化工工程中振动管道的设计浅析.pdf

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1、施工管理化工工程中振动管道的设计浅析徐进（巴斯夫（中国）有限公司上海200233）摘要：本文针对发生在化工生产装置中的管道系统振动现二、两相流管道系统的设计象，介绍了其产生的原因，同时对振动管道系统的设计方法进行两相流管道系统，即管道内的流体同时包含气液两相，会产了说明，从而尽可能避免振动在管道系统中出现，减少振动对管生振动的两相流通常分为柱状流、塞状流、泡沫流。在化工生产道系统的损害，使管道系统的动态应力分析(脉冲分析和振动分中两相流发生的原因较多，因此在管道设计中，应提前判断并采析)的结果处于许用范围内；

2、取有效的措施。以下为可能产生两相流的情况；关键词：管道振动；往复压缩机；两相流；水击；反作用力1.明火加热装置的出口管，当温度波动时，会导致流体过热、汽化，产生两相流。在化工生产装置中,管道系统的振动有多种来源,管道设计2.换热器的出口管，当进入换热器介质的流量减少时，换热过程中需要重点考虑的振动现象有以下几种:往复式压缩机及往器出口的温度可能高于设计温度，导致两相流出现。复泵，气液两相流体，水击，压力泻放的反作用力等。在管道设计3.产生较大压降设备（如调节阀，输水器，限流孔板）的下游中，应根据振源不同，合理

3、考虑振动管道的应对措施，在完成初步管线，可能出现流体的闪蒸而导致两相流。设计后，及时用应力分析软件进行动态应力分析，根据分析结果针对上述情况，在管道系统设计中应考虑：两相流管道系统来确定是否需要对管道系统进行更改。本文主要介绍了振动管的空间布置应尽可能短和简洁，避免管道的柔性过大。对产生较道的设计方法，动态应力分析的详细计算过程本文不做介绍。大压降设备，要尽可能布置在地面上，以免与化工装置的钢结构一、往复式压缩机/泵周边管道系统的设计或混凝土结构发生共振，如果下游管线连接到塔或储罐，则该设以下为起振力的计算公

4、式可以用来判定振源。当管道断面备应尽可能的靠近塔或储罐的进口。如果设备下游有弯头，则应积比为σ，起振力为：FX=Q(1-)该保证两者之间有至少500mm的直管段，以避免再次发生扰Q----流量，cm3/s流。对于高速流体，流速的波动会在弯头及支管处产生振动，所γ----流体比重，kg/m3以弯头处的支架要有足够的强度来应对。同时可以通过设置相g-----重力加速度，cm/s2同间距的支架来避免共振。υ----流速，cm/s三、发生水击管道的设计当流速υ为脉冲流时，即产生起振力，产生振源。往复式设水击是当管道中

5、流体因为快速操作产生的流速的急剧变化备周边的管道，由于内部流体的压力脉动产生的振动会导致管而引起的压强的大幅波动。典型案例是当流体管道上的阀门快道、管件及支架的疲劳腐蚀，同时也会因振动导致设备的性能降速关闭时，上游靠近阀门位置的流速降为零，导致压强增大，增压低，能耗增加。因此在设计阶段，应该合理的对管道系统进行评波随后被阀门反弹上行,到达上游末端后再以常压波下行至阀估并制定措施来防止管道过度振动。往复式压缩机周边管道的门。此后不断重复上述过程。水击的压强和导致的振动，会对管设计，应注意以下几方面。道及设备产生

6、损害，严重时会导致管道爆裂，甚至对建筑结构产管道支架的合理设计有利于减少压缩机周边管道的振动。生损害。因此，要找出水击发生的位置,加以分析,并在设计阶段对于压缩机房内的管道，管道支架应该独立于压缩机基础和压缩采取合理的应对措施。根据以往的经验，以下列情况会导致水击机房的地面，以防止振动传递给管道。同时采用高刚性的支架，出现：以保证支架自身不会产生振动。通常振动更易发生在弯头、阀1.进料阀和事故控制阀在终止进料或事故状态时的快速关门、减压阀、调节阀、止回阀等载荷集中的部位，所以支架应尽可闭。能就近布置。对于管道

7、系统的空间布置，在满足应力分析的要求2.泵突然停止后，泵出口的止回阀为防止物料倒流而快速关下，应尽可能的短、直，以增强管道的刚性，同时管道上小管径分闭。支管如放净管，放空管及压力表接管等位置应该用三角板补强，3.雨淋阀或安全阀等在开启时，流体快速流入空管中。防止因为振动产生的疲劳断裂。4.出口管道较长或通往高位储罐的泵，突然停止时。在振动管道系统的设计中，应防止压缩机的振动与管道系统5.当换热器布置在泵出口管的高位时，泵快速启动时。产生共振。通常通过改变管道的空间走向来改变管道系统的固6.当泵出口切断阀布置在

8、离泵较远的高位时。有振动频率，通过设置等间距的支架可以有效地避免管道系统与7.蒸汽管道上关闭的阀门再次打开时。压缩机形成共振。在管道设计中，应与工艺专业确认上述情况的存在，并在设在对管道系统动态应力分析后，如果结果超过许用范围,则计中考虑以下应对措施，对于快速关闭的阀门，应采用延长阀门需要对管道设计进行更改，通常考虑以下几点：更改管道系统的的关闭时间或关闭的方式（如分级关闭）来减少水击。如果预算空间