张建明　同利平　梁威

摘 要：离心压缩机在工艺流程中是心脏，管道则是脉络，管道布置和管道支架设置显得非常重要，是压缩机安全、稳定运行的必要条件。

关键词：管道布置；管道支架；应力分析；载荷；弹簧支架

离心压缩机管道布置必须符合下列要求：管道布置应符合有关的设计标准、规范、规定；符合工艺流程图及仪表流程图的要求；管道布置应使管系有一定的柔性，保证管道对压缩机管口作用力及力矩不超过压缩机厂家的许用数值的范围；管道布置应考虑设置合理的支撑点及相匹配的管道支架的类型；管道布置应统筹设计规划，保证压缩机安全可靠运行，同时要满足施工、检修操作等各方面的要求 。

1.离心压缩机进口管道布置的要求

离心压缩机采用封闭式厂房安装时，一般进口管道设置在厂房外面，能够节约场地及方便施工和检修；压缩机进口一般不能直接与弯头连接，保证最短的直管段应大于2倍的管径，通常取3～5倍的管径。根据流程图的要求，一般情况下进口管道应设置气液分离器，分离设备尽量靠近进口处，同时考虑管道有一定的坡度坡向气液分离器。为了防止开车前杂物进入压缩机，在管道进口设置一段可拆卸的短管，便于安装临时过滤器。

2.离心压缩机出口管道布置的要求

经过管道应力分析后，出口管道在满足压缩机管口力及力矩的情况下，通常在管道出口附近设置变力弹簧支吊架，根据管道支架需要生根的地方确定合适的形式及类型，载荷及贴板大小根据应力分析的结果统一考虑；压缩机出口的管道不能有袋形；出口管道一般必须有防止气体、液体倒流的止回阀，管道管径偏大时，止回阀应尽量靠近机组，防止逆流破坏压缩机；出口管道的相关的操作阀门应布置在压缩机二层平台上，方便操作人员操作和观察现场仪表；管道布置满足压缩机管口受力的同时，走向应尽量短，减少弯头的数量，降低管道的阻力。

3.离心压缩机管道支架设置选型

3.1管道支吊架的分类及作用

（1）承重管架：承受管道荷载（包括管道自身荷载、隔热或隔声结构荷载和介质荷载等），主要由刚性支架、可调刚性支架、可变弹簧架、恒力弹簧架组成。

（2）限制性管架：用于限制、控制和约束管道在任一方向的变形，主要由固定支架、限位支架、轴向限位支架、导向支架组成。

（3）减振架：用于限制或缓和设备进出口管道和地震、风压、水击、安全阀排出反力等引起的管道振动，主要由一般减振架、弹簧减振器、油压减振器组成。

3.2管道支架生根的方式

离心压缩机管道支架生根主要有以下几种方式：①在压缩机平台上生根，通常采用预埋钢板或型钢、在混凝土结构上钻孔后用膨胀螺栓固定；②在墙上、柱子上生根，预埋钢板或膨胀螺栓固定；③在钢结构、大管道上生根；④在建、构筑物平台及设备平台生根；在设置管架时，应将生根件（预焊、埋件）的位置、荷载（力和力矩，管道应力分析计算出来的）、预埋件的尺寸或标准等提供给土建专业设计者，以满足支架设计的要求。

3.3管道支架位置设置的原则

①承重支架间距应满足管道刚度及挠度的要求；②垂直管道弯头附近一般做承重支架，也可設置弹簧支架；③选用弹簧支吊架时，管道与生根物之间应有足够的安装空间；④在压缩机进出口管口附近，一般应设置弹簧支吊架，防止管口承受过大的荷载；⑤管道支架生根的位置，应减小对被生根部件的不良影响；⑥有较大振动的管道，应单独设置管道支架，防止将振动传递到构筑物上产生破坏。

3.4离心压缩机管道支架选型原则

①优先选用标准图集中的管架和元件，减少管架的型号和非标的管架，有利于现场的施工及管架的采购，节约成本和时间；②各种支吊架选型时，应严格按照应力计算的荷载进行选择，同时要考虑模型中限位方向的要求；③根据管道温度、工作状态（保冷、保温）、管道热胀量、管道的材料选用合适的支架；④在管道有较大的横向位移和载荷时，应优先考虑采用导向管托，保证管道有轴向移动的位移；⑤选用支架应考虑经济性；⑥高温管道、低温管道、合金管道应避免采用焊接型支架和吊架

3.5离心压缩机管道支架选型应用

离心压缩机进出口管口附近一般选用弹簧支吊架比较多，管架生根在压缩机平台下面时，宜采用弹簧吊架，一般选用化工部管架标准图的C2和C7系列的图纸，由于压缩机基础下空间有限，该系列吊架预埋板要求空间小，施工简单；管架生根在地面时一般选用C14、C15和C16系列的弹簧支架；离心压缩机管道弹簧支架一般采用变力弹簧，变力弹簧的载荷的变化率应≤25%；除非应力分析时管口受力难以满足标准时，可以选择恒力弹簧，但是成本比较高，同时安装所需空间大，一般尽量少选用为好；恒力弹簧支架适用于管道竖向位移较大或受力要求苛刻的场合； 由于离心压缩机管道管径偏大，同时高温及低温管道比较多，所以管托使用情况很多，配合以不同形式的吊架和托架以及不同的生根方式，满足管道支撑的要求；在有横向或轴向限位的要求时，必须采用限位支架满足应力分析要求的参数；限制横向位移时，一般采用导向支架，导向支架不应靠近弯头或支管连接处；固定支架在离心压缩机管道设计中较少采用，一般在界区分界线1m处设置固定支架。

4.结 论

通过建立精确的管道应力分析模型，准确计算出管道各个支撑点的载荷及位移，选用合适的管道支吊架及弹簧支吊架，保证压缩机管系具有足够安全的柔性，以满足压缩机安全运行的条件。

参考文献：

[1]《石油、化学和气体工业用离心压缩机》API617标准.

[2]《管架标准图》HG/T21629-1999.

[3]《化工管路设计手册》.

[4]《石油化工管道安装设计便查手册》.

[5]唐永进著.《压力管道应力分析》第二版.

[6]曲昭嘉，王瑾，曲圣伟主编.《简明管道支架计算及构造手册》

作者简介：张建明（1981-）， 男，工程师，主要从事化工工艺流程研究及工艺管道设计工作。