活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求

1、第35卷第1期當(dāng)代化工V ol.35,N o.1 2006年2月C ontem porary Chemical Industry February,2006石化設(shè)計(jì)活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求徐曉強(qiáng)(中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司撫順?lè)止?遼寧撫順113006摘要:對(duì)大型活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)目前多采用專業(yè)設(shè)計(jì)軟件,對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算的注意事項(xiàng)進(jìn)行了重點(diǎn)論述,而對(duì)構(gòu)造要求則結(jié)合相關(guān)資料及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)論述,力求設(shè)計(jì)成品更加準(zhǔn)確,可靠。關(guān)鍵詞:活塞式壓縮機(jī);壓縮機(jī)基礎(chǔ);基礎(chǔ)設(shè)計(jì);基礎(chǔ)構(gòu)造;基礎(chǔ)施工中圖分類號(hào):T Q051.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16710460(200601005304在

2、石化企業(yè)裝置中,經(jīng)常遇到動(dòng)力基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)問(wèn)題,動(dòng)力基礎(chǔ)包括大塊式動(dòng)力基礎(chǔ),墻式基礎(chǔ)和構(gòu)架式基礎(chǔ)?；钊綁嚎s機(jī)基礎(chǔ)中,多為大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)。在撫順石油化工公司石油三廠120萬(wàn)ta加氫裝置加氫廠房中,洗滌劑化工廠氫氣聯(lián)網(wǎng)工程壓縮機(jī)廠房中,均有活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ),且均為大塊式基礎(chǔ)?；钊綁嚎s機(jī)機(jī)組主要由電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)組成,還包括一些輔助設(shè)備。電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)都由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成,其中定子固定在土建基礎(chǔ)上,一般用地腳螺栓將機(jī)器底座固定在土建基礎(chǔ)上,機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分即轉(zhuǎn)子是引起基礎(chǔ)振動(dòng)的主要原因。對(duì)活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)及計(jì)算,其目的就是要把基礎(chǔ)的振動(dòng)控制在允許范圍內(nèi),使基礎(chǔ)的振動(dòng)不影響機(jī)器的正常工作

3、。文章通過(guò)多年積累的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),試圖對(duì)活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)問(wèn)題及設(shè)計(jì)方法做一些總結(jié)及通俗的論述,以供今后類似的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作為參考。1壓縮機(jī)基礎(chǔ)的計(jì)算方法活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)的動(dòng)力計(jì)算方法主要有兩種,即共振法和振幅法1。共振法的設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)的自振頻率一定要與機(jī)器的工作頻率有正負(fù)20%差值,以免機(jī)組工作時(shí)發(fā)生共振,振幅法的設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)的振幅值不許超過(guò)允許值。我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范是以振幅法進(jìn)行計(jì)算的。采用振幅法對(duì)于基礎(chǔ)的振動(dòng)性有直觀的描述,可以用實(shí)測(cè)手段進(jìn)行檢驗(yàn)?；A(chǔ)的振幅小,基礎(chǔ)的動(dòng)力性能就好。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí),還要考慮共振的影響。一般應(yīng)避開機(jī)器軸承臨界轉(zhuǎn)速的±10%。2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)取得的資料2(1機(jī)器

4、制造廠或工藝設(shè)計(jì)應(yīng)提供有關(guān)機(jī)器性能方面的資料。機(jī)器型號(hào)及外輪廓圖,機(jī)器鋼底座截面尺寸;機(jī)器容量、功率、轉(zhuǎn)數(shù)及最大工作轉(zhuǎn)速;機(jī)器重量及重心位置,機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量(包括驅(qū)動(dòng)機(jī)、變速機(jī)及壓縮機(jī)及其分布;機(jī)器軸系的臨界轉(zhuǎn)速;電機(jī)短路力矩及凝汽器的真空吸力;附屬設(shè)備及主要管道(包括保溫層的重量及其作用點(diǎn)。(2機(jī)器制造廠或工藝設(shè)計(jì)應(yīng)提供的工藝設(shè)收稿日期:2006201221修訂日期:2006201225作者簡(jiǎn)介:徐曉強(qiáng)(1966-,男,吉林白城人,工程師,1988年畢業(yè)于撫順大學(xué)工民建專業(yè),在CPE撫順?lè)止径嗄陱氖峦两ㄔO(shè)計(jì),現(xiàn)從事工程管理工作。電計(jì)條件及對(duì)壓縮機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要

