸排氣流有著周期性和間歇性變化大特點，這不可避免地會使系統管路內的氣體產生脈動。脈動的氣流沿著管道輸送時，會產生變化的激振力，受到該激振力的影響。管道產生機械響應，壓力脈動越大，管道的振動響應越大。管道上產生的應力與振幅直接相關，過大的振動會使得管道和接管的焊口、接管座、疏水管道、連接線、信號線、溫度和壓力測點等連接部位疲勞開裂導致泄漏，如長期不安全運行會對管道和相關設備造成威脅，嚴重時會使機組因振動過高導致接管斷裂。

　　管道減振措施

　　當管道存在明顯的振動現象時，應及時對管道進行目測檢查，記錄發生振動的時間、頻率、振值、支吊件和管道附近是否損壞失效、管道是否變形等。分析振動原因并采取相應的措施，應注意的是盡量避免使用剛性約束固定管道，以免使振動轉移到內部造成損傷。常用的管道減振方式主要有以下四種：

　　1.在特定位置設置孔板

　　孔板是一種阻力元件，氣流在經過孔板時會發生能量損失，從而使氣流脈動下降，不同尺寸的孔板對應著不同的局部損失系數。對于設備管路來說，一般將孔板設置在脈動較大的位置。在選用孔板時，孔板的厚度、孔徑、材料應作為重要的因素來考慮，避免安裝后造成氣體截流、孔板損壞或腐蝕等附加問題的發生。

　　2.優化管道的布置形式或尺寸

　　壓縮機在設計時，應充分考慮到在不同工況下的氣流脈動情況，特別是在無級氣量調節系統廣泛應用的今天，更應該核算不同氣量對壓縮機組及管路振動的影響。核算管路振動模態，應盡量避免氣柱頻率落在其固有頻率范圍內。此外，由于標準管件本身強度較高，壓縮機的主要工藝管道應盡量采用標準管件，對于儀表接管、三通等不能使用標準管件的位置，應采取適當的補強措施。

　　3.合理設置管道支撐

　　常用的管道支撐按照用途分為滑動支架、固定支架和導向支架等。其設計、施工應符合國家相關標準規范的要求。管道支撐件應盡量采用獨立基礎，避免設置在框架、廠房的結構梁上，以防發生共振。另外管道支架需要不等間距布置，其差值一般取100～200mm，2個支架的間距一般不大于3m,支架上應設置防振管卡。此外，嚴禁用剛性約束的方式加固管線，以避免應力集中，造成局部撕裂。

　　4.采用阻尼減振器

　　阻尼減振器是通過將管道振動的動能轉化為阻尼液的熱能來減振，是一種有效的柔性減振裝置。它的特點是在管道的所有自由度上都能產生阻尼和減振的效果，對沖擊性載荷產生較大的阻尼，對微小振動也會產生阻尼效果。阻尼響應迅速，無時間延遲，阻尼液性能穩定、壽命長，全周期免維護。

　　阻尼減振器隔振原理為：上連接板通過管夾附件更管道連接在一起，下連接板固定在鋼梁或基礎上，阻尼液吸附在柱塞的外表面和外殼體的內壁上，管道振動時帶動上連接板和柱塞同步振動，柱塞對阻尼液產生擠壓和拉伸，受擠壓和拉伸的阻尼液會產生熱量，將管道振動的動能轉化為熱能。

　　在設計上，管道系統應同時滿足剛度和強度兩方面要求。剛度決定了管道系統的固有頻率，剛度越大，固有頻率越高。對于管道系統，其走向、彎頭及三通數量、管徑、壁厚及支撐狀況都會影響到系統的剛度。通常情況下，管徑、壁厚條件不易改變，改變系統剛度主要通過調整管道走向及管道支撐來實現。而在這兩者中，通過增減管道支撐以調整管道固有頻率，以避開激振力中的低頻成分，從而降低管道的振動，這是應用較為廣泛，且經濟性較好的調整方法。

　　通常解決管道振動的方法是增設限位來阻止管道振動，但這樣會大幅度增加管道的振動頻率，而且使管道的振動位置發生轉移。采用阻尼器可以很好地解決管道系統的振動問題，因為阻尼器主要是依據活塞在阻尼液中的剪切和擠壓作用產生阻尼力，阻尼力大小與振動的速度基本成正比，而且屬于柔性阻尼，不會引起管道振動位置發生位移。

　　一種往復式壓縮機振動的解決思路為，不改變管道系統的走向、外徑、壁厚及原有支吊架的位置，在合適的位置增加阻尼減振器，在不改變系統剛度的情況下增大阻尼，減小管道對低階激振力的響應，以減小管道的振動和晃動。這種方法，需要計算隔振點確定安裝阻尼減振器的多少，隔振點的確立主要有以下位置：一是利用現有固定壓縮機兩側立柱，將兩立柱通過型材連接在一起，增加鋼架的強度；二是彎頭處介質流速變化快，對管道產生激振力相對明顯，需要增加隔振點；三是壓縮機安裝在高位時，相關管道與支撐鋼梁之間形成共振，需要改變管道的固有頻率，從而避免共振產生；四是管道在匯集位置處流動會發生急劇變化，豎直管段流出的介質會沖擊水平管段的介質，這樣在匯集位置會產生流動混亂的紊流，從而產生激振力，在靠近三通位置加裝阻尼器。

　　安裝阻尼減振器后，往復式壓縮機組投用至正常負荷，需要減振儀器現場測試，管線振幅需要降到標準振幅的要求之內為達標。

　　結束語

　　由往復式壓縮機的工作特點可知，管道振動是不可避免的，管道振動嚴禁采取強制剛性的約束等“簡單粗暴”的方法進行隔振和消振。一般來講，氣流脈動是管道振動的內因，管道的結構是引起振動的條件，通過測試、分析和計算，采用適當的方式進行減振，使往復式壓縮機達到理想工況，對于壓縮機組和管道系統的安全運行有著重要意義。

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