張建明　同利平　梁威

摘 要：離心壓縮機(jī)在工藝流程中是心臟，管道則是脈絡(luò)，管道布置和管道支架設(shè)置顯得非常重要，是壓縮機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。

關(guān)鍵詞：管道布置；管道支架；應(yīng)力分析；載荷；彈簧支架

離心壓縮機(jī)管道布置必須符合下列要求：管道布置應(yīng)符合有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定；符合工藝流程圖及儀表流程圖的要求；管道布置應(yīng)使管系有一定的柔性，保證管道對(duì)壓縮機(jī)管口作用力及力矩不超過壓縮機(jī)廠家的許用數(shù)值的范圍；管道布置應(yīng)考慮設(shè)置合理的支撐點(diǎn)及相匹配的管道支架的類型；管道布置應(yīng)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)規(guī)劃，保證壓縮機(jī)安全可靠運(yùn)行，同時(shí)要滿足施工、檢修操作等各方面的要求 。

1.離心壓縮機(jī)進(jìn)口管道布置的要求

離心壓縮機(jī)采用封閉式廠房安裝時(shí)，一般進(jìn)口管道設(shè)置在廠房外面，能夠節(jié)約場(chǎng)地及方便施工和檢修；壓縮機(jī)進(jìn)口一般不能直接與彎頭連接，保證最短的直管段應(yīng)大于2倍的管徑，通常取3～5倍的管徑。根據(jù)流程圖的要求，一般情況下進(jìn)口管道應(yīng)設(shè)置氣液分離器，分離設(shè)備盡量靠近進(jìn)口處，同時(shí)考慮管道有一定的坡度坡向氣液分離器。為了防止開車前雜物進(jìn)入壓縮機(jī)，在管道進(jìn)口設(shè)置一段可拆卸的短管，便于安裝臨時(shí)過濾器。

2.離心壓縮機(jī)出口管道布置的要求

經(jīng)過管道應(yīng)力分析后，出口管道在滿足壓縮機(jī)管口力及力矩的情況下，通常在管道出口附近設(shè)置變力彈簧支吊架，根據(jù)管道支架需要生根的地方確定合適的形式及類型，載荷及貼板大小根據(jù)應(yīng)力分析的結(jié)果統(tǒng)一考慮；壓縮機(jī)出口的管道不能有袋形；出口管道一般必須有防止氣體、液體倒流的止回閥，管道管徑偏大時(shí)，止回閥應(yīng)盡量靠近機(jī)組，防止逆流破壞壓縮機(jī)；出口管道的相關(guān)的操作閥門應(yīng)布置在壓縮機(jī)二層平臺(tái)上，方便操作人員操作和觀察現(xiàn)場(chǎng)儀表；管道布置滿足壓縮機(jī)管口受力的同時(shí)，走向應(yīng)盡量短，減少彎頭的數(shù)量，降低管道的阻力。

3.離心壓縮機(jī)管道支架設(shè)置選型

3.1管道支吊架的分類及作用

（1）承重管架：承受管道荷載（包括管道自身荷載、隔熱或隔聲結(jié)構(gòu)荷載和介質(zhì)荷載等），主要由剛性支架、可調(diào)剛性支架、可變彈簧架、恒力彈簧架組成。

（2）限制性管架：用于限制、控制和約束管道在任一方向的變形，主要由固定支架、限位支架、軸向限位支架、導(dǎo)向支架組成。

（3）減振架：用于限制或緩和設(shè)備進(jìn)出口管道和地震、風(fēng)壓、水擊、安全閥排出反力等引起的管道振動(dòng)，主要由一般減振架、彈簧減振器、油壓減振器組成。

3.2管道支架生根的方式

離心壓縮機(jī)管道支架生根主要有以下幾種方式：①在壓縮機(jī)平臺(tái)上生根，通常采用預(yù)埋鋼板或型鋼、在混凝土結(jié)構(gòu)上鉆孔后用膨脹螺栓固定；②在墻上、柱子上生根，預(yù)埋鋼板或膨脹螺栓固定；③在鋼結(jié)構(gòu)、大管道上生根；④在建、構(gòu)筑物平臺(tái)及設(shè)備平臺(tái)生根；在設(shè)置管架時(shí)，應(yīng)將生根件（預(yù)焊、埋件）的位置、荷載（力和力矩，管道應(yīng)力分析計(jì)算出來的）、預(yù)埋件的尺寸或標(biāo)準(zhǔn)等提供給土建專業(yè)設(shè)計(jì)者，以滿足支架設(shè)計(jì)的要求。