5、求,廠房?jī)?nèi)的設(shè)備布置圖,包括壓縮機(jī)組、輔助設(shè)備以及主要管道的配管圖;曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的第一諧波及第二諧波的不平衡擾力和擾力距;操作平臺(tái)位置,支承方式和作用于壓縮機(jī)基礎(chǔ)上的靜力荷載布置圖,即安裝荷載;主要熱力管道布置及隔熱層表面濕度;壓縮機(jī)基礎(chǔ)外形尺寸的限制和基礎(chǔ)外輪廓圖;各種溝槽,孔洞的位置及尺寸;基礎(chǔ)地腳螺栓及其預(yù)埋件的類型,位置尺寸和構(gòu)造要求;二次灌漿層的厚度及要求。(3工程地質(zhì)勘察資料包括地基壓縮層厚度內(nèi)各層土的物理力學(xué)性質(zhì)及地下水的變化和對(duì)基礎(chǔ)的侵蝕影響。(4壓縮機(jī)基礎(chǔ)周圍的建(構(gòu)筑物及其基礎(chǔ)的尺寸和埋置深度。(5壓縮機(jī)基礎(chǔ)附近廠房?jī)?nèi)各種地溝(如電纜 工藝及暖風(fēng)管溝等的布置及各部

6、尺寸。(6壓縮機(jī)基礎(chǔ)附近對(duì)振動(dòng)敏感的設(shè)備、儀器、儀表的布置及其對(duì)振動(dòng)的要求。3壓縮機(jī)基礎(chǔ)的構(gòu)造要求1(1基礎(chǔ)外形尺寸應(yīng)按制造廠提供的圖紙和工藝提出的輔助設(shè)備布置 配管條件等資料進(jìn)行確定,基礎(chǔ)形式一般為大塊式,當(dāng)機(jī)器操作平臺(tái)位于二層樓面標(biāo)高時(shí),宜采用墻式?；A(chǔ)形式,應(yīng)簡(jiǎn)單規(guī)整,并力求對(duì)稱 質(zhì)量分布均勻;墻式基礎(chǔ)的構(gòu)造形式,應(yīng)避免應(yīng)力集中,加強(qiáng)整體剛度。(2大塊式或墻式基礎(chǔ),宜設(shè)計(jì)成處于共振前工作狀態(tài),應(yīng)盡量降低基礎(chǔ)高度,增大底板面積,減少基礎(chǔ)質(zhì)量。(3壓縮機(jī)基礎(chǔ)與廠房結(jié)構(gòu)或其他構(gòu)筑物基礎(chǔ)分開。當(dāng)基礎(chǔ)埋置深度相同時(shí),其凈距不宜小于100mm。機(jī)器基礎(chǔ)的振動(dòng)如對(duì)臨近的人員、機(jī)器基礎(chǔ)、精密儀器和建筑物

7、等可能產(chǎn)生影響時(shí),應(yīng)調(diào)整平面布置或采取隔振措施。(4基礎(chǔ)的埋置深度,應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì) 凍結(jié)深度水文條件、基礎(chǔ)的構(gòu)造要求、相鄰建(構(gòu)筑物的相互影響等因素確定。(5基礎(chǔ)宜設(shè)置在土層比較均勻的中低壓縮性土層上,如遇軟弱地基或其他特殊地基時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。選擇地基動(dòng)力參數(shù)時(shí),應(yīng)力求接近實(shí)際,并按下列原則取值:當(dāng)機(jī)器的擾力圓頻率小于機(jī)組豎向固有圓頻率時(shí),基礎(chǔ)的埋置深度和地面對(duì)地基剛度影響宜少考慮。當(dāng)機(jī)器的擾力圓頻率大于機(jī)組豎向固有圓頻率時(shí),基礎(chǔ)的埋置深度和地面對(duì)地基剛度影響宜充分考慮。(6機(jī)組(包括機(jī)器 基礎(chǔ)和基礎(chǔ)底板上的附屬設(shè)備及填土的固有圓頻率和機(jī)器的擾力圓頻率相差宜在±25%以

8、上。(7基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),宜考慮有改變固有圓頻率的可能性?；A(chǔ)材料的選用應(yīng)符合下列原則:基礎(chǔ)應(yīng)采用混凝土或鋼筋混凝土,混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20,墊層混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15。機(jī)器底座范圍內(nèi)的二次灌漿層應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于C25的微膨脹混凝土或其他高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿材料。鋼筋可采用級(jí)、級(jí)鋼筋,不得采用冷加工鋼筋?；A(chǔ)底板懸臂長(zhǎng)度:混凝土底板,不宜大于板的厚度;鋼筋混凝土底板,豎向振動(dòng)為主時(shí),不宜>2.5倍板厚;水平振動(dòng)為主時(shí),不宜>3.0倍板厚。機(jī)器底邊緣至基礎(chǔ)邊緣的距離不應(yīng)<100 mm。預(yù)埋螺栓及螺栓孔至基礎(chǔ)邊緣尺寸,應(yīng)符合下列規(guī)定:a.螺栓孔邊緣至基礎(chǔ)邊緣的距離:當(dāng)螺栓直徑&l

