海洋大功率往复式压缩机组振动特性分析及其控制

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong526
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往复式压缩机作为天然气增压集输的关键设备,被广泛应用于石化行业。但由于其自身的结构和工作特征,压缩机工作时易产生剧烈的振动。尤其是对于海洋平台上的往复式压缩机来说,其工作环境、空间、轻量化、安装要求等各方面条件的限制使得对压缩机组动振动特性的要求更高。为此,本文针对海洋大功率往复式压缩机组的振动特性进行了分析,并根据分析结果提出了相应的减振措施。主要研究内容如下。首先,利用Solid Works建立了往复式压缩机有限元模型,并利用Ansys Workbench分析软件对压缩机整机的模态进行了分析,求解得出其固有频率及振型,并将压缩机的固有频率与激振频率进行对比分析,结果显示压缩机的固有频率远大于压缩机的激振频率,所以不会产生共振现象。然后,对压缩机曲轴系统的受力情况进行了分析,求出其主要的载荷,并在模态分析的基础上对压缩机的瞬态响应进行了分析计算,提取关键节点的振动烈度值,并与ISO10816振动标准进行对比,结果表明压缩机缸体端部的振动强度相对较大且不符合振动标准。为此,本文提出了一种弹簧减振支撑的解决方案,并对其减振效果进行了分析验证,结果显示该减振支撑能有效减小缸体部位的振动强度,改进后的压缩机缸体部位的振动烈度达到了ISO10816振动标准。再者,完成了海洋压缩机组成橇结构的设计,并建立压缩机机橇有限元模型,对其在吊装状态下的受力情况及其模态参数进行了仿真分析,结果显示压缩机机橇满足吊装使用要求,压缩机机橇的固有频率与激振频率的分开裕度大于20%,符合API618振动标准,因此不会产生共振现象。最后,建立了海洋甲板有限元模型,利用Ansys Workbench对甲板的模态及其瞬态响应进行了分析求解,结果显示甲板的振动烈度不符合相关振动标准。为此本文提出了弹簧隔振措施,并对比分析了隔振前后甲板的振动响应情况,结果显示隔振后的海洋甲板的振动烈度符合相关振动要求,说明该方法能有效改善海洋压缩机组对甲板振动响应的影响。
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