张剑

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    随着石化工艺项目的兴盛、经济生产规模的扩大以及压缩机高排气压力技术的突破和完善，大型石化项目中出现了越来越多的高压、超高压压缩机。容积式压缩机(以往复活塞式压缩机和容积式回转压缩机为主流)在超高压、高压领域独占鳌头。

    活塞式压缩机基础的造价仅占压缩机设备价值的一小部分，但不当的基础设计所造成事后加固的经济损失远超其基础本身的造价，故合理的压缩机基础设计尤为重要。本文基于规范，结合具体工程实例，通过计算对影响压缩机基础设计中最大位移控制的重要参数逐一分析，讨论其对于基础设计的影响程度。

    1 活塞式压缩机基础设计理论要点概述

    块式基础振动计算理论的研究始于上世纪的二十年代，共有四种类型。分别为：质量-弹簧-阻尼器模式、刚体-半空间模式、刚体-有限层模式和刚体-薄膜-弹簧-阻尼器模式[1]。现行《动力机器基础设计规范》GB 50040-96(以下简称《动规》)是按质量-弹簧-阻尼器模式推导计算的。事实上，现行《动规》要求的地基基本动力特性参数正是“质-弹-阻”模式与弹性半空间理论的融入。

    石化装置中采用的大块式基础压缩机机组主要有两类，活塞式压缩机机组就是其中之一。活塞式压缩机机组以电动机作为驱动机，转速一般小于1 000 r/min。这类机器工作时所产生的动力荷载是由曲柄连杆机构运动所产生的不平衡惯性力(包括旋转产生的不平衡离心力和往复运动产生的惯性力)，它使基础作受迫振动。由于装置中压缩机的重要性，其机器扰力的方向、数值、作用位置和位移变形控制值一般由机器制造厂提供，本文将不赘述其计算过程。

    压缩机基础动力计算的最终目的是把基础的振动控制在允许的范围内，以满足工人正常操作、机器正常运转，对周围建筑物及仪表无不良影响的要求。控制动力机器基础振动大小的指标有两个：一个是允许振动线位移(允许振幅)，一个是允许振动速度或加速度，这两个指标之间存在可相互转换的数学关系，可互相推导。须注意在运用规范作振动控制时，对规范条文4.3.2 的理解。当压缩机存在两个谐扰力(矩)时，若150 r/min ≤一谐扰频≤300 r/min(即300 r/min ≤二谐扰频≤600 r/min)，则应双控位移和速度峰值[2]。

    基组的振动可分为竖向、扭转、水平和回转四种形式，当基组总重心与基础底面形心位于同一垂直线上时，基组的竖向和扭转振动是独立的，而水平和回转振动则耦合在一起。水平方向上的自由振动和绕质心的回转自由振动形成耦合的原因是质心和刚心不在同一水平线上[1] ......