4》。.2 ? 旋转式压缩机【基础
《
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Ⅰ 一般规定!
【。
本—节适用于工》作转速大于》。3000r/m【in的旋转式压缩】机基础的设计本【节的条?文都是建立在对【机器工作转速—大于3000r【/min《的旋转式压缩机【和部分汽轮》鼓风机、《发电:机基础等的工程实例!、测:振资料及参考文【。献的研究分》析的基础上制定的】。故不适用于下列基础!
! (1)旋转式压缩!。机当采?用大块式或墙—式基础时其振动【荷,载应按现《行国家标准》建筑:振动荷载标准G【。B/T 5》1228第》4,.2节确定》动力计算《和构造可按本标【准第5章的规定采用!;
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《 : (2)往复式】压缩机、《容积式压缩机(包】括螺杆式《及滑片式压》缩机)的《大,块式或墙式基础【可按本标《准第5章的规定【采用;
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— , (3)工作转】速等于或小于30】00r?/min的旋—。转式压缩《机基:础当采用框架式基础!时可按本《标准第4.1节【的规定采《用;
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?。 : (4)钢结—构基础国外已有应】用国内尚无实践经验!
【 旋《转式压缩机基础【。设计时除了》具备基本《设计:资,料外尚需要由压【缩机制?造厂提供有关压【缩机性能的技术【。数据和资料》这是设计压缩机基础!的基本依《据包括?①压缩机组各—。。转动部件的质量、质!心位置及固定方式】;,②压:缩机组各《转动部件在正常【工作状态《下所产生扰力的数】值,、方向、《作用点及相对应的】扰,频;③同步电—机的短路力矩及其】作用点;④凝汽【器,的真空吸《力及其作用点(【仅适:用于蒸汽透平压缩机!);⑤压《缩机基础上各部位】的安装荷载及操【作荷载;⑥压缩机基!础,模板图包括各部【件几何尺寸、沟【槽、孔洞、地脚螺】栓和预埋件的—尺寸和位置;⑦二次!灌浆层的厚度—、范围及材》料等要求;》⑧对压缩机基础【。振动、沉降及倾斜的!特殊要?求
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— 设计入员得到压】缩机组条件后首先要!判断条件《的完整性及合理性并!与制:造厂或工《艺专业密切配—。合,解决有关问题包括】①机器的名称和转】。速离心式压缩—机组通常《由,多台机器组》。。成包:括,蒸汽机、电动—机、压缩机、膨胀机!、发电机等一—般,布置:在同一根轴线上【;若原?动机是电动》机其转速一般为15!00r/min或】3000r/m【in当带动高转【速的压缩机时一定要!。配置变?速箱此时变速箱两侧!。的机器会分别布置】在两根轴《线上并工《作在不同的》转速下;②逐台【确认各机器》。、各转动部件的质】量及其质心位置是否!齐全;③对于厂家提!供,的扰力数《据,设计人员应结合工程!经验做必要分析或】可,用现行?。国家标准建筑振动荷!载标准?GB:/T 5122【8提供的计》算,。公,式校核?。。。扰力的数值、—。方向:、作用点是》否合:理;④厂家》若对基础的容许【振动有特殊》要求时应与现行国家!标准建?筑工程容许》振动:标准:GB 5086【8规:定,的容许值进行比【较并分析其合理性】当厂家的要求过于】严苛基础设计—很难满足时应—。与厂家进《行必要的协》商
【4,.2.1 当厂房!内设有?往复式机《器或其他低频—振,动的机器与旋转式压!缩机同时工作时【在机器的布置上需考!虑到往?复,式,机器基础或其—他低频机器基础【振动对?旋转式压《缩机基础的不利【。影响
》
4.2.2】。 本条强》调压缩机基础的【设计应根据地基土的!物理特性确定地基】方案和?基础形式《力求:避免基础《产生有?害的沉降和倾—斜因机器的》主轴为多点支—承在轴承上对基【础,的沉降和偏》沉比较?敏,感与机?器,连接的高压》管件由此《将产生?附加应?。力基础的沉降和偏沉!值,一,般不易得到》精确:的计算结果因此在设!计时应认真研究确定!地基处理方案计算基!础沉降时可仅—考虑永久荷载
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4—.2:.3 《压缩机基础一—般应与?建筑物基础分离【其原因之一是考【虑到动?力基础的振》动能量经常不断【地影响厂房》基础及厂房》结构使厂房结构产】生附力口应力—降低厂房结构的【。安全储备;》其二是压缩机基【础与厂?房基础?的荷载相差》悬,殊从而?产生不均匀沉降而】相互影响;其三是】为,使压缩?机基础受力明—确要:求压缩机《基础与相邻的—厂房操作平台—脱开旨在减少压缩机!。振动对厂《房结构?和仪表的影响
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4.》。2.4 《 由于辅助设备【安,放于楼层与底层【之间故旋转式—压缩机基础》一般设计《成独立?的空间框架》式结构它占地面【积,少构件?尺,寸经济、安》全利于?设备:管道的安《装、操作和检修框】架式结构顶板—应有足够的质量【和,刚度;?。。当,。满足承载力和稳定】性的要求时》宜通过优化柱截面】尺,寸调整?。。基础动力特性;【底板的尺寸应根据】构造要求和》地基土?的性质确《定并应具有足够【的刚:度在计?算时可简化为嵌【固于底板上的框架】式结构由顶板(横梁!。。、纵梁)及》。柱子、底板组—成正交结构体系它】。与软件的计》算假定?比较接近而且基【础各构件受力简单】明,确故目前仍采—。用空间正交》框架的动力》分析程序这种—结构形式可通过改变!构件的截《面尺寸?主要是柱《。子尺:寸调整基《础的自频来得—到良好的动力特性】框架式基础设计时】构件尺寸的确定十分!重,要顶板?宜厚柱?子宜柔?底板宜刚以》达,。到,优化设计的》目的
