70 MPa高压压缩机组脉动振动分析的特点

高压压缩机组是油气平台注气开采的核心设备,但容易发生机械振动等问题。由此导致机组疲劳破坏甚至严重的泄漏、爆炸等事故,是安全生产的重大隐患。因此,高压压缩机组的成撬分析质量,是压缩机组安全运行的重要保障。以某70 MPa高压压缩机组的成撬分析为例,说明了进行高压压缩机组成撬设计时,除了需进行脉动振动分析外,还应考虑高压循环应力对管道造成的疲劳损坏问题,以保证机组能长期安全运行。

螺杆压缩机组管道应力和撬体结构设计分析

相对于往复压缩机组设计需要考虑振动控制来保证机组的安全运行,螺杆压缩机组的设计则主要考虑撬内管道的柔性、热应力以及底撬结构设计的合适性,来达到保证机组安全运行的目的。在螺杆式压缩机组设计中,如果管道布置柔性不好或热应力过大,严重时会导致容器、设备管嘴连接部位变形过大甚至破坏管嘴连接;另一方面,即使管道柔性和热应力设计合理,如果压缩机组底撬结构设计不合理,同样会引起底撬梁的过度变形和破坏,降低机组的运行可靠性和使用寿命。本文以某螺杆式压缩机组设计为例,说明如何对压缩机管道进行柔性和热应力分析,以及对机组底撬进行结构分析,达到控制管道和结构变形、降低管嘴载荷和保证机组安全运行的目的。

储气库大功率往复式压缩机组振动整改分析

大功率往复式压缩机组是储气库运营的核心设备,但容易发生振动。如果振动发生后不能及时消除,就会影响到储气库的正常运营。因此,对大功率往复式压缩机组进行有效的振动整改分析,尽快消除振动故障,是保证储气库安全运营的重要工作。以某储气库大功率往复式压缩机组的振动整改为例,说明了进行大功率往复式压缩机组振动整改分析的一般方法和步骤,为保证储气库压缩机组的安全运行和储气库的正常运营提供了技术参考。

往复压缩机管道柔性和热应力分析

往复压缩机管道柔性和热应力分析是API 618标准中推荐(但不是强制)的分析内容,在压缩机组的成撬设计中一般要求进行此项分析。这是因为设计院一般要求压缩机成撬厂家提供管道在撬边交接点的力和力矩值,该值必须通过进行管道柔性和热应力分析才能得到。更重要的是,撬内管道的柔性和热应力状态同样也会影响机组的安全运行。管道布置柔性不好和热应力过大,严重时会损坏管道支持,引起机组系统机械固有频率的改变以及机组振动,同时还会导致容器、设备管嘴连接部位变形过大甚至破坏管嘴连接。以某注气往复压缩机组为例,说明了在进行机械振动分析和控制的同时,如何对压缩机管道进行柔性和热应力分析,从而达到控制振动和热应力的双重目标,以确保机组系统的安全运行。

储气库大功率往复压缩机组成撬API 618优化设计

API 618第五版标准详细规定了往复压缩机组在成撬设计中的气流脉动和机械振动分析要求(相当于第四版的M2-M7分析),但对管道柔性分析部分(相当于第四版的M11分析)则描述不多,仅在方法二中以注释形式简单提及。从机组实际使用情况来看,往复压缩机组特别是大功率储气库机组在成撬设计过程中,仅仅满足振动控制要求是不够的,还需同时满足管道柔性要求。以某储气库大功率往复压缩机组三级进气缓冲罐设计优化为例,说明如何在大功率往复压缩机组成撬设计过程中既考虑满足振动控制要求、又考虑满足管道柔性要求的优化设计方法,为提高储气库大功率往复压缩机组运行安全性提供技术参考。

压缩机管道法兰泄漏的有限元分析

往复压缩机管道法兰泄漏分析,是压缩机管道分析中的一个挑战性问题。使用ANSYS有限元程序进行管道法兰泄漏分析的一般过程,包括使用法兰螺栓预紧力单元和法兰面接触单元,并研究了法兰螺栓预紧力大小对法兰泄漏和法兰应力的影响,为进行压缩机管道法兰泄漏分析提供了技术参考。

往复压缩机缓冲罐静动态应力有限元计算和疲劳强度评估

往复压缩机缓冲罐疲劳强度分析是API 618标准中要求的分析内容,在API 618标准第四版中简称为M8分析。该分析要求计算缓冲罐及内件在脉动导致的不平衡力和压力引起的静态力作用下的交变应力,并按规范要求进行疲劳强度评估。鉴于在目前国内压缩机成撬设计过程中,对该项分析的应用还不太普遍,拟以某压缩机组的缓冲罐静、动态应力计算和疲劳强度评估为例,说明该分析方法的主要内容和过程,为国内压缩机组成撬设计实施该项分析提供一个技术参考。

无固定基础往复压缩机组振动控制设计

无固定基础往复压缩机组因其施工周期短以及便于移动等优势,近年来在实际工程中得到了越来越广泛的应用。相对有固定基础的机组而言,无固定基础往复压缩机组不仅需要控制撬上设备和管线的振动,而且需要控制底撬结构甚至基础的振动,因此其振动控制设计要困难得多。以实际工程为例,通过对某无固定基础页岩气压缩机组进行振动控制分析及计算,探讨了气流脉动及机械振动设计、底撬灌浆设计以及地基设计对机组振动水平的影响,说明了如何有效控制无固定基础往复式压缩机组的振动,从而为相关设计提供了技术参考。

