离心式压缩机基础的计算与设计柴振超

发表时间:2020/5/9   来源:《工程管理前沿》2020年2月5期   作者:柴振超
[导读] 结合工程实例,对化工装置中常见的离心式压缩机基础运用振幅法进行计算和设计
        摘要:结合工程实例,对化工装置中常见的离心式压缩机基础运用振幅法进行计算和设计,并结合资料对相关要点进行阐述。
         关键词:离心式压缩机  振幅法  计算与设计
       
1 前言
        离心式压缩机广泛应用于化工、石化、冶金、纺织等工业部门。钢筋混凝土构架式基础是离心压缩机基础主要的结构形式。在计算时可以简化为嵌固于底板上的框架;由顶板(横梁、纵梁)及柱子组成正交结构体系,基础各构件受力简单明确。这种结构形式可通过改变构件的截面尺寸,主要是调整柱子尺寸得到良好的动力特性。本文结合工程设计,就离心式压缩机基础的设计作一些论述,以供参考。

2离心式压缩机基础的计算方法
        离心式压缩机基础的计算包括承载力和动力计算两部分,其中动力计算方法主要有两种,即共振法和振幅法。振幅法的计算对基础动力特性的描述直观,并可以检验。
       
3设计资料
3.1压缩机供应商提供有关机组资料,包括机组在基础上的布置图,压缩机与驱动器的机器重及转子重,机组的重量分布,机组的转速,附属设备的相关资料等。
3.2工艺管道专业提供压缩厂房设备布置图,包括机组、附属设备及主要管道的配管图等。
3.3地勘单位提供的地勘资料。

4工程实例
4.1压缩机技术参数
汽轮机工作转速5691r/min,最高转速6013 r/min。 压缩机由汽轮机驱动,转速与汽轮机相同,无变速箱。
表一 压缩机资料表
                

4.2 基础形式及截面尺寸。
采用刚架式基础。基础顶标高9.000m,顶板纵向净跨度7600mm,横向净跨度3400mm。
按照构造尺寸:
顶板厚度7600÷5=1520(mm),3400÷5=680(mm),3400÷4=850(mm)
综合考虑顶板厚(1520+850)=1185,取值1200mm。
底板厚度:底板长10400mm,底板厚度:10400÷10=1040mm,
但底板厚度应大于顶板厚度,底板厚度取1500mm。
柱净高Ho=9+2-1.2-1.5=8.3m


4.3基组上下部分重量比较与对中计算。
4.3.1基组上下部自重的比较
下部自重Wx:
底板自重:10.4m×6.2m×1.5m×25=2418kN
柱自重取柱净高一半:×0.7m×0.7m×8.3m×4×25=203kN
乏汽管墩:30kN    填土重:10.4m×6.2m×0.5m×20=645kN
Wx=2418kN+266kN+30kN+645kN=3359kN
上部自重Ws:
顶板面积:9.2m×5m=46m2
顶板开洞面积:H1=4.872 m2  H2=4.148 m2 
顶板自重:(46m2-4.872 m2 -4.148 m2)×1.2m×25=1109kN
柱自重取柱净高一半:203kN
操作时总重:660kN
Ws=1109kN+203kN+660kN=1972kN
故 Wx >Ws,满足要求。

4.3.2基组对中计算
         基组总重心计算:
      0=
        基组总重心与基础底板形心在X、Y轴方向的偏心距:

以机组安装基准线为Y轴,以水平中心线为X轴。


4.4基础的动力计算
4.4.1按《离心式压缩机基础设计规定》(HG/T20555-2006 )6.0.3核算供应商提供的压缩机与汽轮机扰力值

4.4.2按《离心式压缩机基础设计规范》(HG/T20555-2006 )6.0.1条判断是否需要进行动力计算。总扰力:
Pr=12.276+8.8=21.076kN>20kN
不满足要求,需要进行基础的动力计算。
4.4.3按《离心式压缩机基础设计规定》(HG/T20555-2006 )6.0.4条,对基础顶面的振动线位移幅值和速度幅值进行计算:

故满足《离心式压缩机基础设计规范》(HG/T20555-2006 )3.2.4的要求。

5承载力计算(略)

6结语
        要设计出性能良好的压缩机基础,除了准确完成静力、动力计算外,合理的基础形式;协调的厂房布置;基础顶面与厂房平台的衔接;详细设计阶段对构造要求的满足,以及针对压缩机基础的特殊性,图纸对施工过程要求等等都是密不可分的。

参考文献
[1] GB 50040-96,《动力机器基础设计规范》,中国计划出版社
[2] HG/T20555-2006,《离心式压缩机基础设计规定》,中国计划出版社
[3] SH/T3091-2012《石油化工压缩机基础设计规范》,中国石化出版社
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