Vibration, dynamics and noise

formerly BETA Machinery Analysis and SVT Engineering Consultants

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影响燃气压缩机设备的振动问题

因为以下振动问题经常相互关联,所以北塔通常直接为业主服务。从技术上和经济上来说,这样能保证更好的解决方案。

1 压缩机系统振动

机械刚度和动态力必须有效地控制和管理,以避免共振和过度振动。该问题根据压缩机不同而不同:

往复式压缩机
  • 对于大型压缩机(比如超过500马力或360千瓦),通常需要脉动和机械分析,来控制脉动力,避免压缩机主机、缓冲罐、管道以及处理容器的共振。
  • 我们还推荐进行扭振分析,以合理设计扭转系统,避免曲轴和联轴器故障。
  • 根据应用,有可能需要其他的设计注意事项。
  • 往复式压缩机

 
离心式压缩机
  • 需要喘振控制动态分析,来合理设计管道系统、阀门、循环管线以及其他系统部件,来避免和压缩机喘振相关的剧烈振动。
  • 需要横向振动分析,来处理压缩机轴的横向振动。当原始设备制造商进行横向分析时,北塔的通常还要审核或评审横向设计。
  • 离心式压缩机
螺杆式压缩机
  • 对于大型压缩机(比如超过500马力或360千瓦),需要进行脉动和机械分析。腔内通过频率的压力脉动会产生高幅振动,导致管道故障、设备故障以及过度噪音。即使压力脉动被合理控制,机械共振亦会产生同样的问题。
  • 对于排放管道,需要进行管道应力分析。需要刚性管道布局和支架设计来控制振动,然而这样做会导致较高的管道应力和设备载荷。
  • 螺杆式压缩机
2 小口径管线

小口径管线(SBC),亦被称为分支连接管线,是常发管道故障区域,应当进行评估和测试。我们强烈推荐,对小口径连接管线进行车间和现场测试,以避免管道的整体性风险。

3 站点管道(包括撬块外)
  • 管道应力分析可预测管道应力和载荷,这些应力和载荷,是由温度、重量、管道和阀门、压力、风载荷以及地震载荷的变化而引起的。尤其是经受高温波动、或长管线,比如压缩机排放和热交换器之间的热管,更需要进行该分析。
  • 当一个站点装有多台压缩机时,脉动分析必须包括往复式压缩机、或往复式和离心式压缩机间的相互作用。
  • 流激振动,或涡旋脱落,是导致流体和压力波动的振动。这种波动是由离心式压缩机系统的管道中,出现突然的几何变换或物理变化而引起的。最常见的流激振动激励源,是流体经过无连通分支而引起的涡旋脱落。
4 基础

动态的刚性基座和基础用来支撑机械和管道的力。对于陆地应用,基础指的是混凝土砌块、桩或砾石垫基。对于海上应用,基础指的是平台甲板和海上采油的顶部模块。最佳做法是,在基础设计时进行基础设计和动态分析,以避免撬块和基础的过度振动。以下为一些最佳做法:

  • ​撬块设计和分析包括压缩机有限元(FE)模型,以保证动态力精确地转移至撬块上。
  • 往复式压缩机的撬块动态响应与撬块刚度关系密切。这点对于基桩和海上应用尤其重要。我们强烈建议基础和结构动态分析要结合压缩机/泵的机械分析进行。这样做可以保障基础结构、撬块和压缩机有限元模型的整合,来保证精确的结果、更好的建议,以避免过度振动。
  • 在撬块的选定位置添加混凝土,一般可降低压缩机以及机组其他设备的振动。隔振支架(AVM)可根据往复式压缩机设计,但需要更多综合分析,一般还需要更大、更昂贵的撬块结构。
  • 混凝土基础的动态设计必须包括土壤动态性质测试,可从现场岩土试验测试获得数据,或由具有当地地质知识的工程咨询公司提供。进行精确的土壤动态响应模拟,需要专业的分析技术。
  • 安装技术非常关键。其能够保证正确地将压缩机安装于撬块或基础上,包括锚注加固。
  • 基础设计和动态分析
  • 结构振动和动态分析
  • 撬块设计和分析

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