往复压缩机高压气缸应力有限元分析

针对高压气缸设计中2个关键点缸体、缸套过盈配合的设计以及固定缸体和缸盖的螺栓预紧力设计,通过有限元计算提出了合适的过盈配合量和预紧力数据。

往复压缩机气缸活塞应力和变形有限元分析

往复压缩机气缸活塞设计时既要考虑重量最小化以降低惯性力及提高机械效率,又要考虑结构强度最大化以承受运行载荷,因此其优化设计显得尤为重要。使用ANSYS有限元分析程序,分别对2种铝活塞结构的应力和变形进行了有限元分析计算。通过对比分析说明其结构优劣,以及优化和改进的方向,为固化活塞典型结构设计提供参考依据。

适用于天然气净化及MDEA脱碳工艺的CO_(2)压缩机组优化设计

天然气净化出来的二氧化碳可以通过再生及增压进行循环利用。在实际工程中,由于二氧化碳介质含饱和水蒸气、分子量大及露点低,用于此工艺的往复压缩机组往往需要采用较多压缩级数、导致机组在成撬设计过程中的布局困难。同时,机组容易出现气液分离不彻底、腐蚀,以及容易发生振动等问题。以某二氧化碳压缩机组设计为例,说明如何实现气液有效分离、冷却后温度的自动控制和机组停机后的防腐,以及如何进行振动及热应力分析控制机组振动和热变形,实现机组优化设计,可为同类机组设计提供技术参考。

基于有限元连接刚度计算的往复压缩机系统固有频率和振动力响应分析

提出了使用有限元法计算往复压缩机系统主要部件之间连接刚度,从而提高系统固有频率和振动力响应分析结果准确性的方法。计算的系统连接部位包括压缩机身和中体的连接、中体和底部支撑结构的连接、洗涤罐和底部支撑结构的连接、压力容器筒体和管嘴的连接等。并以分析实例说明了本方法的应用和由此引起的分析结果显著差别。提出的方法为准确进行压缩机组成撬设计分析,确定合理的机械振动控制方案,保证机组安全运行提供了一个有效的手段。

批处理脉动分析技术在多工况储气库往复式压缩机组设计中的应用

脉动控制设计在储气库压缩机组振动控制方面起着至关重要的作用。目前行业中广泛应用的气流脉动分析软件在进行脉动分析时,运行一次只能处理一个工况,分析效率低下、影响项目设计进度。为此,开发和使用了一种可批处理复杂工况、多种气体组份的脉动分析程序。该程序可基于基础模型和不同的运行条件自动批量建立相应的脉动分析模型,从而得出各个工况下的脉动分析结果,大大提高了脉动分析效率,保证了储气库压缩机组成撬设计的进度。

往复压缩机曲轴转动惯量和扭转刚度的有限元计算

以某国产往复压缩机的曲轴为例,说明了使用有限元分析方法计算曲轴转动惯量和扭转刚度的过程。计算过程规范,计算结果准确,避免了使用经验公式或近似计算带来的计算误差,为准确预测往复压缩机组的扭振固有频率和动态扭振响应,实施有效的扭振控制措施,避免机组扭振共振提供了技术保证。

兼顾低高温工况运行的BOG压缩机气缸有限元变形和应力分析

以ANSYS有限元分析为工具,分析计算了某BOG压缩机气缸在满足机组进气温度-162^+30℃,排气温度-115^+151℃时的气缸温度场、变形和应力分布,以及气缸活塞环和支撑环侧隙大小的变化,分析确定了该压缩缸缸盖螺柱的安装预紧力,以满足低温时螺柱受拉力不过载、高温时缸盖处不发生泄漏的要求,从而为该BOG压缩缸结构设计提供了技术参考依据。

多运行模式下的往复压缩机组脉动控制研究

针对串并联多运行模式下往复压缩机组的脉动控制进行了研究,给出了常用的机组多运行模式的实现方法,进而结合某典型的多运行模式往复压缩机组示例,详细讨论了在不同运行模式下脉动抑制装置的有效性,指出在设计多运行模式的往复压缩机组时需要将脉动容积速度作为重要参数进行考量,以避免所设计的气流脉动控制措施起不到应有的作用,从而消除机组振动的潜在风险。

兼顾低高温工况运行的BOG压缩机组脉动分析

采用先进的脉动分析和振动控制技术,对要求既能在低温(进气温度-162°C,排气温度-68°C时)工况下工作,又能在高温(进气温度+30°C,排气温度+151°C)工况下运行的某BOG压缩机组,进行了脉动分析。提出的脉动控制措施既能满足低温工况下机组气流脉动和振动控制的要求,又能满足高温工况下的相应要求。同时,压缩机设备管道系统还能满足管道柔性和热应力标准要求。为在低、高温工况下运行的BOG压缩机组成撬设计提供了技术参考依据。

往复压缩机高压气缸失效分析

往复压缩机运行时其气缸承受的交变载荷极易在缸内产生裂纹,导致气缸失效。对某失效气缸进行了有限元分析及宏观和微观检测。分析和检测结果表明:如果气缸内壁存在初始裂纹,其寿命会大大降低,使原本满足设计要求的气缸在短时间内因裂纹扩展而失效。

从某进口储气库机组振动事故看API 618方法3中机械振动分析的重要性

机械振动分析能够预测机组在运行状态下的振动水平,在往复缩机组成撬设计中起着至关重要的作用,API 618标准第五版方法3为此详细规定了机械振动分析的应用条件和详细过程。但在实际工程中,有些压缩机组的设计和分析人员对应用机械振动分析的必要条件理解不太全面,导致本应进行机械振动分析的机组没有进行该分析,引起机组在现场运行过程中发生振动事故。本文在讨论API 618标准第五版方法3内容特别是机械振动分析应用条件的基础上,以某进口储气库压缩机组因未做机械振动分析导致的振动整改工作为例,说明了在方法3中进行机械振动分析工作的重要性,为保证压缩机组特别是大功率往复式储气库机组的安全运行提供了技术保障。