天然气压缩机站场工艺管道振动分析技术探讨.docx

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天然气压缩机站场工艺管道振动分析技术探讨

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冷俊吴卓谦廖凯蒋冲赵勇

摘要：随着天然气工业的发展，大型压缩机组越来越广泛的应用于天然气长输管道工程。结合工程实际应用，对已有的压缩机站场工艺管道振动分析方法作出改进。通过管道应力分析软件CAESARⅡ和科学仿真计算软件Matlab的联合使用，合理、有效的对天然气压缩机站场工艺管道振动情况进行分析。

关键词：压缩机；管道；固有频率；气柱；振动

：TQ051：A：1671-0460（2015）07-1690-03

DiscussiononAnalysisMethodsofPipelineVibration

inNaturalGasCompressorStations

LENGJun1，WUZhuo-qian2，LIAOKai3，JIANGChong4，ZHAOYong5

（1.SchoolofOilNaturalGasEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，SichuanChengdu610000，China；

2.GasManagementOffice，SouthwestOilandGasCompany，SichuanChengdu610000，China；

3.ShunanGasFieldofSouthwestOilGasFieldCompany，SichuanShunan646000，China；

4.JiangxiNaturalGasCo.，Ltd，，JiangxiNanchang330029，China；

5.Lan-Cheng-YuOilProductTransportationSubcompany，SichuanChengdu61000，China）

Abstract：Withtherapiddevelopmentofnaturalgasindustry，large-scalecompressorsetshavebeenwidelyusedinlongdistancenaturalgaspipelineprojects.Basedonthepracticalapplicationinacompressorstation，theanalysismethodofpipelinevibrationinthecompressorstationwasimprovedbyusingCAESARⅡandMatlab，areasonableandefficientvibrationanalysismethodofthepipelineofnaturalgascompressorstationwasputforward.

Keywords：Compressor；Pipeline；Resonantfrequency；Aircolumn；Vibration

根据世界石化工业100起特大财产毁损事件分析表明，由管道振动引发的事故为19%，排在第二位（第一位是机械故障）[1]。

在生产实际中，强烈的管道振动，将会使管路附件，尤其是管道的连接部位、管道与附件的连接部位和管道与支架的连接部件等处发生磨损、松动；在振动所产生的交变

应力作用下，导致疲劳破坏，从而发生管线断裂、介质外泄，甚至引起严重的生产事故，給生产和环境造成严重危害。对于压缩机站来说，压缩机进出口管道直接与振动源相连，对其进行振动分析是很有必要的。

以前的研究未考虑气柱共振的影响，或气柱固有频率计算结果不太理想，本文根据工程的实际应用，提出的分析方法考虑了气柱共振影响，同时提高了气柱固有频率计算的准确度。

1压缩机站场工艺管道振动

压缩机站场是长距离输气管道的重要组成部分。压缩机进出口管道直接与压缩机相连，易受振动源激发，产生振动。如果激发源的振动频率与管道的固有频率一致或接近将会产生共振，容易造成对管道的破坏，引发事故。同时管道内填充的气体也有自身的固有频率，若激发频率接近该频率，该气柱系统也会产生响应，引发共振，对管道系统造成破坏。因此，对这两个振动系统进行分析，找到其共振可能发生的频率范围，可对压缩机站的工艺管道设计以及运营维护阶段的事故分析提供帮助。

天然气压缩机站场工艺管道的振动由两个振动系统构成。一是机械振动系统，由管道、管道附件、容器、支架等构成，受到激发后产生机械振动响应。二是气柱振动系统，即充斥于管路内的气体，它具有自己的固有频率，这