1、管道安全與減振技術,管道安全與減振技術,管道安全與減振技術,80年代，陜西桃園煤礦空壓機站因集氣管路的振動劇烈，導致與之相連的儲氣罐破裂爆炸，碎片飛出數十米外，磚墻被氣浪推到； 杭州某廠生產的2LY型氧壓機，其主機質量不錯，但設計時未考慮管道振動因素，投產運行后振動劇烈，安裝在本溪鋼廠無法正常生產，之后另置一臺日本氧壓機替用，經濟損失巨大,1.2 管道典型事故案例,管道安全與減振技術,吉林化學公司的有機合成廠從西德引進一套年產10萬噸的酒精裝置，由于配管設計方案的錯誤，試車72小時后，放空閥處因管道劇烈振動而斷裂，乙烯氣隨即泄出管外，立即著火，車間內離地面1米以上烈焰騰飛，頃刻燒化了廠房屋架；

2、 1997年大慶油田、1998年中原油田發生的兩起天然氣壓縮機出口管爆炸事故，均為振動超常導致泄漏，引起天然氣的化學爆炸,管道安全與減振技術,2.2 振動產生的原因,主機動力平衡性能差以及基礎設計不當，不平衡的慣性力會引起主機及基礎振動并進而牽扯與之相連的管道及設備一起振動，這是管道振動產生的一個原因。 實際生產情況表明，引發管道振動的另一主要原因是由往復式間隙加壓造成的流體壓力脈動所引起的。在管道的彎曲部位、直徑變化的部位或通過控制閥等處，壓力脈動就會產生相應的隨時間而變化的激振力。正是這些激振力，激發管道系統發生振動,管道安全與減振技術,關于壓縮機彎頭處應力的分析很有必要。彎管與直管連接需

3、要焊接。焊縫處不能承受大的應力。否則會造成焊縫開裂，導致壓縮機管道系統的泄漏，甚至漲開。我們需要對管系進行應力分析，在彎頭周圍多分幾個節點，建立管道系統模型（如下圖所示,3.1 關于管道彎頭的應力分析,3、管系應力與振動分析計算,管道安全與減振技術,通過計算得到彎頭附近各節點處的應力值，如下表所示,所以，彎頭的焊縫應設置在遠離彎曲中心的直管段，避免在應力較大處附近焊接,管道安全與減振技術,3.2.1 激振力的計算,首先計算氣流脈動所產生的激振力,如下圖所示，設彎管的直徑為d，彎管的轉角為 。 彎管進氣口處的壓力為P，則彎管角分線方向的合力為,3.2 管道振動分析計算,管道安全與減振技術,根據公

4、式： （ Hz）（3.1） 式中： m表示壓縮機氣缸作用方式的一個數 當單作用時，m1； 當雙作用時，m2； n表示壓縮機曲軸轉速（轉/分）； 可以計算出管系中： （Hz） 由上表可以知道管道系統結構的各階固有頻率比較靠近，壓縮機的激發頻率（ ）落在第7階固有頻率的共振區域內，這使得管道容易發生機械共振,3.2.4 管道結構的激發主頻率的計算,管道安全與減振技術,3.2.5 氣柱固有頻率的計算,在一端開口，一端閉口情況下，氣柱的固有頻率可以用下式表示： （ i=1、3、5奇數 ） 式中 C氣體聲速 L氣柱長度，通常也就是管道長度,當i=1時,稱第一階固有頻率或者稱基本頻率，簡稱基頻,管道安全與

5、減振技術,4、管道減振措施,4.1 傳統減振措施,壓力管道減振的方法有很多，常用傳統減振方法有緩沖器、孔板、集管器、改造支架、管卡等方法,管道安全與減振技術,液壓阻尼器如圖所示，是一種對速度反應靈敏的振動控制裝置，它借助特殊結構閥門控制液壓缸活塞移動以抑制管道或設備周期性載荷和沖擊載荷影響，主要適用于核電廠、化工廠等的管道及設備的抗振動。常用于控制沖擊性流體振動,4.2.1 液壓阻尼器,4.2 新型減振措施,管道安全與減振技術,d. 液壓阻尼器的安裝,管道安全與減振技術,業 績 表（部分,管道安全與減振技術,4.2.2 粘滯阻尼減振器,管道安全與減振技術,管道粘滯阻尼器的獨特性能,可以使整個管

6、道系統阻尼，使振動波形一次衰減不震蕩。 對運行振動與沖擊荷載一樣有效。 在所有自由度上對振動的反應都毫不延遲。 結構簡單，且易于裝卸與安裝。 沒有磨損件，不用維修，壽命無限。 標準的管道阻尼器允許在垂直方向與水平方向上有 40mm的位移，用于補償熱膨脹。專門的元件還允許有更大的熱位移,管道安全與減振技術,管道粘滯阻尼器的安裝,管道阻尼器應當安置在管道撓度最大的區域，即所謂的波腹點，以獲得最大可能的阻尼器載荷。如在靠近波節點的區域安置管道阻尼器，則由于振動速度小，阻尼器將不起作用。如果要阻尼不止一個波腹點的高階波形的管道，則寧可用好幾個小一些的阻尼器， 而不用一個大的阻尼器,管道安全與減振技術,在電廠管道中的應用范圍,凝結水管道 給水管道 新蒸汽管道或主蒸汽管道 液壓管道，如壓縮空氣管道與油管道 磨煤機的細粉匯總管道等等,管道安全與減振技術,4.2.3 彈簧減振器,彈簧減振器是一種對位移反應靈敏的振動控制裝置,彈簧減振器主要適用于核電廠、火電廠、化工廠、鋼鐵廠等的管道及設備的抗振動,彈簧減振器能有效地控制各種頻率的振動和擺動，但在一定的程度上限制了管道的正常熱位移。設計時應充分考慮彈簧減振器對管道產生的附加力,管道安全與減振技術,選擇