Приложение N (справочное). Руководство по проектированию газового трубопровода компрессора и подготовке к акустическомУ анализу моделирования

Приложение N
(справочное)

Руководство
по проектированию газового трубопровода компрессора и подготовке к акустическому анализу моделирования

N.1 Общие положения

N.1.1 Любой поршневой компрессор вместе с системой трубопровода формирует взаимосвязанную динамическую систему, которые не могут быть точно проанализированы отдельно друг от друга. Поэтому для проектировщика системы пульсации и проектировщика системы трубопроводов фактически невозможно подойти к предложенному проекту на независимой основе, которая может оказаться в конечном счете работоспособной и рентабельной.

N.1.2 Раздел 12 настоящего стандарта определяет технические требования, содержащиеся в проекте системы контроля пульсации. В настоящем приложении даны рекомендации для проектировщика системы трубопроводов, которые помогут минимизировать проблемы, возникающие во время акустического моделирования и выделить информацию, которая может понадобиться во время этого интерактивного анализа. Связь между проектировщиком системы трубопроводов, поставщиком компрессора и проектировщиком системы контроля пульсации в течение проекта имеет большое значение для того, чтобы можно было избежать проблем и разработать общую усовершенствованную систему установки компрессора. Основное время взаимодействия отведено на координационные совещания путем сообщений (см. 15.1.3) на ранней стадии проекта и интерактивного акустического моделирования/механического анализа.

N.1.3 Покупатель может выбрать для выполнения внутреннее акустическое моделирование, использовать услуги поставщика оборудования или услуги третьих лиц.

N.2 Акустический анализ в проектах трубопровода

N.2.1 Взаимодействие компрессора, устройств пульсации и системы трубопроводов дает потенциально вредные пульсации, когда есть резонансное взаимодействие между различными элементами в системе. Проектировщик системы может способствовать уменьшению такого взаимодействия за счет устранения резонирующих длин труб. Когда используются резонирующие длины труб и резонансная частота подходит частоте сжатия, можно ожидать значительных изменений в системе в результате акустического анализа моделирования. Резонирующая длина различных конфигураций трубопровода дана в формуле (N.1). Рекомендуется, чтобы длины этих конфигураций не были в 10% диапазоне частот для первых четырех гармонических волн скорости компрессора. Зоны трубопровода, для которых это является самым важным, - это участки трубопровода между первой основной частью с всасывающей стороны и первой основной частью со стороны разгрузки. Как только внешние основные зоны оказываются достаточно далеко от компрессора(ов), потенциальная возможность для вредного наращивания пульсации значительно уменьшается.

N.2.2 Для участков трубопровода, открытых или закрытых с двух концов, лишняя длина , м, может быть вычислена по следующей формуле

,

(N.1)

где с - скорость звука в газе, м/с;

z - N гармонической волны (1, 2, 3, 4);

n - скорость компрессора, об/мин.

Примерами этого являются длины между главными зонами, длина коллекторов и т.д.

N.2.3 Для участков трубопровода, открытых на одном конце и закрытых на другом конце, лишняя длина может быть вычислена по следующей формуле

.

(N.2)

Примерами этого являются линии предохранительных клапанов и байпасные линии.

Примечание - Диаметр трубы, изменяющийся от маленького до большого размера, можно считать открытым концом, когда изменение диаметра происходит от 2 к 1 и более. Точно так же изменения диаметра трубы от большого до маленького диаметра можно считать закрытым концом, когда имеет место изменение диаметра от 2 до 1 и более.

N.2.4 Акустическое моделирование должно быть выполнено после того, как анализ напряжения трубопровода показал, что местоположение и модель ограничений трубопровода приводят к приемлемому напряжению трубопровода.

N.2.5 Для компрессоров с переменной скоростью и/или с переменным газовым составом и/или переменными давлениями и температурами, разделение резонансов является более трудным для расчетов и может быть обработано должным образом только методом исследования акустического моделирования.

N.3 Исследование акустического моделирования

N.3.1 Пределы системы трубопроводов, которая будет проанализирована акустическими методами моделирования, обычно определяются, как все соответствующие системы трубопроводов до точки, где изменения трубопровода будут иметь только незначительные эффекты на исследуемых отрезках системы и в определении акустических характеристик модели. Как правило, эти требования выполняются, если начинать моделирование с входного отверстия главного сосуда технологической линии или емкости на стороне всасывания модуля(ей) компрессора, продолжая через все промежуточные системы (при их наличии) и завершая исследование на выходе главного сосуда технологической линии или емкости на стороне разгрузки модуля(ей). Исследуют также боковые ответвления к системе или от нее, например линии предохранительных клапанов и байпасные линии.

N.3.2 Когда главных сосудов нет или они очень удалены от компрессора, подходящие длины трубопровода берутся таким образом, чтобы уровни пульсации были достаточно низки, чтобы минимизировать возможные проблемы пульсирующей вибрации.

