[发明专利]多级压缩机机组集成设计的应力消除结构及设计方法

说明书

本发明公开了一种多级压缩机机组集成设计的应力消除结构及设计方法，涉及多级压缩机机组集成设计技术领域；包括弹簧组合结构和弹簧安装支架，弹簧组合结构包括设置在级间设备支耳上的多个弹簧吊架，在弹簧安装支架上设置有第一吊耳，在级间设备支耳上设置有第二吊耳，以使级间设备布置在靠近对应压缩机管口的正下方附近位置，利用弹簧吊架承吊级间设备；通过实施本技术方案，可解决现有集成设计设备管道集中布置难度大的技术问题；采用弹簧组合结构来吸收和协调各管道位移变形，使管道应力和载荷不超过许用值，达到最大限度减少管道长度和弯头数量设计的目的，实现最优化的压缩机机组集成设计，保证压缩机正常运行，并大幅度提高压缩机工作效率。

技术领域

本发明涉及多级压缩机机组集成设计技术领域，更具体地讲，涉及一种多级压缩机机组集成设计的应力消除结构及设计方法。

背景技术

在石油化工技术领域，压缩机通常是能耗大户，而多级压缩机是大型压缩机中最为常见的形式，多级压缩机机组广泛应用于石油化工装置中，通过对介质进行压缩，以使介质达到需要的压力。而多级压缩机机组由于级间设备、管道较多，传统多级压缩机机组设备管道布置方式复杂，其机组设备采用刚性支撑，由管道的一端与压缩机管口连接，另一端与机组设备连接，如此机组的每根管道两端均为完全固定，这就要求管道在各方向要有足够的长度和较多数量的弯头才能满足管道的应力和设备管口受力要求，进而使得机组设备布置在远离压缩机的位置，进而导致机组布置空间很大，且管道及弯头等材料用量也很大，同时压缩机的能耗也会增加，压缩机机组效率极低。

针对上述技术问题，对多级压缩机机组的级间设备、管道等机组进行集成设计，最大限度减少管道长度和弯头数量，将机组布置在最小的空间范围内，进而提高压缩机的效率，成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

为解决上述现有集成设计设备管道集中布置难度大的技术问题，本发明的目的在于提供一种多级压缩机机组集成设计的应力消除结构及设计方法，其目的在于利用弹簧组合结构来吸收和协调各管道位移变形，既能有效承受级间设备、管道的重量，又使得级间设备与管道之间形成一个整体并采用自然补偿方式来解决管道应力，使得管道应力和载荷不超过许用值，以达到最大限度减少管道长度和弯头数量设计的目的，实现最优化的压缩机机组集成设计，保证压缩机正常运行，并可有效大幅度提高压缩机工作效率。

本发明采用的技术方案如下：

多级压缩机机组集成设计的应力消除结构，包括弹簧组合结构和用于安装弹簧组合结构的弹簧安装支架，所述弹簧组合结构包括设置在级间设备支耳上的多个弹簧吊架，在所述弹簧安装支架上设置有第一吊耳，在级间设备支耳上设置有第二吊耳，所述弹簧吊架的一端与第一吊耳铰接，弹簧吊架的另一端与第二吊耳铰接，以使级间设备布置在靠近对应压缩机管口的正下方附近位置，利用所述弹簧吊架承吊所述级间设备。

经本申请发明人分析可知，多级压缩机机组集成设计是将设备管道集中布置，由于级间设备采用刚性支撑，管道走向简单没有自然补偿能力，会产生过大的管道应力和管道对压缩机管口的推力，由此实现压缩机机组集成设计的关键是控制管道应力和设备管口受力，而多级压缩机集成设计难点在于很难降低管道应力和压缩机管口载荷，由此很容易超过许用值，致使压缩机不能运行；针对这一分析进行研究，本技术方案采用的是利用弹簧组合结构来代替各级间设备的刚性支撑，以使级间设备与管道之间形成一个整体并采用自然补偿方式来解决管道应力，各管道的热膨胀变形由弹簧组合结构吸收和协调，使得管道应力和管口载荷不超过许用值，进而达到最大限度减少管道长度和弯头数量设计的目的，能够合理布置压缩机、各级间设备，并用简单走向的管道连接压缩机进出口和各级中间设备管口，实现最优化的压缩机机组集成设计，保证压缩机正常运行，并最大幅度提高压缩机工作效率，该设计结构简单但巧妙合理，可有效解决多级压缩机机组集成设计的关键难点，同时取得了显著有效的工程实践效果。