】4.2.6 基】。。础可不做动力计算】的条件是在保证【机组正?常运转的条件下结合!多年来的设计施【工、实测和研究的】经验:而制定的
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Ⅱ 》 振动?计算
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4《.2.7 理论分!析框架式压缩机【基,则是一?个无限自由度的【空间结构采用空间多!自,由度体?系分析从计算简图和!理论研?究观察比《较接近基础》的理想振动》。状态
《。
】。但是由于《存在着?许多参数的》不准确?性、假设的差异性使!得理想的《数学模型和精确运算!。结果最终仍》。未能反映实际具体表!现在扰力的取值【、荷载分布的任意性!。忽,略了机座、机—。壳和管?道的刚?度(实际《上,。它们与基础共同整体!工作)强《劲的顶板计算中未】按深梁考虑机器的主!轴并非刚《性,混凝:土,的动弹性《模,量与静弹性模量【的差异?以及阻尼随频率变】。化等因素
!
即—使存在上述问题但】空间多自由度—计算在理《论方面仍能够比【较逻辑地《。分析基础《振,动模式?由于在?计算时考《虑了机器工作转速】。。±25%范围—内的扫频《计算即对工作转速±!25%以《内的自频《做,共振计算《并将所得的最大振幅!。作为计算振幅一【般计算值均大于【实测值?可满足工程要—求
【。 地基—的弹:。性对框架式基础【的振动?有一定的影》响其影响是降低【了基础的自频对低频!机器基?础(例如转速—在1000r/mi!。n及以下)影响【较大对高频机—。器基础影响较—小使基础《自,频远离?于机器工《作转速?其结果?是偏安?全的为减少计—算工作量故可不考】虑地:基弹性的影响
】
— 因混凝土—。。的弹性?模量对结构自—。频影响较小故—。在动力计《算,时可不考虑其—受动态的影》响按混凝土强度等级!查有关钢《筋混凝土的规—定即可
】
》在,动力计算中采用【了振型?分解法求解阻尼系数!采,用E:.,C.:索罗金?滞变阻尼理论为【了使各?个振型能完全分解对!于钢筋?混凝土框架式基础取!阻,尼比为一常数—。即0.?06:25
》
4.》2.8? 本条规定—针对基础承受多组不!。同频:率的:扰力作用时》计算x、y、z三】个方向总振》动速度的组合原则】
— 《旋,转式压缩机组—一般有多《组不同频《率的扰力同时作【用在基础上》这些不同频率的【扰力值和相位都是】随,机量所?计算的?这些扰?力,值,均,为压缩机《在正常运行状态时】最大的扰力值从概率!分,析各扰?力同:时达到最大值的概率!是极小的而且扰【。力的相位《是随机的各扰力的方!向完全相同的概率也!是极少的假定扰力值!在一定区间内—发生变?化相位在0°~3】60°之间变化根】据概率理论分—析比较可《能,出现:的最大动位移(【即这:些扰力?产生的动位移幅【值)是平《方和的平方根
【
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Ⅲ 承载!力验:算
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4.2.】。1,0,。 本条为》进行承载力计算【时荷载?标,准,值及荷载分项系数的!确定原?。则
【 为保—证压缩机基础的安】全,使用适当地提高【基础的安全》度根据国《外工程公司提—供的荷载条件要【求在进行框架式结构!的承载力计算时要求!将安装在基础上【的机组、辅助—设备及管道》等重量?的荷载分项系数取为!1.5
》
— 操作活荷载【和安装活荷载应由】工艺专业提出也可】。按本标准给出的数】值或按照现行行业】标准化工、》石化建?(构:),筑物荷?载设:。计规定?HG/?T, 2067》4,确定
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》 凝汽器的》真空吸力《是由于凝汽器内【蒸汽的冷凝形成真】空,与,大,气间产?生压差所《。致当凝?汽器与汽《轮机为柔性连—接时(用波》纹,管或其他形》式,的补偿器)该力【以拉力作用于压【缩机基础上;若为刚!性连接时真空—吸力则形《成为系?统的内?力不作?用于基础《上真空吸力仅存在于!冷凝式汽轮》机或中?间抽汽式《汽轮机作驱动机且凝!汽,器与:。。汽轮机?。为柔性连接时仅用于!压缩机基础的承载力!计算
【
若—旋,转式压缩机由同步】电,机驱动当同步电【机突然短路时由于定!子与转子之间—的相互作《用会:产生短路力矩该【荷载为偶然荷载其动!力系数μ=2将短】路力矩?乘以动力系数即【简化为静力荷载短】路,力,矩应由制《造厂提供或》可按本标准的—公,式计算
》。
在!。做,基,础的承载力》计算时除《上述静力荷载外尚】应考虑动力》荷载:的作用该荷载是【。由转:子不平衡所》产生的扰力》引,起的又称为当—量静力荷《载现有的一些资【料中当量《静力荷?载计算的表》达形式大《致,相同一般是将转【子的不平《衡,扰力乘以疲劳系数和!动,力系数将它转—化为一个《等效:静力荷载但》其,中,系数的取值差异较大!其,表达式为
》
N=【η,。rF ? : (1【),
?