N.4 Необходимая информация

N.4.1 Для правильного выполнения акустического моделирования требуется значительное количество информации.

Покупатель и поставщик должны прийти к соглашению относительно того, кто ответствен за согласование необходимой информации. В любом случае покупателю нужно дать возможность просматривать данные.

N.4.2 Информация от проектировщика системы

N.4.2.1 Перечень данных, показывающий весь эксплуатационный режим компрессора, анализ всех газов сжатия и этапы разгрузки.

N.4.2.2 Изометрические чертежи, показывающие все длины (между изгибами, клапанами, изменениями диаметра и т.д.) и размеры линии и графики выполнения систем трубопроводов, включая все ответвления. Если включено механическое исследование, на изометрических чертежах должны быть показаны расстояние между поддержками, а также тип опор и зажима, используемых в каждом отдельном местоположении. Требуется детальный чертеж каждого типа опор и зажимов.

N.4.2.3 Диаграммы трубопровода и аппаратуры должны гарантировать наличие трубопровода и оборудования, необходимых для проведения исследования.

N.4.2.4 Схематические рисунки расположения требуются для объяснения практичности каких-либо предложенных модификаций.

Воспроизводимые чертежи нужны для того, чтобы их копии с пометками могли быть включены в отчет.

N.4.2.5 Полная информация относительно трубопровода, включая первый большой участок с всасывающей стороны, промежуточный и разгрузочный участки трубопровода, должна быть предоставлена в разделе 3. Должны также рассматриваться данные по каждому ответвлению до запорного клапана или большого участка.

N.4.2.6 Должна быть предоставлена подробная информация по каждому отверстию или другому устройству ограничения потока.

N.4.2.7 Требуются детализированные чертежи по каждому сосуду с указанием расположения всех выпускных отверстий, внутреннего диаметра и длины, а также детали внутренней структуры каждого сосуда. Необходимо также показать нормальные уровни жидкости и падение расчетного давления в этих сосудах.

N.4.2.8 Перечни данных [27] или их эквивалент должны быть предоставлены для всех теплообменников. В перечне данных должно быть указано: идет ли газ через трубки или кожух, количество, длина и измеритель труб, гладкие или ребристые трубы, число проходов, идентификационный номер кожуха, температура газа на входе и выходе, падение газового давления и размеры коллектора. Объемный чертеж предпочтителен.

N.4.2.9 Если есть различные пути потока газа, должно быть предоставлено полное описание, где будут показаны относительные позиции всех клапанов для каждого направления потока. Если участвуют различные газы, описание должно отразить, какому пути соответствует определенный газ. Поток из/в любой боковой поток нужно показывать, включая анализ газа, расход и направление.

N.4.2.10 Если используются газовые фильтры, необходимо предоставить информацию о типе фильтра, внутреннем диаметре, длине и падении давления элемента. Желателен объемный чертеж.

N.4.2.11 Когда к одному трубопроводу подсоединены два компрессора и более, требуется четкое описание того, как они будут работать (например, фазы загрузки, разница в скорости и т.д.).

N.4.3 Информация от поставщика устройства для подавления пульсаций

На детальных размерных чертежах по каждому устройству для подавления пульсации показаны расположение всех входных отверстий, длины, внутренние диаметры и детали внутреннего устройства, если таковые имеются.

N.4.4 Информация от поставщике компрессора

Таблица N.4

Данные компрессора	Проектный подход
	2	3
Данные компрессора
Постоянный свободный неиспользуемый объем поршневой полости	X	X
Объем(ы) устройства разгрузки поршневой полости	X	X
Постоянный свободный неиспользуемый объем головки коленвала	X	X
Объем(ы) устройства разгрузки головки коленвала	X	X
Цилиндр компрессора (внутренний канал)
Распорка (инертность и устойчивость)	X	X
Направляющая крейцкопфа (инертность и устойчивость)		X
Вес собранного цилиндра		X
Вспомогательные чертежи
Вспомогательные чертежи цилиндра		X
Вспомогательные чертежи направляющей крейцкопфа		X
Вспомогательные чертежи распорки		X
Вспомогательные чертежи устройства для подавления пульсаций		X
Данные клапана компрессора		X
Количество клапанов в сборе		X
Тип клапанов		X
Количество элементов в комплекте клапанов		X
Подъем клапана		X
Вес каждого элемента		X
Пружина предварительной нагрузки в каждом элементе		X
Вся проектная зона подъема для каждого элемента		X
Оперативная зона поперечного сечения потока всего списка на каждый комплект		X
Угол поворота коленвала между цилиндрами		X

N.4.5 Представитель проектной группы системы, который знаком с системой трубопровода, должен присутствовать при проведении акустического имитационного анализа для того, чтобы в случае необходимости можно было произвести замену труб.