探索石化装置管道工程设计中的振动问题研究

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1、北京化工大学硕士学位论文石化装置管道工程设计中的振动问题研究姓名：李莹申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李建伟;李楠20100501北京化工大学工程硕士论文石化装置管道工程设计中的振动问题研究摘要石化装置大型化后，管道工程中振动问题频发，已经影响到装置正常安全的运行，需要工程设计人员对其中的典型问题给予专门讨论，总结出一套既满足工程安全又切合设计要求的评估办法。本文依据振动的基本原理，利用动力学有限元工具，结合大型乙烯项目中的实际案例，对复杂管道系统中的开、闭式安全阀排放冲击响应，流化床及其附属管系振动和往复式压缩机管道系统振动评估三类问题进行了

2、较为深入的分析，获得了一些可供工程实际借鉴的结论。根据瞬态响应理论，利用时间历程分析法，讨论了复杂管道系统中的开式安全阀排放和闭式安全阀排放的冲击响应。结果发现，对于大型安全阀，‘管道和支架的不当设计会造成管道剧烈振动。设计人员应对装置中关键的安全阀排放系统做动态响应分析，评估管架动反力和管道动应力。根据随机振动理论和利用功率谱密度函数，对流化床及其附属管系的振动进行了实例分析，探索出一套解决该类问题的技术和方法。设计人员应在工艺包谈判阶段明确提出由工艺或设备专利商提供振动功率谱资料。在设计中可依据计算结果提高法兰磅级和管道壁厚，避免疲劳破坏。根据流体动

3、力学原理j采用比拟法进行了往复式压缩机管道系统的振动评估。该方法适合在初设阶段计算压缩机管系的气柱固有频率和管道频率，通过调整合理布置和设置缓冲罐，避免气柱共振。提高了设计的准确T、，北京化工大学工程硕士论文性，降低了设计更改的风险。关键词：管道工程IP"振动，安全阀，．流化床，往复式压缩机，动力学V北京化工大学工程硕士论文THERESEARCHONVIBRATIONPROBLEMSINPIPING、ENGINEElUNGDESIGNOFPETRoCHEMICALPROJECTSABSTRACTWithstepsofpetrochemicalprojec

4、tsconstructionenlargement．thetroublesofvibrationinpipingengineeringappearfrequentlyandhaveimpairedthenormal．operationevensecurityofpro．．iectsThereforeitbecomesnecessaryforpipingengineerstodiscusstypicalvibrationbehaviorsSOastoconcludeasedesofevaluationmeasurewhichnotonlyCansatisf

5、ythesecurityneedsofproiectsbutalsocanbepracticedinpipingdesign．Withpracticalcasesinethyleneprojects，threetypesofpipingvibrationproblemshavebeeninvestigatedbymeanofthetheoriesofvibrationandthedynamicfinitedementmethods，whichinvolvetheimpactresponseinopenorclosedsafetyvalvedischarg

6、esystems，andvibrationevaluationoffluidizedbedpipingsystemsandreciprocatingcompressorpipingsystemsaswell．Someconclusionshavebeenmadethatcouldbeusedforreferenceinengineer．Basedonthetheoryof仃ansientresponseofpulseandusingtime—historydynamicmethod，theimpactresponseofcomplicatedpiping

7、involvedopenandclosedsafetyvalvedischargesystemshavebeendiscussed．Theconclusionindicatesthattheincorrectpipingandsupportdesignwillcausethesharpvibrationinsystemswhenthelargesafetyvalvedischarges．Thedesignershouldapplythedynamicresponsemethodtoanalyzethekeydischargesystemsinprojec

8、tandshouldevaluatethedynamicforcereactio