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【摘要】压缩机是聚丙烯车间的重要设备，压缩机由于吸气、排气的间歇动作，将产生激振力，压缩机管线的振动会使管路附属设备连接处松动，本文就其消减振动的措施进行讨论。
【关键词】原理；特点；孔板；脉动
【中图分类号】TH452 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0283-01
一、往复式压缩机工作原理
当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。
二、往复式压缩机的主要特点
1、往复式压缩的优点
①适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力；
②热效率高，单位耗电量少；
③适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；
④可维修性强；
⑤对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉；
⑥技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验；
⑦装置系统比较简单；
2、往复式压缩的缺点
①转速不高，机器大而重；
②结构复杂，易损件多，维修量大；
③排气不连续，造成气流脉动；
④运转时有较大的震动。
三、气流压力脉动的消减措施
气流脉动的消减关键在于配套管线的设计，在配套管线的设计阶段，除了满足工艺要求外，还要进行管系配置的系统计算，从而对管系做出最优化的选择，例如容积体积、管径、管长、支撑位置、支撑长度等的优化选择。此外，还要进行气流脉动响应计算，找出气流脉动不均匀度沿管线的分布规律，必须使其在许可范围之内。
1、增加孔板
增加孔板是有效的减振措施，当压缩机结构设计不许缓冲器紧靠气缸、缓冲效果不理想时，特别是气缸与缓冲器问连接管为共振管长时，通过在缓冲器法兰处安装恰当尺寸的孔板可以把管道内的气流由驻波变为行波，从而降低气流压力的不均匀度，以增强缓冲效果，达到减振的目的。气流通过孔板后，其流速大小和方向都会发生变化，系统能量也会发生损失，增加孔板虽然降低了气流脉动，但同时也减少了输送压力，这是一个矛盾的统一体，在考虑减小气流压力脉动的同时，也要考虑在生产工艺上满足要求，不要顾此失彼，得不偿失，因此，在增加孔板减小气流脉动的同时，一定要仔细分析气流通过孔板时的压力降，气流通过孔板后的压力降公式，由流体力学中有外功加入的柏努力方程
式中z1，72一截面1与截面2的中心至基准水平的垂直距离，m
P1，P2一流体分别在截面1与截面2处的压强，Pa
u1，U2一流体分别在截面1与截面2处的出口流量，m3/h
f-流体能量损失，J
we-外功或静功，J
2、固定支撑减振
为了机组设计的紧凑性和工艺流程的设计要求，压缩机的进、排气管道必然要设置多个弯头，合理的布置管道和安装管道支撑，对减少管道振动具有较大的影响。
①管道布置应尽量沿地面铺设，这样有利于管道支撑，管道布置时还应尽量减少弯头的数量，以减少激振力的作用。
②管道支撑设计时应注意以下几个方面的问题。
第一，一般情况下，支架的跨距应大体相同，因为在各支架的跨距中，只要有一个较大，管系的机械固有频率就会显著降低。
第二，管道的支架应采用防振管卡或固定支架，不能采用简单支托，更不能采用吊架，为了增加管卡和管道之间的接触面积使管卡能够卡紧，防振管卡应采用扁钢而不宜采用圆钢，并且在管卡与管道之间应衬衣石棉橡胶垫。
第三，防振支架设独立基础，尽量避免固定在压缩机基础和厂房的梁柱上。防振支架的结构和支架的固定部分应具有足够的刚度，防振支架的距离和位置应经过管系固有频率分析后确定。
第四，振动管道沿地面铺设，原则上支架不应固定在厂房、构架、平台和设备上，应固定在管墩的型钢上固定管托、管卡时应有一定弹性，以吸收管道部分振动力，减少管道振动就应减少激振力和加强约束力。具体措施就是减少弯头数量，加强支撑和改变支撑位置等。但在压缩机配管已经完成的情况下，用减少弯头数量的方法，工作量较大，因此，改变支撑是行之有效的方法，改用环形扁钢卡环固定，卡环与管子间采用石棉橡胶板垫层，使卡环的作用大大加强，由于支撑结构的改变，所以管系结构自振频率就增加了，增加了管道的抗气流脉动的干扰能力，同时抗外力的能力也明显改善。
四、结论
气流压力脉动是压缩机管道振动的主要原因，因此在配管设计中应采取消减气流压力脉动的措施，如在靠近气缸口附近安装缓冲器，在缓冲器法兰处安装恰当尺寸的孔板，管道设计中应尽量平直，尽可能减少弯头，避免急弯和空間三度转弯，要进行管系气柱固有频率和结构固有频率及结构振动响应方面的计算，避免发生气柱共振和机械共振，通过合理的计算采取合理的措施消减气流脉动。
