高压压缩机撬甲板的强迫振动分析.pdf

中国石油和化工标准与质量第九期(上)

高压压缩机撬甲板的强迫振动分析

颜波1余姗珊2

1中海油田服务股份有限公司北京1011492贝特海利科技(北京)有限公司北京100102

【摘要】根据平台结构及设备资料，利用sAcs软件对平台进行振动分析。通过增加立柱的方式，避开设备工作时出现的强迫振动问题。
【关键词】固有频率强迫振动激励频率最大振幅

1概述
压缩机满负荷运转通常会引起压缩机甲
板的强烈振动，甚至使临近的其他设备振动
明显，甚至引起共振，造成结构破坏，给油
田生产带来极大的损失。通过应用SACS程
序对高压压缩机撬甲板的振动分析，找到了
解决振动问题的有效方法。

2SACS的振动分析基础
图2．1
分析高压压缩机所在的平台区域，计算
出平台的自有振动频率。分析的目的是评估
因高压压缩机工作激发的的强迫振动。高压
压缩机在生产平台上的布置及重心如图2．1所
示
SACS振动分析允许位移的判断标准
一SNAME标准
■D-line标准
■MIL-SP标准图2．2高压压缩机工作时的载荷由生产商提
供，载荷加载在设备机轴中心。在模型中，
强迫振动分析得出的平台上节点的振图2sacs模型及约束情况
换算后的等效载荷加载在设备对应平台位置
幅，可以对照以上标准来判断是否合理。的大梁上。计算过程详见附和。
动态分析中，考虑的阻尼比为2％。
图6为增加立柱前，平台的最大振幅
(包括x，Y，z---个方向)与许用振幅(2．2
中的三类标准)的对比。
根据计算结果，增加立柱前，平台节点
的最大振幅与2．2中的标准振幅有干涉，不符
合标准要求。
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≯l，。{图6增加立柱前平台的振动响应
}
3．2加固平台后的强迫振动分析
图1设备布置及平台总体图3．2．1计算模型。
模型中建出的平台结构范围及平台边缘
3SACS的振动分析方法
图3增加立柱前的平台结构约束与未加固前一致，如图2所示。平台增
3．1加固平台前的强迫振动分析3．1．2载荷。加立柱后，结构如图7。载荷与3．1相同。
3．1．1计算模型。高压压缩机的重量为79．48吨。模型中，
模型中建出了高压压缩机所在位置及其设备自重等效分配在平台对应位置的梁格节
附近的相关平台结构。平台边缘约束了x，Y点上，如图4所示。
方向的位移；与甲板区域相连的柱以及斜撑
的远端pin约束。SACS模型及平台的约束情
况如图2所示。平台增加立柱前，结构如图3．

图4模型中设备重量的加载形式图7增加立柱后的平台结构

一解一
中国石油和化工标准与质量第九期(上)

3．2．2固有振动频率计算。由于同一速度下各个载荷间的相位关系不明车，而乙二醇温度低于设计运行温度，在进
图8平台加固后的固有振动频率与高压压确，所以每个载荷单独作为一个工况，把各个入压缩机机油冷却器前，乙二醇将由乙二醇
缩机固有频率的比较。工况进行组合计算，计算结果为各工况下产生开车加热器加热升温。
最大位移之和。
平台知曩詹■糠辜燃4．7脱汞及纯化脱重烃系统
4·，n-⋯
5．3计算中发现。刚-巨杆件连接对于振动计算有脱汞塔脱除原料气中可能含有的汞，并
很大影响确保出口气体中的汞含量小于0．01ttg／Nm3。
；i垂设备与平台的连接模拟为刚性连接。为了避免从而保护下游冷箱中的钎焊铝制换热器。吸
该影响，将振动源和刚性杆件提取出模型。通附剂采用浸硫活性炭，硫与汞反应生成硫化
过计算刚性杆件末端的反力，直接加载在平台汞，该反应不可逆，因此吸附剂不能再生。
纯化系统采用变温变压吸附原理，利
对应位置上。
用吸附剂在不同压力和温度下吸附容量存在
图8平台加固后固有频率比较6结论
差异和选择吸附的特性，脱除原料气中的
根据计算结果，增加立柱后，平台的振动频在增加立柱后，生产平台上所有节点的微量高沸点杂质气体(C5+)，使之含量降
率高于高压压缩机的工作振动频率，振动周期避振动频率都高于高压压缩机撬工作时的振动频至10ppm以下。该系统设三台纯化塔，分别
开了设备工作时的振动周期。证明增加立柱对于率。因此，增加立柱是平台结构避开设备固有经吸附过程、逆放过程、再生过程、冷吹过
影响平台的固有频率有效，可以有效防止平台在频率防止共振的有效方法。程、升压过程完成独立循环。三台纯化塔一
设备工作期间发生强迫振动。台吸附，一台备用，一台再生，形成一个完
7建议
3．2．3平台振幅计算。整的“吸附一备用．再生”的循环过程。
在海洋石油平台设计阶段，参考设备的功
高压压缩机工作时的载荷由生产商提供，5结论
载荷加载在设备机轴中心。在模型中，换算后能及重量，确定设备在平台的位置进行结构设
的等效载荷加载在设备对应平台位置的大梁计，往往会忽略设备本身工作时的振动。海上作5