9、t;36mm時(shí),不得<100mm;當(dāng)螺栓直徑36 mm時(shí),不得<150mm;螺栓中心至基礎(chǔ)邊緣的最小距離不應(yīng)<4倍螺栓直徑,若不滿足要求時(shí),應(yīng)采取加強(qiáng)措施。b.預(yù)埋螺栓底部至基礎(chǔ)底面距離不應(yīng)<50 mm,如為預(yù)留孔,則孔底至基礎(chǔ)底面距離不應(yīng)< 100mm。45當(dāng)代化工第35卷第1期地腳螺栓埋置深度,按下列規(guī)定確定:a.按機(jī)器制造廠提供的螺栓長(zhǎng)度;b.無(wú)錨板的標(biāo)準(zhǔn)地腳螺栓不得<20d(d為螺栓直徑;c.錨板式地腳螺栓不得<15d;d.構(gòu)造螺栓不得<10d。(8墻式基礎(chǔ)和體積>40m3的塊體基礎(chǔ)或<40m3的帶有懸臂式底板的塊體基礎(chǔ),應(yīng)沿

10、四周,頂面和底面配置鋼筋網(wǎng),其基礎(chǔ)鋼筋可按下列規(guī)定配置:塊體基礎(chǔ)的側(cè)面,頂面設(shè)置鋼筋網(wǎng),直徑為1014mm,間距為200300mm;墻式基礎(chǔ)墻面鋼筋網(wǎng),豎向鋼筋直徑為12 16mm,水平向鋼筋直徑為1014mm,間距為200300mm。基礎(chǔ)底板:a.基礎(chǔ)底板應(yīng)上下層鋼筋網(wǎng)配筋,直徑為12 18mm,間距為200300mm;b.基礎(chǔ)底板懸臂部分配筋應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算確定;C.底板厚度1m時(shí),垂直鋼筋應(yīng)全部伸到底板底部,若底板厚度>1m時(shí),可將垂直鋼筋的一半伸到底板底部,其余鋼筋在底板厚度的12處切斷。開孔或切口>600mm時(shí),應(yīng)沿孔或切口周圍配置直徑12mm,間距200mm的鋼筋。(9體積

11、為2040m3大塊式基礎(chǔ),應(yīng)在基礎(chǔ)頂面配置直徑10mm,間距200mm的鋼筋網(wǎng)。(10重要的或?qū)Τ两得舾械臋C(jī)器基礎(chǔ),應(yīng)設(shè)置永久沉降觀測(cè)點(diǎn)。(11當(dāng)壓縮機(jī)基礎(chǔ)體積過(guò)大,一次澆灌混凝土確有困難時(shí),可在底板頂表面設(shè)置一道施工縫,并在底板頂與上部基礎(chǔ)相接處增設(shè) 10300 500mm的垂直插筋,呈梅花形布置,上下各錨固30d。施工縫處預(yù)留主筋的搭接長(zhǎng)度可取48d。4壓縮機(jī)基礎(chǔ)的計(jì)算壓縮機(jī)基礎(chǔ)的計(jì)算方式可分為手工計(jì)算和計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算兩種方式。4.1手工計(jì)算手工計(jì)算包括擾力計(jì)算、靜力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算;擾力計(jì)算:水平擾力(一諧擾力,二諧擾力計(jì)算、垂直擾力(一諧擾力,二諧擾力計(jì)算、回轉(zhuǎn)力矩和扭轉(zhuǎn)力矩計(jì)算;靜力計(jì)

12、算:基組重心的核算,地基承載力驗(yàn)算和基礎(chǔ)局部構(gòu)件的承載力驗(yàn)算;動(dòng)力計(jì)算:進(jìn)行基礎(chǔ)的動(dòng)力計(jì)算時(shí),應(yīng)確定基礎(chǔ)上的擾力和擾力矩的方向和位置,并計(jì)算基礎(chǔ)頂面最大振動(dòng)線位移和最大振動(dòng)速度;因手算復(fù)雜,花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),結(jié)果易出錯(cuò),所以不再采用。4.2用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算常用的壓縮機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)軟件采用中國(guó)石化集團(tuán)公司建筑設(shè)計(jì)技術(shù)中心站的BMC AD大塊式動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)計(jì)程序。軟件功能如下:能在輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)條件下完成基礎(chǔ)的靜力,動(dòng)力計(jì)算;軟件的靜力計(jì)算:地基強(qiáng)度驗(yàn)算、基礎(chǔ)偏心值驗(yàn)算、基礎(chǔ)碰撞等的驗(yàn)算;軟件的動(dòng)力計(jì)算:各種動(dòng)力參數(shù)、振動(dòng)線位移、速度、頻率等的計(jì)算;繪圖功能:繪制基礎(chǔ)模板圖、基礎(chǔ)配筋圖等;總之,通過(guò)進(jìn)行系統(tǒng)

