海洋平臺壓縮機組彈簧隔振基礎設計與動力分析.pdf

1、目前海洋平臺往復壓縮機組普遍采用成撬設計方法，這種方法通過增大結構剛度、提高固有頻率實現(xiàn)結構固有頻率遠離激振力頻率，避免共振發(fā)生。然而壓縮機組與甲板結構存在剛性耦合，造成壓縮機組動力分析模型復雜，計算結果不準確。本文提出彈簧隔振方法，即通過彈簧隔振器解除壓縮機組與甲板結構剛性耦合，實現(xiàn)結構固有頻率遠離壓縮機激振力頻率，避免共振。研究內容如下:
　　1.基于有限元原理建立海洋平臺壓縮機組的有限元模型。進行了彈簧隔振基礎結構的改進設計

2、。在此基礎上，根據隔振原理，進行彈簧隔振器設計，包括彈簧隔振器固有頻率的確定，彈簧剛度及阻尼的計算。結果表明:當彈簧隔振器的固有頻率為3.5Hz時，彈簧隔振器的隔振效率為95.3％，可解除壓縮機組與甲板結構的剛性耦合。
　　2.在結構靜力分析的基礎上，對設計的彈簧隔振系統(tǒng)進行了模態(tài)分析，結果表明:壓縮機組第1階固有頻率為2.6046Hz，遠小于0.8倍壓縮機激振頻率(16.55Hz);接近壓縮機激振頻率的第9階和第10階頻率避開了

3、激振頻率的±10％范圍，其中第9階頻率為14.586Hz小于0.9倍壓縮機固有頻率;第10階頻率為18.233Hz大于1.1倍壓縮機固有頻率。因此，設計的壓縮機彈簧隔振系統(tǒng)具有良好的振動特性，可避免共振發(fā)生。
　　3.為了分析在激振力作用下壓縮機彈簧隔振系統(tǒng)的振動響應，在模態(tài)分析的基礎上進行了諧響應分析。計算了壓縮機基礎上四個關鍵位置三個方向上的速度響應值，結果表明:在激振力作用下彈性基礎主撬的最大響應值為3.0696mm/s;電

4、機基座的最大響應值分別為1.7843mm/s;壓縮機基座的最大響應值分別為1.831 mm/s;二層撬的最大響應值為11.728 mm/s;由此可知，四個關鍵位置上的響應值遠低于DNV振動標準，充分驗證了彈簧隔振基礎設計的合理性。
　　4.為檢驗彈簧隔振基礎的隔振效果和壓縮機組關鍵位置的振動響應，對試車過程中的壓縮機組的振動進行測試，結果表明:彈簧隔振基礎的隔振效率可以達到80％左右;關鍵位置振動速度峰值完全滿足DNV標準規(guī)定值。