【关键词】原理；特点；孔板；脉动
【中图分类号】TH452 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0283-01
一、往复式压缩机工作原理
当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。
二、往复式压缩机的主要特点
1、往复式压缩的优点
①适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力；
②热效率高，单位耗电量少；
③适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；
④可维修性强；
⑤对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉；
⑥技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验；
⑦装置系统比较简单；
2、往复式压缩的缺点
①转速不高，机器大而重；
②结构复杂，易损件多，维修量大；
③排气不连续，造成气流脉动；
④运转时有较大的震动。
三、气流压力脉动的消减措施
气流脉动的消减关键在于配套管线的设计，在配套管线的设计阶段，除了满足工艺要求外，还要进行管系配置的系统计算，从而对管系做出最优化的选择，例如容积体积、管径、管长、支撑位置、支撑长度等的优化选择。此外，还要进行气流脉动响应计算，找出气流脉动不均匀度沿管线的分布规律，必须使其在许可范围之内。
1、增加孔板
增加孔板是有效的减振措施，当压缩机结构设计不许缓冲器紧靠气缸、缓冲效果不理想时，特别是气缸与缓冲器问连接管为共振管长时，通过在缓冲器法兰处安装恰当尺寸的孔板可以把管道内的气流由驻波变为行波，从而降低气流压力的不均匀度，以增强缓冲效果，达到减振的目的。气流通过孔板后，其流速大小和方向都会发生变化，系统能量也会发生损失，增加孔板虽然降低了气流脉动，但同时也减少了输送压力，这是一个矛盾的统一体，在考虑减小气流压力脉动的同时，也要考虑在生产工艺上满足要求，不要顾此失彼，得不偿失，因此，在增加孔板减小气流脉动的同时，一定要仔细分析气流通过孔板时的压力降，气流通过孔板后的压力降公式，由流体力学中有外功加入的柏努力方程
式中z1，72一截面1与截面2的中心至基准水平的垂直距离，m
P1，P2一流体分别在截面1与截面2处的压强，Pa
u1，U2一流体分别在截面1与截面2处的出口流量，m3/h
f-流体能量损失，J
we-外功或静功，J
2、固定支撑减振
为了机组设计的紧凑性和工艺流程的设计要求，压缩机的进、排气管道必然要设置多个弯头，合理的布置管道和安装管道支撑，对减少管道振动具有较大的影响。
①管道布置应尽量沿地面铺设，这样有利于管道支撑，管道布置时还应尽量减少弯头的数量，以减少激振力的作用。
②管道支撑设计时应注意以下几个方面的问题。
第一，一般情况下，支架的跨距应大体相同，因为在各支架的跨距中，只要有一个较大，管系的机械固有频率就会显著降低。
第二，管道的支架应采用防振管卡或固定支架，不能采用简单支托，更不能采用吊架，为了增加管卡和管道之间的接触面积使管卡能够卡紧，防振管卡应采用扁钢而不宜采用圆钢，并且在管卡与管道之间应衬衣石棉橡胶垫。
第三，防振支架设独立基础，尽量避免固定在压缩机基础和厂房的梁柱上。防振支架的结构和支架的固定部分应具有足够的刚度，防振支架的距离和位置应经过管系固有频率分析后确定。
第四，振动管道沿地面铺设，原则上支架不应固定在厂房、构架、平台和设备上，应固定在管墩的型钢上固定管托、管卡时应有一定弹性，以吸收管道部分振动力，减少管道振动就应减少激振力和加强约束力。具体措施就是减少弯头数量，加强支撑和改变支撑位置等。但在压缩机配管已经完成的情况下，用减少弯头数量的方法，工作量较大，因此，改变支撑是行之有效的方法，改用环形扁钢卡环固定，卡环与管子间采用石棉橡胶板垫层，使卡环的作用大大加强，由于支撑结构的改变，所以管系结构自振频率就增加了，增加了管道的抗气流脉动的干扰能力，同时抗外力的能力也明显改善。
四、结论
气流压力脉动是压缩机管道振动的主要原因，因此在配管设计中应采取消减气流压力脉动的措施，如在靠近气缸口附近安装缓冲器，在缓冲器法兰处安装恰当尺寸的孔板，管道设计中应尽量平直，尽可能减少弯头，避免急弯和空間三度转弯，要进行管系气柱固有频率和结构固有频率及结构振动响应方面的计算，避免发生气柱共振和机械共振，通过合理的计算采取合理的措施消减气流脉动。