往复式机泵配管设计初探

1.往复式机泵管系振动的原因 (1)流体脉动。往复式机泵的工作特点是:吸、排流体呈间歇性和周期性,因此不可避免地要激发进、出口管道内的流体呈脉动状态。当脉动流体沿管道输送时,遇到弯头、异径管、分支管、阀门、盲板等管道元件,便会产生随时间变化的激振力,受该激振力作用,管系便产生一定的机械振动响应。     

往复式压缩机管系振动与控制措施

1 往复式压缩机管系振动的产生往复式压缩机工作特点是吸、排气流呈间歇性和周期性 ,因此不可避免的要激发进、出口管道内的流体呈脉动状态 ,使管内流体参数随位置及时间作周期性变化 ,这种现象称为气流脉动。脉动流体沿管道输送时 ,遇到弯头、异径管、分支管、阀门、盲板等元件将产生随时间变化的激振力 ,受该激振力作用 ,管系便产生一定的机械振动响应。压力脉动越大 ,管道振动的振幅和动应力越大 ,强烈的脉动气流会严重地影响气阀的正常开闭 ,减小工作效率。此外 ,还会引起管系的机械振动 ,造成管件疲劳破坏 ,发生泄漏 ,甚至造成火灾爆炸…     

化工管线振动的流体振源分析

对于非机械激振力引起的管线振动，首先必须对管线内流体振源进行分析。以某石化厂加氢管线为例，给出了流体振源振动频率的分析方法。该方法是，先用流型图判断流体流型，然后分析各流型中最易引起管线振动的段塞流。若为段塞流，应再进一步分析并计算段塞流的频率。     

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石油天然气、化工管路常常会因为往复式机泵产生的不稳定流动，以及流体流向改变、管线变径等情况而引起管路振动，如果处理不好，将严重影响管路的安全运行。为此，对一段天然气管系的流体脉动激发振动进行了分析。采用有限元建模方法，考虑了管系的复杂支撑、管系设备、钢结构等因素对管系振动的影响，计算出了脉动激发的位移、转角响应幅值。从计算结果看出，流体脉动对管系的动态响应有着重要的影响，在管道设计时必须加以考虑，并提出了消除流体脉动影响的相应措施。     

管道共振的危害及解决措施

油气田地面工程中管道共振产生的原因较多,危害巨大,需通过具体情况对管道固有频率、管道内介质流态进行分析,寻找出解决管道共振的方法,从而减少管线共振对管道系统造成的破坏。通过分析实际工程中管道共振产生的原因及危害,并通过实验模态分析方法,得出管道共振产生的原因是声阻产生的激振现象所致,提出了减少减压阀及相关管线、取消变径点、缩减管系中弯头数量等避免管道共振的改进措施。经过改进,管道系统的模态及应力分析情况要优于原安装方案,整个管道系统压力相对平稳,地上及埋地管线的应力和流体作用力,以及管道载荷、频率、振幅等满足相关规范。     

气液两相流管道防振的方法与措施

指出气液两相流动管道振动与流体流型有密切关系,塞状或弹状流型易引起管道振动,振动强度与流体流速、流量和压力有关,更与激发频率有关,当激发频率与管道自振频率重合或接近时,即便流体激振强度不高,也会引起管道强烈振动。讨论气液两相流管道防振设计思路,阐明气液两相流管道振动响应分析难以进行,模态分析避免共振仍是目前管道防振分析的主要方法。提出多项具体防振措施,强调流型计算要使塞状流型或弹状流型既不在水平管道中出现,也不在垂直管道中出现。     

