石化设备管道系统阻尼减振技术研究及疲劳寿命分析

论文摘要

石化企业中压缩机、换热器、塔、泵等设备的管道系统振动普遍存在且危害很大。解决管道系统振动的方法有很多,但是传统的减振方法大多需要在停车的情况下对管道系统进行减振改造,可能会影响企业的正常生产进度,给企业造成经济上的损失。本文针对石化设备管道系统存在的振动问题,通过对新型阻尼器的结构设计和对阻尼液减振性能的实验研究,研发了新型管道阻尼减振技术。这种技术能够在不停车的情况下对管道系统进行减振。结合中石化巴陵分公司E-2207换热器壳程出口管道至T-3塔入口管道减振改造、中石化沧州分公司离心压缩机出口管道减振改造和中石化济南分公司丙烷塔空冷器集合管管道减振改造等实际工程项目,通过到现场实际测量管道振动情况,利用CAESARⅡ软件建立管道系统模型并进行模态分析,分析导致管道系统振动的原因,提出管道振动的解决方案。在管道系统的合适位置加装阻尼器对管道进行减振控制。减振改造完成后整个管道系统的振动得到有效控制,管道振幅可以降低60%以上。最后根据济南分公司空冷器集合管管道的实际参数,利用有限元软件ANSYS建立管道系统模型,对管道系统进行应力分析,得出最大应力点。查询分析设计标准JB4732-1995中金属材料的应力—循环次数曲线,运用ANSYS软件的疲劳分析模块对减振后的管道系统进行疲劳寿命分析,估算出减振后管道系统的疲劳寿命约为30年,大于管道标准规定的一般管道系统的原始设计寿命15年～20年。最终得出结论新型管道阻尼减振技术减振效果明显,大幅度提高了管道系统的使用寿命。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源及研究目的和意义
• 1.1.1 课题的来源
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 管道系统振动控制和疲劳分析研究进展
• 1.2.1 管道系统振动控制研究进展
• 1.2.2 疲劳分析研究进展
• 1.3 管道系统振动原因和振动控制方法
• 1.3.1 管道系统振动原因
• 1.3.2 管道系统振动控制方法
• 1.4 管道系统振动评价标准
• 1.5 疲劳分析方法
• 1.6 论文的主要研究内容
• 第二章 新型阻尼器结构设计和阻尼液性能研究
• 2.1 新型阻尼器结构设计
• 2.1.1 粘滞性阻尼器概述
• 2.1.2 阻尼器结构设计
• 2.2 阻尼液减振性能研究
• 2.2.1 常用阻尼液的性能特点
• 2.2.2 阻尼液减振性能实验研究
• 2.3 本章小结
• 第三章 换热器及离心压缩机管道阻尼减振技术研究
• 3.1 中石化巴陵分公司E-2207换热器至T-3塔管道阻尼减振工程应用
• 3.1.1 管道系统实际振动情况
• 3.1.2 实测管系的振幅和频率
• 3.1.3 管道系统模态分析
• 3.1.4 阻尼减振原理
• 3.1.5 减振方案的实施及减振效果
• 3.2 中石化沧州分公司离心压缩机出口管道阻尼减振工程应用
• 3.2.1 管道系统实际振动情况
• 3.2.2 实测管系的振幅和频率
• 3.2.3 管道系统模态分析
• 3.2.4 减振方案的实施及减振效果
• 3.3 本章小结
• 第四章 空冷器集合管管道阻尼减振技术研究及减振后的管道系统疲劳寿命分析
• 4.1 中石化济南分公司空冷器集合管管道阻尼减振工程应用
• 4.1.1 管道系统实际振动情况
• 4.1.2 实测管系的振幅和频率
• 4.1.3 管道系统模态分析
• 4.1.4 减振方案的实施及减振效果
• 4.2 减振后的管道系统疲劳寿命分析
• 4.2.1 疲劳分析的重要意义
• 4.2.2 管道系统的疲劳寿命分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书