4M125型往复压缩机及其温度计套管设计分析

作     者：李首霖 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孔祥伟;潘英会

授予年度：2019年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：往复压缩机 温度计套管 应力计算 有限元分析 

摘      要：往复式压缩机是通过活塞的往复运动,使气体容积缩小来提升气体压力的设备。在往复压缩机使用过程的测量和控制中,温度是最基本、最重要的参数之一,安装在压力容器上供温度检测用的保护套管（通常称作温度计套管,简称套管）能够配合温度计有效监测压缩机在运行时的温度变化,广泛应用在石油化工行业中。但是在实际应用中,由于工艺流体的作用,浸没在流体中的套管因为漩涡脱落会产生振动,当振动频率接近套管的固有频率时,则可能发生共振,导致流体作用在套管上的应力超过套管的承受极限而使套管折断,产生泄漏,并使插在套管内的温度检测元件损坏,影响温度测量,甚至发生事故。本文以4000万吨炼化一体化项目320万吨/年蜡油加氢装置4M125型新氢往复压缩机及其温度计套管为研究对象,对往复压缩机进行三维建模和选型设计,并对温度计套管的动力学和静力学进行深入分析和研究。首先综述往复压缩机及其温度计套管的研究背景,在对国内外相关文献研究现状分析的基础上确定本文的主要研究对象和研究内容。其次介绍往复压缩机的选型设计。阐述了往复压缩机的分类、特点、基本结构及工作原理,并对往复压缩机系统中各部件进行三维建模。完成往复压缩机的选型设计和缓冲容积的计算,确定往复压缩机型号、参数及缓冲容积,为后续温度计套管频率计算、动静力学分析提供了原始数据。第三对温度计套管动力学和静力学分析研究。根据现场实际情况,对缓冲器缓冲容积进行计算,介绍温度计套管的分类、阐述相关技术标准,分析温度计套管的共振原因,根据标准公式对温度计套管进行设计。最后对温度计套管进行有限元仿真分析。作为标准计算方法的补充,对温度计套管的性能分析更为完善和全面,并形成温度计套管分析程序,提高温度计套管设计的准确性和效率。本文通过采用理论分析与计算机辅助工程分析相结合等方法对往复压缩机及其温度计套管进行研究,获得了温度计套管多个性能指标。通过选择合理的套管材料、改变套管的内外径和外形结构、改变温度计的安装位置和增加其他辅助装置等方法延长机组的使用寿命,为产品质量提供了有力支撑,保证了往复压缩机系统的实际安全运行,具有重要的工程意义。