缓冲器体积计算.pdf

2001年9月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
Sep.2001
文章编号:1000-7466(2001)05-0039-021
缓冲器体积计算
袁中文
兰州石化职业技术学院?甘肃兰州730060)
摘要:安装缓冲器是防止压缩机管道振动的措施之一,其体积的计算方法有许多种。美国 Kellogg
公司的计算方法简单易行,通用性强,所需经验系数和参数少,具有很高的实用价值
关键词:缓冲器;体积;公式;计算
中图分类号:TQ051.2
文献标识码:B
气体压力脉动在等界面管道中传播,其压力不出口弯道处产生的冲击是造成管道振动的主要原
均匀度沿管长衰减量很小。这种沿管长几乎不变的因。为了减弱气体激振力,决定在压缩机出口处安装
压力不均匀度分布,对管道防振不利。当遇到弯头或1台缓冲器。
截面变化时,就会声生较大的激振力。为此必须在靠2.1公式选用
近气流脉动发源处的压缩机气缸部位安装消振器
缓冲器体积的计算,多是根据经验来确定。一般
(缓冲器或滤波器),气流经消振器后脉动幅度变得认为,在靠近气缸处安装缓冲器,其体积为气缶行程
较小,这种消振器还能降低排气或吸气期间气体冲体积的10倍以上就可以得到较好的缓冲效果,但这
击所造成的损失和管道内的阻力损失
种经验公式过于简单,没有考虑到缓冲器的形式和
缓冲器实际上是一个蓄能器,能够起到调节能压力不均匀度等影响因素,设计的容器不是偏大就
量的作用。当上游处在压力波的峰值时,由于气体的是偏小。确定缓冲器体积的常用方法是查曲线图表
弹性作用,压力进入缓冲器后压缩其中的气体,压力法。但也有一些实用的较为简单的公式,如美国凯
波的动能变为缓冲器内气体被压缩后的弹性势能。洛格(Kelg)公司的缓冲器体积计算公式
而当上游处在压力波谷时,缓冲器内的压缩气体膨
胀,势能变为动能,弥补了管道内瞬时压力的下降。
这样,通过能量转换,缓冲器就等于一个气体弹簧
式中,V?=qr/(mkn)。这里q为乐缩机排气主管道
起到对振源的隔振作用,从而将缓冲器后边的压力
内平均体积流量,m/min;m为使缓冲器充气的气
脉动峰值降低很多。
缸数;k为考虑气缸的吸排气作用次数,单作用气缸
1问题
k=1,双作用气缸k=2;n为轴每分钟的转速
兰州石化公司一厂酮苯脱蜡装置中有1
r/min;A为衰减系数,定义为缓冲器前后的质量
2AD15-35/60型氨制冷压缩机、用来提供冷凝系统。流量脉动振幅比,即A=△Q/△Q,减系数愈大,
需要的冷气。该机为双缸双作用对称平衡式,排气缓冲器效果愈好:B3=A/P,A为缓冲器后继管道内
量为3380m3/h,转速为320r/min,一段入口压力
平均气体压力,か为缓冲器内平均压力
为0.08MPa,一段出口压カ为0.52MPa,二段出
此公式涉及到引起振动的重要因素,如单双作
口乐力为1.754MPa?以上均为绝对压カ。运行中用气缸及曲轴的转速,特别是考虑了对级冲器产生
发现压缩机二段出口管道振动较大,最大振幅达到
直接影响的使缓冲器充气的气缸数,因此计算出的
438um,管道上的阀门、压カ表均被振坏,管卡被数据淮确性较高。另外也考虑了缓冲器本身的衰减
振松振断。
系数,它不涉及气体的性质,具有通用性,H基本上
问题处理
不涉及经验数据,因而不用查图表,可减少计算的误
经过初步计算和断,认为气流压力的脉动在差,故有很高的实用价值。
①收稿日期:2001-04-02
作者简介:袁中文(1968-),男,四川元人,讲师,1989年四川大学化机专业毕业。