往复式压缩机工艺管线振动超标与治理

针对天然气长输管线常用的往复式压缩机工艺管线振动严重超标的问题,通过对不同工况下关键测点的振动测试和压力脉动分析,结合测点的测试数据和频谱特性,得出了压力脉动是导致管线振动主要原因的认识。为了控制压力脉动以消减激振力,根据现场的工艺要求,提出了增加汇气管的缓冲容积和改善管道配置的治理措施。完成整改后,再次进行了关键测点的振动测试和压力脉动分析,数据表明:整改前后压缩机在相同工况参数下运行时,测点最大振动位移由289.76μm降低到47.2μm;最大振动速度由34.26 mm/s降低到5.18 mm/s;压力脉动也符合API 618标准的要求。同时,管线的振动烈度满足多台压缩机同时运行的要求,使得增压站的天然气处理量至少由67.41×10~4m~3/d提升到119.52×10~4m~3/d。该案例表明,对压缩机进行变工况振动测试和频谱特性分析,可方便地找出主要振动源,为管道的减振治理提供依据。     

直管弯头和异径管的气体激振力计算

石油机械某些管路系统内所容纳的气体称为气柱 ,气体象任何振动物体一样具有质量 ,可以压缩、膨胀 ,具有一定的弹性 ,所以气柱本身就象一个弹簧那样的振动系统 ,如有外力作用就会发生振动。特别是在活塞式压缩机工作过程中 ,由于吸、排气是间歇性的 ,而且活塞运动随时间变化 ,这样就会产生压力脉动。压力脉动相当于给气柱施加一个外力 ,即激振力造成管道振动 ,给压缩机运行带来不利影响 ,例如 ,可能使压缩机的功率增加 ;降低气阀的使用寿命 ,造成管道和设备的振动。但是造成管道的振动原因很多 ,是否是气体激振力造成的 ,可以通过计算确定。…     

柱塞泵进口管道振动原因与减振对策研究

柱塞泵进口管道的振动,造成泵进口管道的频繁破裂,维修工作量大,影响了油田的正常注水。文章对引起注水泵进口管道振动的原因进行了分析,计算了流体脉动作用于管道弯头的压力,同时建立了喂水汇管平衡管模拟计算模型,探讨了降低管道流体脉动压力的治理措施。现场应用表明治理措施的应用效果良好,达到了减小管道振动的目的。     

柱塞泵系统减振技术的应用

柱塞泵振动主要是柱塞泵设备振动和管汇振动。陆梁集中处理站原设计的柱塞泵回流管线管径为DN65 mm,出口管线管径为DN80 mm,容易造成柱塞泵的出口管线振动。通过计算,将回流管线的管径扩大到DN80 mm,出口管线的管径扩大到DN100 mm,降低了介质的出口流速,缓解了柱塞泵出口管线的振动。将原设计的90°出口管线弯头改为120°的弯头,降低了柱塞泵出口管线的沿程摩阻,减少了管线由于受力较大引起的流体脉动现象。柱塞泵系统的管线设计应尽量考虑引起管线振动的因素,同时在选择管线附件时应考虑对管线的摩阻和共振问题。     

天然气管道系统地震响应分析

天然气、液化石油气管线系统遭到地震破坏，会引发严重的火灾、泄露、爆炸、污染等次生事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡，因而确保这些管系的抗震安全是极其重要的。为此，对一段天然气管道系统的地震激发的动态响应进行了分析。采用有限元建模方法，考虑了管系的复杂支撑、吊架、管系设备、弯头的影响，计算出了三维EIcentro地震激发的管系模态，管系位移、转角响应幅值，以及地震激发的管系模态响应系数。从计算结果看出，地震对管系的动态特性有着重要影响，在管道设计时应该对此加以考虑，并提出了提高管系抗震的措施。     

冰振下海洋平台上部天然气管线振动分析

渤海辽东湾的导管架平台在海冰作用下会产生比较剧烈的振动。冰激振动除了可引起导管架结构的疲劳破坏，还会引起平台上部管线的疲劳破坏与法兰的松动，因而有必要分析平台在冰振作用下的上部天然气管线振动问题。为此，基于现场监测，建立了管线系统振动力学模型，并采用有限元数值模拟的方法，考虑了管系的复杂支撑、管件、管系设备等因素对管系的影响，计算出冰振下JZ202平台上部主要天然气管系的模态、位移、转角响应及动应力幅值。结果表明，冰振对天然气管线的动态响应有重要的影响，在冰区海洋平台上部管道设计时必须加以考虑，并提出了提高管系抗振的措施。     

