Вибрации трубопроводов. Причины колебаний трубопроводов. Собственные частоты колебаний трубопроводов. Экспериментальные исследования колебаний трубопроводов нагнетательных установок, страница 12

Вибрации компрессорных установок. При определении источников колебаний присоединенных трубопроводов на компрессорных станциях необходимо сравнить частоту этих колебаний с режимом работы и колебаниями компрессоров.

Колебания компрессора зависят, прежде всего, от величины сил, создаваемых движущими частями машины, и определяются степенью уравнений таких частей. Частота этих сил является функцией скорости работы машины и числа силовых и компрессорных цилиндров. Однако известны аварийные колебания компрессорных агрегатов, возникшие под действием вибраций трубопроводов, жестко присоединенных к компрессорным цилиндрам.

Рис. 7.13. Сопряжение приемного и нагнетательного трубопроводов

с внутренними коллекторами:

1 – приемный трубопровод; 2 – верхний коллектор; 3 – компрессорные

цилиндры; 4 – нижний коллектор; 5 – нагнетательный трубопровод

Рис. 7.14.  Колебания компрессора:

а - виброграмма  колебания  корпуса компрессора;

б — зависимость интенсивности колебаний от числа оборотов машины

Замеры колебаний компрессоров производились при разной частоте вращения вала (с диапазоном 235—305 об/мин.,рис. 7.14,а). На виброграммах четко выражены большие пологие волны с частотой 5 Гц, что соответствует 300 об/мин. Кроме того, на каждой большой волне отчетливо вырисовываются по шесть малых волн. Это соответствует работе трех компрессорных цилиндров двойного действия, которые делают шесть толчков  во время одного оборота коленчатого вала.

В табл. 7.1 приведены данные о колебаниях компрессора при переменной частоте вращения вала компрессора. Таблица подтверждает зависимость частоты повторяемости характерных зубцов на виброграммах от частоты вращения вала (4 кол/с при 235 оборотах вала в минуту и 5 колебаний при 280—305 оборотах). Результаты замеров свидетельствуют также об увеличении интенсивности колебаний компрессора с увеличением частоты вращения вала (рис. 7.14,б), причем амплитуда колебаний корпуса компрессора, как и следовало ожидать, возрастает пропорционально квадрату числа оборотов машины.

Таблица 7.1

Горизонтальные колебания компрессора

на высоте 1,2 м от фундамента

На основании изложенного можно заключить, что компрессоры работали достаточно спокойно; амплитуды и частоты колебаний находятся в полном соответствии с режимом их эксплуатации и не превышают допустимых значений.

7.6.  Расположение трубопроводов.

Допустимая длина пролетов. Трубные опоры

Прокладка трубопроводов нагнетательных установок может быть воздушной и подземной. Воздушная прокладка осуществляется на мачтовых опорах, эстакадах, стенах зданий и других сооружениях, расположенных над поверхностью земли. Воздушные трубопроводы значительно долговечнее и дешевле подземных, кроме того, их удобнее обслуживать.

Известно, что трубопроводы под действием температуры транспортируемой по ним среды изменяют свою длину. Например, с изменением температуры на 100° трубопровод меняет свою длину на 1,2 мм на каждый метр. Если взять участок трубопровода длиной 50 м, то удлинение его с повышением температуры на 200° будет составлять около 12 см. Без компенсирующих устройств такое удлинение вызывает в трубопроводе большие напряжения, сопровождающиеся деформацией труб. Для защиты трубопровода от разрушающих температурных напряжений применяют различные компенсирующие устройства. Компенсация температурных деформаций во многих случаях осуществляется за счет гибкости труб на углах поворота. Гибкостью трубопровода называют отношение фактической длины трубы к кратчайшему расстоянию между двумя точками, которые она соединяет.

Трубопроводы принято считать жесткими, если на опорах они не имеют шарнирных соединений и изгибаются или поворачиваются только в результате деформаций.