(四川川化永昱化工工程有限责任公司,四川 成都610301)
[中图分类号]TQ 441.41[文献标识码] B[文章编号]1004-9932(2012)01-0052-02
1 问题的引出
川化股份有限公司化肥厂一尿装置因二氧化碳压缩机原因导致原料CO2带油,影响了尿素溶液的质量,同时也影响了以熔融尿素为原料的三胺产品的质量。为此,决定为该二氧化碳压缩机增加除油装置。而实施该项目需要改变原有二氧化碳工艺管线的走向,是否会因配管的变动而引起压缩机管线的振动是工程设计中必须考虑的问题。
对于往复压缩机管道气体压力脉动和管道振动的控制,国内尚无标准,目前主要参考美国石油学会标准API 618。由于往复压缩机管道的振动与机器的设计和制造有直接关系,因此其振动的控制也应主要由机器制造厂负责。API 618主要是针对机器制造厂制定的,规定了机器制造厂家应做的工作和必须满足的要求。川化股份有限公司化肥厂一尿装置的4台二氧化碳压缩机包括2种规格型号,其中1#、2#、3#机为一种型号,4#机为另一种型号,均已运行多年。本次改造因为与压缩机制造厂无合同关系,因此仅能按相关设计资料分别进行详细应力计算和振动分析,以满足相应工况要求。本文通过对1#二氧化碳压缩机管线的共振管长和管系固有频率的计算分析,阐述管道防振的方法与思路,以达到抛砖引玉的目的。
往复压缩机管道的振动原因比较复杂,它与机器本身和缓冲罐(脉动抑制装置)的设计制造有直接关系。对于现有运行多年的二氧化碳压缩机,机器本身或脉动抑制装置不存在问题,因此本文仅通过计算1#二氧化碳压缩机管道共振管长和管系固有频率对管道布置和支撑进行调整来满足防振要求,机器本身或脉动抑制装置的计算不做阐述。以CAESAR II VERS 4.30应力分析软件作为主要辅助设计工具,应力分析结果由该软件给出,并根据相关结果作合理判断。
2 计算共振管长
在布置管道时,除了满足工艺要求外,还应避免管内气体发生气柱共振以及管道发生机械共振。在管道防振设计中,首先应根据管内介质和激振频率计算可能发生气柱共振的管道共振管长,并使相应的管道长度避开0.8~1.2倍共振管长。API 618的附录N和其他有关文献均列出了简单情况下共振管长的计算公式。