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气流脉动引发压缩机管道振动广泛存在于过程流体工业装置之中,目前国内解决管道振动普遍采取强制约束管道的方法,缺乏一种从根本上解决气流脉动引发管道振动问题的方法。因此本课题以气流脉动为研究对象,搭建往复式压缩机管道系统实验平台,通过实验测量得到了管道内实际压力脉动值,再以平面波理论为基础,分析压缩机排气特性,建立边界气流运动规律数学模型。以该数学模型作为边界条件,依照实验平台管路系统实际尺寸建立系统气流脉动计算模型,分析计算压缩机管道内气流压力脉动分布规律,并与实验测量得到的压力脉动值对比,平均相差仅为7.2%,验证了数值计算模型的正确性。使用实验验证过的系统计算模型,分析管道结构尺寸对气流脉动的影响。发现缓冲罐容积每增加20L,气流压力脉动幅值下降8%-10%;缓冲罐与压缩机间距离每增加1OOmm,气流压力脉动幅值会上升20%-30%;随着缓冲罐与压缩机间接管内径增大,管道内气流压力脉动会随之降低。再参照API618标准对管道内气流脉动的允许极限,首次提出压缩机气流脉动安全范围“等压线”的绘制方法,该“等压线”可被利用为指导工程人员设计安全的往复式压缩机管路。以数值模拟的方法研究了亥姆霍兹共鸣器、分支管结构、组合型膨胀腔三种新型气流脉动抑制装置的功能效果,分析其各自优缺点。数字实验中结果表明,安装亥姆霍兹共鸣器后,气缸内气流压力脉动幅值下降76%;在往复式压缩机管道上安装分支管结构,使分支管下游处的气流脉动下降为零;在气缸与缓冲罐间管路上加装组合型膨胀腔,使缓冲罐内气流脉动下降了 45%。三种新型装置可以作为缓冲罐的有效补充。对某公司超高压乙烯压缩机系统进行安全评估和改造,气流脉动分析发现其局部大大超过API618标准规定的压力脉动允许极限。对管路系统进行改进,确定了新的缓冲罐容积,使管道内气流脉动下降到安全范围之内。