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模態(tài)有限元分析所得管道振動(dòng)前6階固有頻率值見(jiàn)表。壓縮機(jī)機(jī)組管道激振的主頻率33Hz（轉(zhuǎn)速333r/min，三對(duì)對(duì)置雙作用氣缸）的2倍激發(fā)主頻率66Hz落入管道結(jié)構(gòu)4階固有頻率（72Hz）和5階固有頻率（77Hz）共振區(qū)，發(fā)生了機(jī)械共振。顯然，實(shí)際測(cè)得的點(diǎn)1#和點(diǎn)2#在水平和垂直方向上72Hz的振動(dòng)為管系4階振型和5階振型的綜合。三級(jí)氣液分離器出口管1與四級(jí)進(jìn)口緩沖罐管2的始端垂直相接，由于存在管1對(duì)管2在垂直轉(zhuǎn)彎處的氣流沖擊而下面又無(wú)固定支撐，才會(huì)產(chǎn)生較大的管道振動(dòng)。在三級(jí)油水分離器出口與樓板橫梁之間增加固定支撐，見(jiàn)圖4；在四級(jí)進(jìn)口緩沖罐出口法蘭處增加支撐點(diǎn)，如圖5所示，改變管道的固有頻率，使其遠(yuǎn)離激振頻率。利用ANSYS分析軟件，在原管道有限元模型中增加樓板處各向位移約束和緩沖罐出口法蘭各向約束，對(duì)加固后的管道重新進(jìn)行模態(tài)分析。加固后管道的各階固有頻率值見(jiàn)表。
因?yàn)楣艿老到y(tǒng)比較復(fù)雜，固有頻率多且間隔較小，很難使激振頻率完全脫離各階固有頻率共振區(qū)，但高階共振區(qū)幅值較小，管道振動(dòng)值在允許范圍內(nèi)，故只要避開(kāi)管系低階共振頻率即可。由表可以看出增加了支撐之后，管道高階固有頻率的共振區(qū)在85.1Hz以上，顯然激發(fā)主頻率的2倍頻率66Hz避開(kāi)了機(jī)械共振區(qū)。在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)加強(qiáng)樓板處和緩沖罐出口法蘭處的固定支撐，管路振動(dòng)明顯減弱，有效地解決了管道振動(dòng)問(wèn)題。導(dǎo)致壓縮機(jī)機(jī)組和管道振動(dòng)的原因主要有兩方面，一是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)不平衡或基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不當(dāng)，二是周期性的氣流脈動(dòng)。只有通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)量值、緩沖罐容積、管道結(jié)構(gòu)固有頻率等方面進(jìn)行詳細(xì)分析，才能準(zhǔn)確判定振動(dòng)原因。
通過(guò)管系模態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，主要振動(dòng)原因是激發(fā)主頻率二倍頻與管系結(jié)構(gòu)固有頻率相近造成的機(jī)械共振。在不改變管系主要結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)加強(qiáng)固定支撐，提高管路系統(tǒng)固有頻率，避開(kāi)激振主頻，可以有效地解決管道振動(dòng)問(wèn)題。
另外，在現(xiàn)場(chǎng)管路檢查中發(fā)現(xiàn)，三級(jí)油水分離器是一個(gè)旋風(fēng)分離結(jié)構(gòu)，但進(jìn)氣管正對(duì)旋風(fēng)結(jié)構(gòu)中的中間筒體，進(jìn)入分離器的氣體壓力高且有脈動(dòng)，直接沖擊中間筒體，容易引起與其相連接的管路振動(dòng)。油水分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，進(jìn)氣管路應(yīng)該設(shè)計(jì)成沿分離器筒壁切線進(jìn)氣，雖然這樣的設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)帶來(lái)困難。
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