压缩机、泵、以及管道系统控制振动风险的整体性方法

有效避免不同原因导致的整体性风险

振动是导致可靠性和整体性问题的重要因素。例如，振动诱发的管道故障将导致气体或流体泄露，引发火灾或爆炸——甚至威胁人员安全问题、停产停机，以及数百万美元的环境风险。

许多不同的振动问题都会导致该整体性风险，包括瞬态或稳态的气液流动、脉动，以及机械激振。

很多公司深知减轻振动以及相关振动故障的重要性。他们知道，仅需要很少的前期投资，雇佣振动/动态设计工程师，即可保障在设计阶段就能全面考虑振动和动态问题。该投资很快就可收复回报。而很多没有经过可靠的振动分析，便草草上马的项目却需要巨额资金，在现场进行整改。

1 振动风险的整体性控制方法

振动风险影响着作业设备的方方面面。由于解决方案中，会涉及不同的工程标准，因此需要整体性方法（依靠管道/静态工程师、结构工程师、旋转设备工程师、维护和可靠性/整体性团队等完成）。以下列表展示了该方法的概览，以及更多细节。

2 计划——振动/动态设计评估

根据计划阶段（比如前期工程和设计，或FEED）不同，业主或其工程顾问可联系北塔——专业的振动顾问——来获取振动相关需求的建议。其中包括机械以及初始模块选择，布局、应用建议、振动分析需求和范围、关键项目统筹安排以及其他初始设计的注意事项等。

3 细节设计

压缩机/泵振动评估 项目进入细节设计阶段，大型压缩机和泵系统需要专业化的振动设计分析（脉动、机械共振、压缩机喘振分析、水锤等等）。工作范围视机器类型、以及应用而定。改造的建议方案需要和成撬商以及其工程顾问协作进行。在初期阶段，振动顾问的参与可保证其具有充足时间，进行联轴器设计、脉动控制容器尺寸的调整、喘振控制部件、管道支撑位置和分析、撬块设计和动态分析，以及其他关键行为。

管道振动评估 管道系统面临很多振动风险——不管是主管道还是小口径管道。振动或动态评估可以采用美国能源研究所的建议方法（2008）以进行激励源评估，包括脉动、机械共振、声激振动、流激振动，涡流、水锤效应，成穴等。高风险区域（更易发生故障的区域）需要深入研究（或调查），软件和分析工具，以及全面的管道振动现场经验，来提供具有实践性的建议。

结构或基础动力评估  有时候会需要动力基础和结构评估，尤其当涉及到往复式设备、发动机以及其他动态载荷的时候。此类工程研究可直接和压缩机或泵机组的振动/动态设计结合起来（上述的压缩机/泵振动评估）。

出于以下两个原因，我们推荐聘请同样振动顾问提供建议，评估全部三种振动（泵和压缩机、管道、以及结构/基础）：

1. 保障设计方法和建议的协调，以及
2. ​这些研究共享关键信息，比如边界条件、动态受力、受迫响应方法、以及有限元模型。

示例：使用整体性方法，减轻管道系统、压缩机和泵撬块、海陆作业平台，以及高架建筑支撑的振动风险。

4 运行和维护支持

通常，作业单位并没有经验丰富的工程师来解决复杂动态问题或振动问题。在这些问题上，运行团队通常会通过北塔这样的振动顾问，来协助支持解决以下问题：

• 基线振动评估。使用多频道分析仪和其他设备，在关键位置进行振动和应力测量，评估并减小振动风险。
• 故障排除。解决振动相关问题通常需要高级工具和技术，评估问题根本原因以及最佳解决方案。由于问题的复杂性，试错方法很少能在这些情况下起作用。
• 现有项目执行。高性价比的振动和监测能在产品使用期限内提供持续作用。具有实践性和性价比的监测方案非常实用，甚至可为远程地点监测。

5 开始工作

一流的公司间，参与项目的各方面采用统一的整体性方法，管理项目。

这里提供一些项目初期行动方案：

• 首先委托业内权威顾问建立整体方案。
• 团队教育；这点是非常重要的。在开始深挖技术细节前，应向参与人员说明该设备系统的基本动态/振动风险，以及如何解决类似问题。北塔可以协助您提高参与人员的振动问题意识，并提供必要的技术培训。
• 在初期FEED和设计阶段确定正确的振动分析范围，对于很多项目，振动都是后期才考虑的。这就意味着振动专家介入时间过晚，无法对管道和支架进行小型改造。邀请振动专家早期参与项目，可以避免这些问题，是真正省时，经济的做法。

这些跨部门的统一协调方法，避免了设备事故隐患，并规避了由于管道损耗故障、机械停产而造成的数百万美元支出。

6 更多信息

• 管道振动风险和整体性评估该文章总结了管道振动研究的相关激励源，方法和需求。
• 结构振动和避免方法该文章说明了结构共振，以及动态结构分析和静态设计研究的不同之处。

7 北塔优势

北塔能够提供专业设计和现场工程师，保障实用的整体性振动解决方案。我们的工程服务可应用于：

• 新项目  设计阶段是避免振动问题的理想时间，此时比较容易实施管道、支架以及其他改造（并且性价比高）。
• 已建项目或设备改造  此类项目包括设备、管道系统以及运行工况的改变——所有这些均会引进新的振动问题。
• 运行和维护  设备调试、故障排除以及监测行为都需要专业经验，判定根源问题，提供优化系统的实践方法。

北塔的工程解决方案可为业主提供极高的回报。我们是全球许多大型石化企业信赖的顾问专家。