离心压缩机扭振分析问答——漫话API617-2022

文摘   其他   2024-11-03 06:32   北京  
Q&A about torsional analysis of centrifugal compressor ?


 离心压缩机扭振分析问答 


离心压缩机实践



扭振分析对离心压缩机来说特别重要,尤其是对于驱动机为非汽轮机驱动的时候。

1、什么是扭振

扭振,顾名思义就是扭矩扭转的振动。比如一台电机驱动的压缩机,你感觉转速固定在3000rpm,实际上的转速是随时波动的,比如1S前是2990rpm,1S后变成了3005rpm,再过1S又变成了2990rpm。正是由于这种转速的波动(转速波动来源于扭矩的波动),如果这种波动和轴系的某个扭转临界转速接近,就会发生扭转的共振,导致机组损坏,大家可以看如下文章。什么是扭振,扭振的原因是什么,扭振的不利影响有哪些——漫话API610第12版
扭振有很多危害,包括

1、增加疲劳损伤:扭振会导致轴系和相关部件承受周期性的扭转应力,这种反复的应力作用会加速部件的疲劳损伤,缩短其使用寿命,甚至引发事故,造成设备损坏和人身伤害

2、降低效率:扭振可能导致机械设备的运行效率下降,因为振动会增加额外的能量消耗,导致效率降低。

3、影响精度:对于需要高精度的机械设备,扭振可能导致精度下降,影响产品质量和性能。

4、增加噪音和振动:扭振会增加机械设备的噪音和振动水平,这不仅影响工作环境,还可能对操作人员的健康造成影响。

2、API617-2022对扭振的要求问答

Q:什么情况下必须进行离心压缩机组的扭振分析?
A:对于机组中含有,电机(驱动压缩机的电机)、发电机、正向位移机器(比如柴油机等)以及含有齿轮的机组,都必须进行扭振分析。

Q:汽轮机直接驱动的离心压缩机需要进行扭振分析吗?
A:API617-2022规定,只有有要求时,才要对汽轮机直接驱动的离心压缩机进行扭振分析。——国内汽轮机直接驱动的离心压缩机一般都不做扭振分析。

Q:扭振分析需要考虑哪些激励源?
A:齿轮特性,比如不平衡量,螺旋线的跳动,累计的螺旋误差;齿轮径向振动导致的转矩波动;柴油机循环过程的冲击;由电动机和发动机引起的扭转激励;一次和两次电气线路频率;一次和二次操作转速。
Q:怎么样才算扭振合格了呢?
A:机组转速从Nma~Nmc转速范围内,整个机组的扭振自然频率在工作转速 范围(最小到最大连续转速)内,至少高于任何可能的激振频率 10%,或低于 任何可能的激振频率 10%。如下图所示
Q:如果不满足10%的裕度的要求怎么办?
A:进行稳态应力分析,来表明共振对轴系没有负面影响。


Q:对于没有变频驱动的同步电机,扭振分析有什么特殊要求?
A:不但要进行传统的扭振分析(稳态),还要进行瞬态扭振分析。


END

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