浅谈离心压缩机管道的柔性设计

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管道柔性是反映管道变形难易程度的概念，表示管道通过 自身变形吸收热涨、冷缩和其他位移变形的能力。我们进行压缩机管道设计时，采取各种措施保证管道具有足够柔性 ，旧能减少压缩机管道对压缩机风通兰管口的作用力和力矩 ，保证压缩机的安全、平稳、长期运行。压缩机管道设计人员-般通过计算机软件(CAE-SAR I程序)、经验公式等办法进行柔性分析。

2 CAESARI程序管道设计人员首先绘制平面或三维工程管路布置图(包括管道尺寸、管件、节流元件、阀门的安装位置等)，提出压缩机法兰口允许的力和力矩、压缩机法兰口的热位移值、压缩机各个管口操作条件等数据。之后通过计算机软件(CAESARⅡ程序)进行管道的建模、单管计算、整体校核等程序。同时考虑容器法兰口、对外交接点设置为固定点。

2.1压缩机管道柔性设计的内容主要有以下几个方面：(I)管道应力在许用范围内；(2).保证压力管道对压缩机风通兰管口的作用力和力矩以及压缩机法兰的位移值应在允许的范围内；(3)计算出作用在压力管道支吊架上的载荷值；(4)协助配管优化设计。

2.2在进行压力管道柔性设计时，增加管道的柔性有几种方法：(1)改变管道的走向，以增加整个管系的柔性；(2)设置弹簧支吊架来放松约束，或者调整支吊架的位置或型式；(3)选用适当形式的补偿器 ，直到力学计算通过。

2.3公式压缩机组各段进、出气法兰所承受的力、力矩，合力、合力矩以及合力、合力矩各分量(参考图 1)须符合标准API617(石油，化工和气体工业用离心式压缩机》附录 E2-力和力矩规定要求。应用CAESAR I程序校核压缩机压力管道时-般采用 NEMA23的 1.85倍作为校核通过的标准。

自 合力和合力矩不应超过公in 03.1建立-个空间坐标系XYZ轴。-旦坐标系确定之后，下列计算均参照该坐标系进行。

33计算AX 、△Y，、△z.，它们分别为 b端沿x轴、Y轴和 z轴方向的附加位移值减去 a端相应方向的附加位移值。附加位移与坐标方向相同时取正值，相反时取负值。

3.4计算AX：、AY：、AZ：，它们分别为假设 b端放松后由于管道热膨胀引起 的b端沿 x轴、Y轴和 z轴方向的位移值。△x：、△Y 、△z 按下式计算：X2ctL，AT Y2ctLrAT ZctLzAT式中x 、△Y 、AZ -假设 b端放松后由于管道热膨胀引起的 b端沿X轴、Y轴和 Z轴方向的位移值，mm；ot-管道材料从安装温度变化到操作温度的平均膨胀系数 mm/(mm.℃)Lx、Lv、 -以a端为坐标原点时，b端在 x、Y、z三个方 向坐标值，mm；T-管道从安装状态(-般取为 20C)到操作状态的温度变化值，mm。

3.5计算管段在x、Y、z三个-方向的变形AX、△Y、AZ，它们分别为：XAX2-AXl YAY2-△Y1 ZAZ2-AZl3.6计算管段总变形值：Y2△x2△Y2AZY：fAXEAY%AZ2- (4)3.7将计算结果带人式(3)，如果 A≤2083，该管道柔性符合要求。

公式的使用条件 ：具有同-直径、同-壁厚 、管材-致的管道 、无支管、两端是固定点、中间无限位支吊点。

上式不适用下列管道：剧毒介质管道、在剧烈循环条件下运行，有疲劳危险的管道、大直径薄壁管道(管件应力增强系数 i≥5)、端点附加位移量占总位移量大部分的管道、L/D>2.5的不等腿 U形弯管管道，或近似直管的锯齿状管道。

4管道热补偿的方法管道热补偿的方法包括自补偿和补偿器补偿。管道的自补偿就是利用管道 自身的弯曲或扭转产生的变位来达到热胀或冷缩时的自补偿。当受条件限制，管道柔性仍不能满足要求时，可采用下列方法改善管道的柔性。

5结束语在压缩机管道设计中采用计算机软件或经验公式等方法进行管道的柔性设计可以有效防止管道因热胀冷缩、端点附加位移、管道支撑设置不当等原因造成管道应力过大、管道对压缩机风通兰口的推力或力矩过大，从而影响压缩机的正常运行等问题。所以做好管道柔性设计是至关重要的。