SH 3091-1998（条文说明） 石油化工压缩机基础设计规范.pdf

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1、中华人民共和国行业标准石油化工压缩机基础设计规范SH3091-1998 条文说明1998北京目次1 总则. . . 81 3 活塞式压缩机基础. 82 3. 1 一般规定. . . . 82 3.2 地基的主要动力参数. . 83 3.3 扰力计算. . 83 3.4 静力计算. . . 83 3.5 动力计算. . 83 3.6 联合基础. . . . 84 3. 7 简化计算. . . 84 3.8 材料与构造. . 84 4 离心式压缩机框架式基础. . 85 4.1 一般规定. 85 4.2 动力计算. . . 87 4.3 静力计算. . 89 4.4 构造与配筋. . . 89 1

2、总则1. O. 1 规定本规范的适用范围，将原炼油厂压缩机基础设计规定)(S盯1065-85，以下简称为规定)仅适用于炼油厂的有关压缩机基础设计，扩大为适用于石油化工企业的有关压缩机基础设计。1. O. 2 对原规定)1. O. 2条的内容进行了补充与完善。81 3 活塞式压缩机基础3. 1一般规定3. 1. 1 在设计活塞式压缩机基础时应取得的基本设计资料中未列入电机的扰力和短路力矩。因为电机扰力引起的基础振动线位移相对较小，为简化计算可不考虑:由于大块式和墙式基础强度安全储备较高，在进行基础强度计算时，对作用于基础上瞬时出现的短路力矩，可不考虑。3. 1. 4 , 3. 1. 5 为避免机

3、器基础的振动直接影响到建筑物，设计中应将机器基础与建筑物基础及上部结构脱开，振动较大的管道不宜搁置在建筑物上，否则应设置弹性支座、吊架或其他减振措施，以保证正常生产。3.1.8 本条为地基动力参数的取值原则。在作基础动力计算时，对地基抗压刚度系数Cz和地基刚度的取值不是越小越安全。当C取值较低，或不考虑基础埋深和刚性地面对地基刚度的提高作用时，基组固有圆频率计算值偏低，在机器的扰力圆频率大于基组固有圆频率时，偏低的基组固有圆频率计算值导致远离共振区，基础振动线位移计算值可能偏小，里不安全:相反，当机器的扰力圆频率小于基组固有圆频率时，是偏安全的。在设计中，当基础的侧边设有地沟时，埋深和刚性地面

4、对地基刚度的提高作用应予折减。82 3.2 地基的主要动力参数3.2.1 地基土基本动力参数是基组动力计算的依据，该参数因场地而异，随着地基土的不同性质和构造而变化，故要求地基土动力参数一般应由现场作原位测定。当有经验时，可按本节取用。3.2.2 天然地基抗压刚度参数c的取值(即表3.2.2) , 按国家现行规范作了相应修改。3.2.7 天然地基阻尼比值按国家现行规范作了相应修改。3.3扰力计算3. 3. 1 ,._ 3. 3. 6 活塞式压缩机扰力和扰力矩数值应由机器制造厂提供。当设计人员需要进行复核时，按本节规定计算。3.4静力计算3.4.4 本条规定是为了防止基础产生有害的不均匀沉降，以

5、保证机器正常工作。当符合本条规定时，基组动力计算时可以不考虑其质量偏心影响。3.5动力计算3.5. 1 基础顶面控制点的总位移峰值z取该点在一、二谐扰力、扰力矩作用下振动线位移的代数和，并考虑振动线位移折减系数A。对于天然地基，本规范中的基础地基刚度和质量均不考虑土的参振质量，因此，本规范表3.2.2中的抗压刚度系数Cz值是偏低的。这样，虽然对计算基础83 的固有频率无影响，但使计算基础的振动线位移值偏大，故用A进行折减。3.6联合基础3.6.1 在工程实践中，有时动力基础的底面积受到限制，或遇到允许振动线位移幅值较严的情况，此时采用联合基础是一个有效的处理办法。联合基础一般只取23台机器联合

6、，并且机器的类型应相同。本条规定了联合基础按刚性整体计算的条件。其一是底板的厚度hd应满足刚性要求:其二是对联合基础固有困频率的限制。当满足公式(3.6.1-4 )和(3.6.1-5 ) 时，基础联合后的固有频率提高，便远离共振区，达到减小振幅的目的。3. 7简化计算3.7.2 本条规定给出了在水平扰力作用下扁平基础顶面水平振动线位移计算的简化公式，公式中未考虑阻尼项，当机器扰力圆频率较高落入共振区时，4:11寸将较大，此ro- 时应调整基础尺寸或加固地基以避开共振。3.8 材料与构造3.8.5 本条规定主要是针对功率大于500KW或末级排气压力高于10MPa的压缩机基础。在地基较差，基础底面

7、压应力较大时，设置在联合基础上的压缩机宜同时或对称安装，以免底板因荷载不均而造成偏沉。84 4 离心式压缩机框架式基础4.1一般规定4. 1. 1 本条列出了设计时应取得的资料。对动力基础的设计，除满足承载能力极限状态外，必须保证基础的振幅值不超过规定的允许值，并使机组取得良好的振动特性。机器的扰力和工作转速(即扰频)为基础动力计算时主要依据。轴的临界转速则用于和基础的基频作比较，基础的基频需尽可能地避开机器轴的临界转速的土囚%，使机组在开停车时取得良好的振动特性。在以电机为原动机时，开车时其升速很快，儿分钟内即可达到额定转速。在以汽轮机为原动机时，其开车升速是由进气量来控制的，一般在开车时均