13、計(jì)算,可以快捷形成各種計(jì)算結(jié)果文件和圖形輸出。5壓縮機(jī)基礎(chǔ)的施工要求3壓縮機(jī)基礎(chǔ)在石油化工裝置中屬于重要的設(shè)備基礎(chǔ),應(yīng)精心設(shè)計(jì),精心施工,確保一次試車成功,為整套裝置投產(chǎn)創(chuàng)造條件。一般基礎(chǔ)施工時(shí),有下列要求:(1基礎(chǔ)施工時(shí)不宜留施工縫,盡力避免基礎(chǔ)整體使用不利因素。(2基礎(chǔ)應(yīng)避免在冬季施工。冬季施工不僅會(huì)影響施工質(zhì)量而且會(huì)造成施工費(fèi)用大幅度增加,若必須在冬季施工時(shí),混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)提高一級(jí),且不許摻加氯鹽,并采取可靠冬季施工措施。(3基礎(chǔ)施工過(guò)程中必須認(rèn)真填寫施工記錄。(4在良好的養(yǎng)生條件下,設(shè)備安裝必須在混凝土澆灌28d以后進(jìn)行。(5基礎(chǔ)在二次澆灌前必須將其表面上松動(dòng)的混凝土及附著物鏟除并清刷干

14、凈。(6壓縮機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)在機(jī)器到貨并與設(shè)計(jì)圖紙552006年2月徐曉強(qiáng):活塞式壓縮機(jī)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求核對(duì)無(wú)誤后方可施工。(7基礎(chǔ)沉降觀測(cè)4。壓縮機(jī)基礎(chǔ)在長(zhǎng)期動(dòng)荷作用下,可能會(huì)發(fā)生不均勻沉降而影響生產(chǎn),為及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和便于判斷,在基礎(chǔ)上要設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn),并按下列幾個(gè)階段進(jìn)行沉降觀測(cè):基礎(chǔ)底板施工完畢后;基礎(chǔ)全部施工完畢后;機(jī)器安裝完畢后;試運(yùn)轉(zhuǎn)期間;投產(chǎn)后如發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題時(shí)。6結(jié)語(yǔ)通過(guò)以上論述可以看出,動(dòng)力基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和計(jì)算是比較復(fù)雜的,目前在計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展較為完善的條件下,應(yīng)該進(jìn)行電算。進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時(shí),要注意構(gòu)造設(shè)計(jì)的一些問(wèn)題,并嚴(yán)格進(jìn)行施工質(zhì)量的監(jiān)督和控制。參考文獻(xiàn)1G B50040-1996,

15、動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范S2SH3091-1998,石油化工壓縮機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范S3G B50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范S4G B50010-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范SDesign and Structure R equirements of Piston CompressorXU Xiao 2qiang(China Petroleum Engineering C o.,Ltd Fushun Branch C om pany ,Fushun 113006,China Abstract :Professional design s oftware was used in calcula

16、ting the foundation of the large piston com press or .The design notes are em phasized in the report.I t gives detail report about structure requirements through related documents and design experients for the veracity and reliability of design products.K ey w ords :foundation ;design ;struture requ

17、irements(上接第42頁(yè)生原因和防腐措施,都是基于單一腐蝕機(jī)理而言的。在工程的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,往往同時(shí)存在兩種或兩種以上的腐蝕機(jī)理,所以在不銹鋼的選材時(shí)要充分考慮各類腐蝕的綜合影響結(jié)果,合理選材。參考文獻(xiàn)1宋濤哲.腐蝕電化學(xué)研究方法M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1988,76-792傅積和.化纖化工設(shè)備防腐蝕M.北京:紡織工業(yè)出版社,1985,11-173周靜妤.防腐技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1988,17-474岡毅民.中國(guó)不銹鋼腐蝕手冊(cè)M.北京:冶金工業(yè)出版社,1992,189-2295邵祖光.煉油廠設(shè)備加熱爐設(shè)計(jì)手冊(cè).第四分篇Z.中石化規(guī)劃院,1990,141-1426左景伊.腐蝕

18、數(shù)據(jù)手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1985:19-297史美堂.金屬材料及熱處理M.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1985:31-33Corrosion Type and I nfluence F actor of Stainless SteelHE Cai 2hong ,WANG Shi 2hongAbstract :The stainless steel has a g ood characteristic of inoxidizability in the comm on situation.But in a special operating condition ,the spot corrosion ,crevice corrosion ,stress corrosion and intercrystalline corrosion will be occurred in the mate 2rial.The stress corrosion and intercrystalline corrosion are very risky to the engineering.The corrosive principles of corro 2si