文/吕克颖 吉化集团吉林市锦江油化厂 吉林吉林 132022

天然气压缩机管线振动及减振策略探讨

文/吕克颖 吉化集团吉林市锦江油化厂 吉林吉林 132022

天然气压缩机是油田伴生气处理最常采用的增压设备，但是，压缩机管线在运行的过程中会出现自身振动、共振、气流脉动以及声学振动等，导致管线出现振动，随着时间的增长，会导致出现仪表失灵、焊缝损坏以及连接松动等故障，甚至还会出现管线破裂的问题，引发天然气泄漏，造成严重的后果，削减天然气压缩机管线振动已经势在必行。文章分析了天然气压缩机管线振动的原因，提出了削减天然气压缩机管线振动的有效策略，以供参考。

天然气压缩机管线；振动；减振策略

1.前言

天然气作为重要的能源资源，在社会生活和生产中发挥着至关重要的作用，随着人们生活水平的提高，对天然气的需求量逐渐的增加，并且对天然气供给质量提出了更高的要求，压缩机作为天然气传输的能量供给设备，一旦出现管道异常振动，将会影响压缩机的正常运行，不仅会给管线埋下严重的安全隐患，还会影响天然气供给的可靠性和稳定性，如何消减管线振动已经成为困扰天然气公司的重要难题。因此，文章针对天然气压缩机管线振动及建站策略的研究具有非常重要的现实意义。

2.天然气压缩机管线振动的原因分析

文章以往复式压缩机为例，导致天然气压缩机管线异常振动的原因主要包括以下几个方面：

2.1压缩机自身振动导致的管线振动。在设计和安装压缩机时，如果出现底座设计不合理、基础设计不当、存在垂直度差的现象，会影响压缩机运行的平衡性，以此使压缩机出现振动现象，进而导致和压缩机连接的管线出现振动。往复式天然气压缩机在长期运行的过程中，会出现管卡松动、支撑断裂以及地基下沉等现象，导致管线固定状态以及位置发生了很大的变化，由此可见，压缩机自身的振动，也是导致管线出现振动的主要原因之一。

2.2共振。天然气压缩机管线内部的气体为气柱，气柱具有一定的质量，可以在管路内膨胀、压缩，犹如振动系统中的弹簧，即气柱自身也是一个振动系统，当气柱受到激发力作用时，会出现一定的振动。压缩机活塞在运行的过程中，会周期性的向管线排气和吸气，导致管线出现一定的气体，会产生一定的激振力，导致气柱出现振动。如果压缩机产生的激振频率介于0.8-1.2倍气柱频率时，会导致管线内的气柱出现共振现象，会出现气流压力脉动异常振动的现象，同时导致基础、压缩机以及管道产生剧烈的振动。

2.3气流脉动。气流脉动指的是管线内天然气的密度、速度以及压力等参数，会随着时间的变化而出现周期性的变化。因为往复式压缩机的排气量、吸气量具有周期性和间歇性特点，导致管道内流体的密度、速度以及压力等参数发生变化，并且随着位置和时间的变化，参数也会发生一定的变化。脉动气流在管线运输的过程中会遇到异径管道、盲板、法兰、三通以及弯管等元件，随着时间的变化激振力也产生一定的变化，在激振力的作用下，会导致天然气压缩机管线及其附属设备出现振动。

3.削减天然气压缩机管线振动的有效策略

3.1压缩机自身振动的减振策略分析。导致压缩机自身发生振动最常见的因素为基础松动、地脚支撑不稳，压缩机无论是负荷状态还是空载状态，都会导致压缩在极在运行的过程中出现压缩机自身和管线的强烈振动，如果基础松动导致的振动过大，会对压缩机以及管线造成严重的损坏。针对压缩机自身振动的减振策略表现为：在外观上能够比较容易的辨识压缩机是否存在基础松动故障，机组运维人员在检查的过程中，判断压缩机是否存在基础松动、异常振动的现象，一旦检测出现基础松动和管线振动的现象，应该加固底座，采用新的地脚螺栓更换原来的螺栓，基础局部或者全部采用混凝土进行重做，调整连轴器的同轴度以及径向，通过加强日常巡检和重点维护，能够及时、准确的发现压缩机是否存在基础松动和振动等问题，并采取有效的措施进行处理，以此消减压缩机管线振动。

3.2共振减振策略分析。共振的减振策略主要包括以下几个方面：（1）提高支承刚度、调整支承位置。通过提高支承的刚度以及调整支承位置，能够有效的防止出现固有频率和激发频率共振的现象，压缩机管线自身的刚度、间距以及支撑座储量的变化，都会对管线的刚度产生重要的影响，支架结构形式和刚度对管线固有频率的影响相对较大，结构形式不同，刚度也不相同，对管线固有频率的影响程度也存在一定的差异，支架的跨距存在差异，只要支架跨距有一个加大的，就能够有效降低机械固有频率，图1为压缩机管线支架结构图，图中，1表示垫木；2表示U形螺栓；3表示支架钢槽；4表示管道；（2）增加管线转弯角度和降低管线弯道数量，压缩机管线在运行的过程中，在异径管、弯头等接头处存在激振力集中的现象，因此，在安装管线时，必须尽可能的少使用弯头，以此降低激振力的数量，同时，弯管处的转弯角度和激振力之间存在密切的关系，通过增加转弯角度，能够有效的提高管线的减振效果，因此，应该增加管线的转弯角度、减少管线弯道数量，以此降低激振力对管线的影响。

图1　管线支架结构示意图

3.3气流脉动减振策略分析。增加管线的孔板，能够有效的降低管线压力的不均匀度，但是，通过对厂房布局、管线布局等进行实地勘察之后，增加孔板的难度相对较大，通过在压缩机出口缓冲罐后添加平板闸阀的方式，能够有效调整和控制压缩机出口的气流量，并且，还能够有效的增强压缩机控制进气压力的效果，该方案在压缩机运行中的应用，能够有效的降低压力不均匀度。

4.结束语

综上所示，天然气压缩机管线出现振动的原因众多，包括声学振动、压缩机自身振动、共振以及气流脉动等，为了防止振动对天然气压缩机管线造成的影响，不仅应该从设计与安装方面进行控制，还应该针对导致管线出现振动的原因进行分析，并采取具有针对性的减振策略进行处理，以此降低天然气压缩机管线的振动强度，保证其能够安全、稳定的运行，获得更好的生产效益和安全效益。

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