式中》N当量?静力荷载;
—
! η动力放大【系,数;
】 r【一,疲劳系数《;
《
!F扰力?
4【.2.?11 按》空间多自由度—体系计算当其一方向!的主振型出现时其】他两个方《向的分量一》般,都很小而《其动荷载已将—。。正常运行时的—扰力增大了已—有较大的《。安全储?备因此当一个方【。向取最大《动荷载时其他方向的!分量可以略去无论】竖向:、,横向、纵向都可以】不进:行叠加组《合即各项的当量【静力荷载只考虑单向!作用
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《 , ,。偶然组合时的短【路力矩、《地震组合时地震【作用的?出现是以正常运行】为标准的而动—力荷载是以压缩【机极限?不平衡为标准计算出!。来的较正常运行不平!衡增大了故将—当量静力《荷,载乘:以,。1/4的荷载组【合值系数
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Ⅳ 构造!要求
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4《.2:.12 《。 为使结构》。简单施工方便基【础底:板宜采用矩形平【板,但不排除为支承其】附属设备而使底板局!部突出的情况—根据基础的具体情况!。经方:。案比较认为采用梁】板式或?井式板具有明显【的优越性时》仍可采用所以本标准!中没:有对:这,两种形式加以排除】和限:制
》
规【定底板最小》厚度的目的是保【证底:板具:有一:定的:刚,度以:减小:基础不?均匀沉降和降—。低,基础:顶板的振动德国动】力,设备基础设计标【准DIN4024】.1:要求:旋转式压缩机框架式!。基础底板厚度约为】底板长度的》1/:1,0近年来石》油化工行业的生产能!力不:断增大压缩机组的规!模、体积、重量【也大为增加另外【目前:压缩机组《趋,向于用一《台原动机带》动压缩机、电动【机、膨?胀机等多台机—器这样基础底板的】纵向尺寸也会增大故!本标准对底板厚【度的限制稍》有放宽取底板长【度1/10~1【/12?经工程实践检验【也能达到《足,够的刚度《。当底板的厚度设计得!太薄:时则会导致刚度不】足
》
关于柱!子截面考虑此类【。机,组的机器自重、【转,。子重:、转速的变化—范围较大故没有规】定柱子截面的上【限但从基础的动【。力特性?来看加大柱》。子截面不《一定有利柱子—柔一些反《而对减小上部振动有!利所:以基:础设计者应该明【确在满足强》度、稳定性要求【的前提下宜适当减】少柱子刚度》设,计成柔性柱》
【 基础顶板应】有足够的刚度和质量!厚度不宜小于—其净跨度的》1/4~1》/5
【
总—之对:于此类压缩机基础设!计的底板、柱—、顶板的截面尺寸】其要点是《使压缩机基础的动力!特性适应压缩机较高!的工作转速
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4.2.—13 通过—。大量工程实》例分析?根据多年工》程实践?统计和现行国家标】准混凝土结构设计】规范:GB 500—。10和建筑》抗震设?计规范GB 50】011的构造—要求本条文给出了底!板、柱、顶板的【配筋要求具体设计时!。配筋率大小应综【。合考虑振《动荷载、地震作用】以及板厚比等因【素确定?
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【 顶板中的暗【。梁或明梁与柱子【构成纵?、横向框架由于扰】力值及其方》向,是随:机的因此《框架梁截面》应,上,、下对称配》筋,并需具有可靠的锚】固长度?
】 采取各种措【施,固定顶板上的螺栓或!。。螺栓套管使其位置准!确不致施工时因【。振捣混凝土造成移位!是,压缩机安装的—必,要条:件顶板中的钢筋【。、螺栓或《螺栓套管的直—。径都比较大且纵【横交错应在》设计中?精,确放样避免施工困难!
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