化工厂管道振动原因分析及控制

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1、34FLUIDMACHINERYVol.39，No.10，2011文章编号:1005－0329(2011)10－0034－05殐檭檭檭檭檭殐檭檭殐经验交流檭檭檭檭檭殐化工厂管道振动原因分析及控制崔巍升，宫建国，金涛(浙江大学，浙江杭州310027)摘要:某塑料厂出料管路振动严重，为解决这一问题，采取有限元分析方法，计算了管系结构固有频率、气柱固有频率和瞬态冲击响应，再经过现场测量，结合理论计算结果，确定了管道振动原因，得出了相应的减振措施，并研究液压阻尼器和调谐质量阻尼器的选型和设计方法。对采取减振措施后的管路重新进行测量，结果表明改造措施有效，减振效果非常明显，达到了

2、预期的减振效果。关键词:管路振动;有限元分析;固有频率;调谐质量阻尼器中图分类号:TQ051;TB535文献标识码:Adoi:10．3969/j．issn．1005－0329．2011．10．008AnalysisandControllingofPipelineVibrationinChemicalPlantCUIWei-sheng，GONGJian-guo，JINTao(ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract:Tocontroltheexcessivevibrationindischargingpipeofap

3、lasticplant，thenaturalfrequencyofpipeline，thenaturalfrequencyofgascolumnsandtransientresponseinthevibrationarecalculatedbyfiniteelementmethod．Bythemeasuringdataofvibration，andthetheoreticalcalculationresult，thecauseofpipelinevibrationisanalyzed．Asuggestiontoovercomethevibra-tionreduction

4、ismade，meanwhile，selectionanddesignmethodofhydraulicdamperandtunedmassdamperispresented．Theresultofthemeasuringdataofthemodifiedpipelineshowsthatthepipelinemodificationiseffective．Keywords:pipelinevibration;finiteelementmethod;naturalfrequency;tunedmassdamper1引言结构参数、减少管道振动是工程技术人员的主要课题。本文

5、结合某塑料厂出料管线振动问题，采管道是流体传输、传动和控制工程中用以输取有限元分析方法，分析管系振动的原因，提出减送流体介质、传递流体动力和流体信息不可缺少振措施，解决振动严重超标问题。［1］的元件，在化工厂中广泛应用。随着工业的高速发展，管道的地位越来越呈现出它的重要性。2管道振动情况在管道的实际运行中，不可避免地产生管道振动问题。某塑料厂聚合出料管包括两条线路(A线和管道振动给生产带来了严重的危害，使得管B线)，如图1所示。B线出料管全长75m，跨高道结构产生疲劳破坏，若振动状态持续下去，将会35m，有5个90°转角，1个180°转角，管中压力差引起管线的疲劳损伤、

6、小口径管线损坏、测量计及最大为1MPa。聚合A线长度较B线短，管路输接管、阀门等的损坏以及噪声等。严重的甚至可送物料为聚乙烯粉料。2条管线正常情况下交替能使管系失效而造成生产事故和恶性安全事出料，每条线最大15次/h，故障时单线出料，出料［2］故。因此研究管道动态特性、寻求合理的管道频率增大一倍，达到30次/h。每次出料大约收稿日期:2011－06－102011年第39卷第10期流体机械350．5t/h。最大出料量12t/h。计条件在各管道单元中设定相应的压力与温度。首先对管道进行静态分析，在建立管道模型后，定义计算工况，CAESARII会根据模型中定义的载荷推荐3种载

7、荷工况:操作(OPE)、持续(SUS)和膨胀(EXP)。操作载荷工况代表在热态时作用于管道上的载荷，包括一次载荷(重量、压力和力)和二次载荷(位移和热载荷)。操作工况用来检查热位移、热约束和设备载荷。持续载荷工况代表一次载荷(作用在管道上的外力)，持续载荷工况用来满足规范持续应力的要求。膨胀载荷工况代表位移极限的范围，用来满足膨胀应力［5］要求。本文计算管道流体冲击的响应情况，即当管图1管道系统示意内压力骤增时带来的管道响应。因此取操作载荷出料时，管路由于物料冲击和管内压力骤变工况下，管道上各节点的位移，管道上节点的运动发生振动，根据现场