8、按预先制定好的升速曲线进行。在机器临界转速处要迅速升速，滑过这一阶段，以免发生共振，如果基础的自频接近临界转速，开车时进气量的控制不顺利，此时机器会发生较大的振动，甚至轴瓦冒烟，发生事故，这种现象在现场时有发生。当然引起机器振动的原因很多，但在基础的设计中应尽量使基础的基频避开临界转速，使机组取得良好的振动特性。4.1.2 本条规定中的第35款是根据工程实例分析得出的。85 顶板的厚度原规定为不宜小于600mm，改为不宜小于800mm，并增加了净跨度与板厚比的控制。根据60台基础数据整理，板厚大于等于800mm共53台，占88.33%，故取板厚不宜小于800mm，其概率图如下(图4.1.2一1

9、) : 出现次数20 10 01 700 800 900 1000 1100 1200 1300 板厚图4.1.2-1顶板厚度概率统计J争跨与板厚之比扎/h(简称跨比的规定:根据53台基础数据统计，横向跨比小于4共52台，占98.1%;根据58台基础数据统计，纵向跨比大于4共10台，占17.2%，在此10台中，跨比大于5仅2台，所以规定横向跨比不宜大于4，纵向宜取4- 50 柱子长细比，原规定为不宜大于14，改为不宜大86 于10 原规定中为不宜大于14是根据国外有关资料制订的，根据国内55台基础实例，最小柱截面为500X 500 (mm )，常用为600X 600 (mm), 700 X 7

10、00 (mm), 800 X 800 (mm) ，最大为1200X 1200 (m)。其柱长细比柱净高与柱截面短边之比)在7 10之间为40台，占72.7%;柱长细比大于10的共3台，占5.5%。其概率图如下(图4.1. 2-2 ) : 规范规定柱长细比不宜大于10是适直的。4.1.3 规范明确了基础设计应包括的项目。4.2动力计算4. 2. 1 基础可不作动力计算的规定，是以保证机组安全正常运转为前提，以减少计算工作量、加快设计进度为目的的，是对大量工程实例计算分析的结果。本条规定除控制机器在工作转速时的总扰力外，必须注意基础的构件选型应符合本规范4.1.2条的规定。4.2.2 提出了技空间

11、多自由度体系计算时一些参数的取值，及要求扫频计算的范围。4.2.4 本规范增加了电机驱动时，电机的计算扰力值。4.2.9 当n个不同频率的扰力同时作用时，基础顶面某点的振动速度为各扰力产生的振动线速度峰值的平方和开方，一即公式(4.2.9-1 )。原规定采用的为各扰力产生的振动钱速度峰值的代数和，其值偏大。当离心压缩机组有n个不同频率扰力作用时，这些扰力的大小和相位都是87 A。目巾旧制M甘露遐思半#NlNJ.叩囡咱4-N F叫、. 俨叫时3o o ，叫o 。a摇还雷击88 随机量，从机率上看，每个转子均达到正常运行情况下的最大不平衡是不可能的。也极少可能出现各扰力的方向与所计算的共振频率为主

12、振型完全相同的情况，采用以概率理论为基础的分析方法是较符合实际的。4.3静力计算4. 3. 1 ,._ 4. 3. 5 按现行荷载规范的要求，修改了荷载的分类表达，补充了各类荷载的分项系数取值及计算规定。4.4 构造与配筋4.4.2 为方便设计，本条对二次浇灌层材料作了补充，增加了高强无收缩灌浆料。以往一般采用微膨胀细石混凝土，但在大量引进的机组中常用无垫铁灌浆，要求采用高强无收缩灌浆材料。目前由冶金部建筑研究总院研制生产的CGM-l ,._ 3系列高强无收缩灌浆料在工程中得到了广泛应用，效果良好。该材料具有微膨胀、自流性好，拌水直接灌入无需振捣的特点，施工十分简便，而且早强、高强(一天强度可

13、达22MPa以上)，有利于设备早日安装。本条还规定了二次浇灌层厚度大于50mm时应设置锚筋及其相应的构造要求。4.4.5 本条规定了基础顶板的配筋原则。基础顶板按梁区和板区分别配筋，在二柱间、宽度同柱宽区为梁区，其余为板区。4. 4. 6 ,._ 4. 4. 12 根据大量的工程实例及数理分析，规范对基础的配筋作了较具体的规定，以利于提高设计质量，89 加快设计速度。1 顶板板区的配筋，根据50台基础的统计，钢筋直径为16mm，间距为200 250mm共40台，占80%;钢筋直径为18mm，间距为200mm共7台，占14%。故规范规定板区配筋为钢筋直径为16 18mm ，间距为200,._ 2

14、50mm。在局部区域，如开孔影响而形成暗梁区应局部加强，按暗梁计算配置。2 顶板的梁区配筋，是对60台基础的纵、横梁共102个配筋数据统计分析而定的。其概率图如下(图4.4.9): 出现次数30 20 10 o I O. 4 O. 5 O. 6 O. 7 O. 8 O. 9 配筋率内图4.4.9梁区配筋概率统计90 统计表明，总配筋率(百分率为0.4-. O. 6共63个，占61.76%;为0.4-.O. 7共86个，占84.31%。故规范提出宜取0.4-. O. 7 0 3 柱的配筋，从54台基础工程实例统计，柱的纵向钢筋直径为18-. 25mm，柱的总配筋率(百分率)为0.8-.1.3的共42台，占77.78%。故规范提出宜取0.8-. 1. 3。其概率图如下图4.4.10): 出现次数20 o I O. 7 o. 8 O. 9 1. 0 1. 1 1. 2 1. 3 1. 4 配筋率内图4.4.10柱纵向钢筋配筋率统计91 nMU -nMU Phid 俨nunMU FhHU Fh-M 2J 句，i l i l i -l i l -HHHHUM i -