3.3管道支架位置設(shè)置的原則

①承重支架間距應(yīng)滿足管道剛度及撓度的要求；②垂直管道彎頭附近一般做承重支架，也可設(shè)置彈簧支架；③選用彈簧支吊架時(shí)，管道與生根物之間應(yīng)有足夠的安裝空間；④在壓縮機(jī)進(jìn)出口管口附近，一般應(yīng)設(shè)置彈簧支吊架，防止管口承受過大的荷載；⑤管道支架生根的位置，應(yīng)減小對(duì)被生根部件的不良影響；⑥有較大振動(dòng)的管道，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置管道支架，防止將振動(dòng)傳遞到構(gòu)筑物上產(chǎn)生破壞。

3.4離心壓縮機(jī)管道支架選型原則

①優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)圖集中的管架和元件，減少管架的型號(hào)和非標(biāo)的管架，有利于現(xiàn)場(chǎng)的施工及管架的采購，節(jié)約成本和時(shí)間；②各種支吊架選型時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照應(yīng)力計(jì)算的荷載進(jìn)行選擇，同時(shí)要考慮模型中限位方向的要求；③根據(jù)管道溫度、工作狀態(tài)（保冷、保溫）、管道熱脹量、管道的材料選用合適的支架；④在管道有較大的橫向位移和載荷時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用導(dǎo)向管托，保證管道有軸向移動(dòng)的位移；⑤選用支架應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性；⑥高溫管道、低溫管道、合金管道應(yīng)避免采用焊接型支架和吊架

3.5離心壓縮機(jī)管道支架選型應(yīng)用

離心壓縮機(jī)進(jìn)出口管口附近一般選用彈簧支吊架比較多，管架生根在壓縮機(jī)平臺(tái)下面時(shí)，宜采用彈簧吊架，一般選用化工部管架標(biāo)準(zhǔn)圖的C2和C7系列的圖紙，由于壓縮機(jī)基礎(chǔ)下空間有限，該系列吊架預(yù)埋板要求空間小，施工簡單；管架生根在地面時(shí)一般選用C14、C15和C16系列的彈簧支架；離心壓縮機(jī)管道彈簧支架一般采用變力彈簧，變力彈簧的載荷的變化率應(yīng)≤25%；除非應(yīng)力分析時(shí)管口受力難以滿足標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以選擇恒力彈簧，但是成本比較高，同時(shí)安裝所需空間大，一般盡量少選用為好；恒力彈簧支架適用于管道豎向位移較大或受力要求苛刻的場(chǎng)合； 由于離心壓縮機(jī)管道管徑偏大，同時(shí)高溫及低溫管道比較多，所以管托使用情況很多，配合以不同形式的吊架和托架以及不同的生根方式，滿足管道支撐的要求；在有橫向或軸向限位的要求時(shí)，必須采用限位支架滿足應(yīng)力分析要求的參數(shù)；限制橫向位移時(shí)，一般采用導(dǎo)向支架，導(dǎo)向支架不應(yīng)靠近彎頭或支管連接處；固定支架在離心壓縮機(jī)管道設(shè)計(jì)中較少采用，一般在界區(qū)分界線1m處設(shè)置固定支架。

4.結(jié) 論

通過建立精確的管道應(yīng)力分析模型，準(zhǔn)確計(jì)算出管道各個(gè)支撐點(diǎn)的載荷及位移，選用合適的管道支吊架及彈簧支吊架，保證壓縮機(jī)管系具有足夠安全的柔性，以滿足壓縮機(jī)安全運(yùn)行的條件。

參考文獻(xiàn)：

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[6]曲昭嘉，王瑾，曲圣偉主編.《簡明管道支架計(jì)算及構(gòu)造手冊(cè)》

作者簡介：張建明（1981-）， 男，工程師，主要從事化工工藝流程研究及工藝管道設(shè)計(jì)工作。