考虑温度应力的海洋输液立管动力特性及涡激振动研究

考虑海洋立管管内外温差产生的温度应力以及管内流动流体和管外海洋环境荷载共同作用,建立了立管的涡激振动微分方程,采用伽辽金法对输液立管的动力特性进行分析,给出了有管内流体和温度应力时的海洋立管动力特性的表达式。结合典型平台输油立管的设计参数,分析了在百年一遇海况条件下立管的涡激振动状态和振动幅值。管内流体流动和管内外温差会降低立管的固有频率。对于有可能发生锁频共振的管段,应该采取一定的措施予以避免。     

新氢压缩机管路系统气流脉动及管道振动分析

对柴油加氢装置新氢压缩机管路系统进行了气流脉动和管道振动响应计算与分析,找出气流脉动、机械共振、工艺介质纯度降低、支架及支撑平台刚性不足、管道弯头过多及走向不合理等是引起振动增大的主要原因。对技术改造后的管路系统进行气流脉动和振动比较计算分析,实测结果表明:改造后相同工况下,管道MV11901处法兰、一级进气切断球阀处、一级进气缓冲器、一级进气注氮气管道等振动严重处,振动频率调整到12,9,7,12 Hz,避开了机组前三阶激发频率,振动速度分别由8.9,2.8,4.9,15.3 mm/s减少到1.6,2.3,2.6,3.2 mm/s,振动位移分别由0.360,0.540,0.509,0.408 mm降低至0.064,0.085,0.050,0.073 mm,证明了改造措施的有效性。     

海底管道内部流动引起的流致振动问题研究进展

随着深海油气开发进度的加快,管内压力和流速逐渐增加,由管道内部流动引起的流致振动问题越来越受到海洋工程界的重视。本文围绕海底管道内流激振力引发的流致振动问题,从海底管道内流流致振动的理论模型、数值模拟和实验研究等方面对两相流管道系统中的流致振动研究进展进行综述,总结了多相流流致振动的成因和适用不同管道对象的理论模型;并指出采用流固耦合模拟方法可以更好地考虑实际情况,但段塞流和管道本身非线性影响的叠加增加了模拟的复杂性,建议可采用海底管道系统与管道局部仿真相结合的方法来提高模拟的准确性;同时指出目前的实验研究尽管可以给出短时间内的振动响应特性,但管道疲劳破坏演化过程及规律还有待进一步研究。     

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在输气管道中,由于气体介质与管道系统的相互作用,会使管系统发生振动。管道振动地生产和安全造成很大的威胁。因此,对这种现象进行分析,有利一管道 合理和管理,有利于提出了可靠的防振措施,管道系统振动的原因主要有两方面,一是介质对管道系统产生的振动力,以激发信号,如气注在压缩机进、出口,分支节点部位产生的振动力,清管器通过管桥时对它的作用等;中车方面是对激发信号的响应,其响应除了和激发信号的波形有关外,     

对穿越黄河管道悬空段治理措施的分析

由于河流的冲刷作用,某穿越黄河输油管道悬空段长度达到49 m,受力状态十分危险。针对其特定的地理位置及环境条件,提出了设置拉索的治理方案。文章通过对悬空管道治理前后应力及涡激振动的计算分析,得出该治理方案可有效减小悬空管道应力,但还不能防止悬空管道因涡激振动产生疲劳破坏的结论。     

钻柱在钻井液反馈影响下的横向振动

在假设钻柱为无扶正器的均质等截面弹性管，且两端为铰支的情况下，既考虑钻柱内钻井液流速和轴向力对钻柱振动的影响，又考虑振动的钻柱对钻井液的反馈影响，建立了钻井液在钻柱内流动时钻柱横向振动微分方程，推导出钻井液波动压力计算式，并给出了钻柱横向振动固有频率方程。定性分析时取频率方程前两阶进行近似计算，讨论了钻井液滚动压力对钻柱固有频率的影响。