压力管道振动分析.pdf

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可靠性与故障分析
9中國設俗ユ桯2000
文章编号:1671-0711(2007)01-003602
か誉鱼振分析
赵力电
(扬州工业职业技术学院机械工程系,江苏扬州225127)
摘要:本文通过压力管道系统振动理论,对振动原因进行了具体分析,提出了相应的消除振动的有效措施。
关健词:压力管道;振动分析;减振措施
中图分类马:X701.2文試标识码:B
化工生产中,动、静设备通过管道串联来完成时很大,严重时可使管子爆裂。
工艺流程。在压力和流速的作用下,管道壁上会承
5.管道内流体流速过快,形成湍流引起振动。
受流体动压力。在生产中,非定常的管流会引起管
二、压力管道振动消除措施
道的振动。动力设备、流体输送机械操作振动和外
1.改变管道的固有频率
部环境的激励使管道产生随机振动。管线若长期受
根据振动理论,一个机械系统的多自由度振动
到振动会产生疲劳破坏,尤其是在应力集中处。疲方程可用矩阵微分方程式表示
劳破坏可进而发生管线断裂、介质外泄,引起严重
M?X+C?X+K?X=R
的生产事故。所以要解决管道振动问题
压力管道的振动原因分析
式中:M一质量矩阵;
根据管道振动理论,管道、支架和相连设备构
X一节点位移矢量;
成了一个结构系统,在有激振力的情况下,这个系
C一阻尼矩阵;
统就会产生振动。管道振动分为两个系统,一个是
K一刚度矩阵;
管道系统,另一个是流体系统。
F一为干扰力及激振力矢量。
压力管道的激振力可来自系统自身或系统外
由上式知,要改变管线系统的振动特性,可考
部。来自系统自身的主要有与管道相连接的机器的虑:
振动和管内流体不稳定流动引起的振动;来自系统
(1)在管道系统上加装平衡块,改变质量矩
外的有风及地震等。振动对压力管道是一种交变动阵M,以改变系统固有频率,避免共振发生。
载荷,其危害程度取决于激振力的大小和管道自身
(2)改变系统的阻尼矩阵C,如在管道的固
的抗振性能。主要影响因素如下。
定支撑的部位放置金属弹簧、橡皮或软木等,以达
1.气柱固有频率。管道内充满的流体是一个到隔振、消振的目的。
具有弹性的气柱,每当压缩机的汽缸吸排气时,管
(3)通过増加系统的刚度矩阵K,如增设支
内气柱便受到干扰而呈现振动。
承、调整支承位置或改变支承性质。通过改变管道
2.机被固有频率。管系是连续弹性体,存在支承性质,缩短支承点距离使管道固有频率提高;
结构固有频率。
改悬臂管为两端简支管,变弹性支承为刚性支承
3.管流脉动引起的振动。管道流体在压缩机管,均会使固有频率加大,以达到消振的目的
或泵的作用下处于脉动状态,当遇到弯管头、异径
2.消减气流振动
管、控制阀、盲板等管道元件时,产生一定的随时
(1)谓整气柱固有频率,避开气柱共振。气
间而变化的激振力,在这种激振力作用下管道和附柱固有频率取决于管系的配管方式、长度、管径、
属设备会产生振动。
容器容积的大小和配置位置以及气体的种类和温度
4.液击振动。液击造成管道内压力的变化有等,改变管道和容器的尺寸以及配置方式,可改变
CHINA PLANT ENGINEERING
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9中國款恰2程200
可靠性与故障分析
文章编号:1671-0711(2007)01-0037-02
PTA装置蒸汽凝水回收岀现的问题及建议
印胜伟
(仪征化纤股份有限公司热电厂,江苏仪征211900)
摘要:本文针对仪征化纤股份有限公司一期精对苯二甲酸(PIA)生产装置凝水回收出现的问题,进行
了原因分析,提出了改进和完善的几点建议
关词:热电厂;凝水;回收;过速器
中图分类号:TQ085文献标识码:B
仪征化纤公司有两期精对苯二甲酸生产装置,除氧器(如图
期装置(生产能力为25万ta,简称PTA1)的
PA1凝水回收出现的问题及原因分析
饱和蒸汽凝水经二级换热降温后被送至精密过滤器
从2000年11月底开始,仪征化纤热电厂对
去除铁和有机物,再进入低硅水母管与低硅水混合PIA1装置凝水进行回收,前3年回收效果比较好,
后依次经阳床、阴床和混床进行化学二级除盐(如但随着时间推移,近两年出现了如下问题。
图1);二期装置(生产能力为45万ta,简称
1.凝水水质很不稳定,经常出现校大波动;
PTA2)的饱和蒸汽凝水经精密过滤器,再进入混
2.凝水回收后,前3年阳床周期制水量明显
床,经过滤和离子交换处理后的凝水直接送至低压上升,但是近两年大幅度下降;
管系的气柱固有频率。在配管设计时,根据工艺流艺条件的限制,对管道的走向和结构尺寸无法改
程的需要做好配管初步设计后,应计算管系的气柱变,只有通过改变约束条件来改变系统的固有频率。
固有频率,并通过调整,使它们不与激振频率重合
(2)管道弯头应避免急转弯。在压缩机管系
以避免气柱共振。
中,激振力主要产生于弯头和异径管的接头处。因
)降低脉动压力强度。工程中在压缔机管此在管道的安装中应尽量减少使用弯头。另外减小
系靠近汽缸进出口处设缓冲器,使脉动压力不均匀弯头角度可以增强减振效果
度降低。另外孔板是气流阻力元件,设孔板是现场
(3)消减液击。主要方法是缓慢关闭阀门、
管道消减振动的有效方法之一。同时在管道内安装缩短管道长度、在管道靠近液击源附近设安全阀和
声学滤波器等,以控制气流脉动,达到消振的目菩能器等装置,以释放或吸收液击能量。
的。
参考文献
3.合理设计管道系统
[]师汉民,谌刚,吴雅机械振动系统一一分析、测试、建模、对
(1)因管道较复杂,欲使管道系统脱离某阶策[上册M叭武汉:华中科技大学出版社,200
共振区虽然可以做到,但状态不稳。而从振幅的计2降玉辉谈次高压给水泵振动原因分析及处理西北电力
算结果看,基频共振振幅最大,高阶共振的振幅较
技术,2004.5
小,所以避开低频共振才是解决问题的关键。具体[3]胡庆国.关于管道振动的分析计算及控制J化工建设工
方法包括调整管道的走向、支承位置、支承结构及管程,20013.
道结构尺寸等。将系统的固有频率调高到激振力主
频率的2.8-3.0倍以上。工程中由于现场条件和工
收日期:200609-21
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