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石化企業(yè)的壓力管線由于管道內(nèi)壓力脈動和管線中存在著彎頭、閥門等引起流體激振，致使管線及其連接設(shè)備會產(chǎn)生強烈振動。往復(fù)式壓縮機在運轉(zhuǎn)過程中，由于吸排氣的間斷性以及活塞速度的周期性變化，管道內(nèi)始終存在氣流壓力脈動。壓力脈動可能導(dǎo)致壓縮機指示功率的增加、管道和設(shè)備振動過大等問題，嚴(yán)重時會影響裝置的正常運行。
實際上，引起壓縮機管道振動的原因十分復(fù)雜，由于往復(fù)式壓縮機的固有特點，管路壓力脈動客觀存在，但不一定會因此產(chǎn)生劇烈振動。只有通過正確診斷找出引起振動的原因，才能有效采取減振措施。以壓縮機機組為例，進(jìn)行機組振動故障分析。該機組為M型四級六列雙作用無油潤滑活塞壓縮機，各級均配有進(jìn)排氣緩沖器、冷卻器、分離器。運行中發(fā)現(xiàn)，三級分離器與四級進(jìn)氣緩沖罐之間管道振動過大，管道穿過的樓板振動明顯，影響正常運行。
壓縮機機組為四級六列，三對對置曲拐120°錯角布置，氣缸雙作用，電機轉(zhuǎn)速333 r/min。所以，該機組氣流激振一倍主頻。
基于有限元分析平臺，本文搭建了包括傳感器、信號調(diào)制設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與分析硬件、計算機和應(yīng)用軟件的完整的振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用磁電式速度傳感器進(jìn)行振動值的測量。傳感器測得的振動波形數(shù)據(jù)通過A/D板卡采集到計算機，通過軟件實時顯示時間波形數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行FFT變換，并輸出頻譜圖。振動測點布置，如圖所示。
表列出了各測點振動測試值。壓縮機第四級氣缸外壁與基礎(chǔ)對應(yīng)測點4#和測點5#，顯然其振幅值普遍低于管道上振幅，由此可以排除壓縮機不平衡和基礎(chǔ)設(shè)計不當(dāng)?shù)确矫娴脑�，斷定管道振動是由于氣流脈動所引起的。
最大振動幅值發(fā)生在四級緩沖罐入口管道（2#）處和三級分離器出口管道（1#），四級進(jìn)口緩沖罐（3#）也有較大的振動值，大振幅對應(yīng)的振動頻率為72 Hz。
脈動氣流遇到管道中的轉(zhuǎn)彎和管件時，由于力的不平衡性，必然會出現(xiàn)對管道的激振力（如圖1中，管1對管2在垂直轉(zhuǎn)彎處存在較大的氣流沖擊），當(dāng)這種激振力頻率落入管道結(jié)構(gòu)固有頻率的共振區(qū)內(nèi)，就會使管道結(jié)構(gòu)處于機械共振狀態(tài)，引起管道、基礎(chǔ)的強烈振動。
管道壓力脈動消除的最常用的方法是增設(shè)緩沖器。緩沖器后面管道內(nèi)氣流的平穩(wěn)程度，取決于氣缸對管道的激發(fā)方式、緩沖罐的容積、安裝位置及它與管道的連接方式。其中，緩沖罐容積對壓力脈動的減緩程度起主要影響，若緩沖罐過小就起不到緩沖的作用。
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