设计分析和现场故障排除
流激振动,或涡旋脱落由高流速引发,比如在离心式压缩机系统中的盲管段。该研究可以评估在盲管段分支中,存在的涡旋脱落和潜在振动。该研究还可以包含小口径管道和部件的FIV激励,比如温度计保护管的振动。
我们推荐为新建离心式压缩机,以及其他高流量气体系统进行FIV研究。
“流激振动、以及控制其的物理参数,对于设计工程师和操作员都极其重要。这些物理现象会引发管道工程系统重大故障、带来环境和现场超标噪音。这些问题都促使我们去努力了解并减少这些现象带来的问题。”来自:前言,FIV,2012年大会,爱尔兰。
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图1:涡旋脱落的示例。来自:acusim.com |
干扰流(或涡旋脱落),在流体流经以下区域时产生:
在某个特定频率,气体流动将激发声共振,产生高频脉动。这些脉动会激发机械共振,产生高频振动,受影响的管道会损耗损坏。
流体产生了涡旋和激励效应。该激励频率,可由以下公式求出: 涡旋脱落频率 (VSF) = S (v/d) |
其中: |
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图2:“盲管段分支”示例 |
该现象类似于向一个开口空瓶中吹气,会发出声音。
对于高频气体系统,比如图2中的盲管段,当支管中的涡旋脱落频率(VSF)和声学固有频率(ANF)重合时,将产生高压脉动。这种相互作用将引发小口径管道的振动,可能造成损坏。值得注意的是,最糟糕的振动情况不一定出现在最高的流速。
FIV一般用于评估离心式压缩机的管道系统。高流量的螺杆压缩机中也存在一些风险。请参见本页的三个关于FIV问题的示例:管道振动示例
在采油立管(海上作业情况)、换热器管,以及许多其他工业应用中,FIV也是一个常见问题。下表展示了北塔在某排气塔解决的一个FIV问题。
北塔为管道系统,包括离心式压缩机系统提供以下FIV设计服务:
为可能出现的损耗损坏风险,提供建议。对于离心式压缩机管道系统,有时FIV研究和声激振动研究(AIV研究)都是必须的。
北塔具有经验丰富的现场团队,致力于为现有设备进行FIV问题的故障排除。FIV故障排除应用包括:
对于现场故障排除,进行现场的脉动、振动以及应力测量,以及结构固有频率和脉动固有频率判定都是必须的。很多案例中,有限元分析模型中会使用现场测量数据,来判定管道应力。
如果您正在进行高压系统的设计或运行,欢迎联系北塔,来获取FIV相关或其他振动问题的应用支持。
工况性能监测示例 •
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