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石油化工.设备
2001年第30卷
2.2压缩机参数计算
3结语
排气主管道平均体积流量为16.739m23/min;
缓冲器体积的计算用查曲线图表方法尽管相对
该压缩机m=1,k=2,n=320r/min,则压缩机每转简单,但受所用数据图表的精确度和人为因素的影
向缓冲器排入的气体量*=0.0262m3。缓冲器后响误差较大,而且对单、双作用以及有相位差的气缸
面管道内气流的平稳程度,取决于气缸对管道振动计算方式不同,对不同气体述要进行修正计算。相比
的激发方式、缓冲器体积大小、安装位置及与管道连之下 Kellogg公式简单,外用参数少而且经验成分
接方式。故根据经验并结合实际情況,取B为0.97。少,具有很高的实用价值
由于缓冲器体积大小未定,衰减系数需试算,其大小
在实际安装中发现缓冲器的安装位置对消振效
与压力比有关,此压缩机压力比约为6.5,先取衰减果影响较大,这是由于气柱共振或脉动频率接近管
系数4对缓冲器体积进行试算,则=0.139m3。取道自振频率而发生机械共振,如将管道适当缩短,就
缓冲器体积为.14m3后,振动有所下降,但没有达可避开管道共振点。
到满意效果,于是将衰减系数増大为5,计算出
0.175m3。対其圆整后取缓冲器体积为0.2m23,将参考文献
按照此结某制造的缓冲器安装于压缩机二段出?管
高慎琴.化工机器[M_.北京:化学工业出版社,1992.176
线上,缓冲器前后管道的振幅下降到原来的1/7
(王编)
1/20,获得了满意的消振效果。
量(0.75%~1.25%)和较快的积速率(10~40cm/ka),这
绿色能源天然气水合物开发前景广阔
些条件均有利于天然气水合物的形成。此外,东海也发现
天然气水合物是以甲烷为主的烃类气体分子和水分子
地BSR显示和地球化学异常。
组成的·种冰状固态物质。口前地球上已探明的天然气水合
由此可见,我国天然气水合物开发潜力巨大,抓住这
物区中的水合物有机碳相当于全球山知煤、石油和天然气储
机遇,加快在该领域的科学研究,将是今后解決这一能源问
量的2倍,其开发前景非常可观
题的很重要的工作
在标准大气压下,1m3饱和大然气水合物可释放出约
(天木
164m3的甲烷气体,其能量密度约是煤、黑色页岩的10倍,
我国乙烯工业与国外的差距
是常规天然气的2~5倍。天然气水合物像常规天然气·样
完全燃烧后只剩下二氧化碳和水,儿乎不留下任何污染,因
目前我国乙烯工业与国外相比,仍存在?定的差距,主
此是一种绿色能源。
要表现在能耗以及设备的维修两个方面。
1.能耗在综合成本中占有相当大的比例,国外乙烯装
在大西洋的85%、太平洋的95%和印度洋的96%的区
置能耗般占综合成本的63%,而国内平均占到76%。
域含有天然气水合物,且主要分布在海底之下200~600m
处。据不完全统计,迄今在世界各地发现的天然气水合物产
2.国外乙烯裝置良好的预期性检测维修体制,保证了
装置长周期运行。乙烯装置长周期运行是提高装置觉争力的
地有60余处,海底有5处,约占世界海域的10%。在我国南
个重要方面。目前,国外乙烯装置的大检修周期最少是4
海和东海地区也具有良好的天然气水合物开发前景。
年,有的已达到5年以上,大检修时问仅为20天,且日常运
我国南海地处欧亚板块的交汇部位,大陆斜坡极为广
行中极少出现非计划停车事故,这样既可大幅度降低检修费
阔,存在汇聚型、离故型等不同的板块边缘大陆坡。在大陆坡
用,又实现了装置长周