空分设备

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空分设备范文第1篇

在工业生产的各个领域中，氧气、氮气、氩气等工业气体的应用不可或缺，而且不同行业、不同工艺对氧、氮、氩等工业气体的要求也不同。为满足生产要求，保证生产安全稳定运行，工厂内部均配置有专供的空分设备和氧、氮、氩气体管网系统。因此在制定空分设备的技术方案时，通常对空分设备的工艺流程、加压输送系统、各配套机组的操作性能，装置的能耗指标、设备投资等进行对比和选择。下面以国内某钢厂配套KDON-10000/20000型空分设备为例，通过不同的流程计算，选配各机组参数，进行工艺流程的对比和优选。空分设备的设计参数见表1。

1空分设备流程

形式现代空分设备以提供带压氧气产品的流程形式来分一般有2种流程:外压缩流程和内压缩流程［1］。在目前国内空分设备设计应用中，外压缩流程又有常规外压缩流程和自增压+外压缩流程之分;内压缩流程又有空气增压内压缩流程和氮气循环内压缩流程之分。该钢厂用氧压力要求在2.5MPa(G，下同)，用氮压力要求在2.0MPa，所以10000m3/h空分设备无论是采用内压缩流程还是外压缩流程都可以实现。

1.1外压缩流程

1.1.1常规外压缩流程常规外压缩空分设备流程是目前钢厂应用比较广泛的一种流程，主要由原料空气过滤器、空压机、空气预冷系统、分子筛纯化系统、精馏塔系统(含膨胀机)、氧/氮外压缩系统和仪电控制系统等配套设备组成。工艺流程如图1所示。图1常规外压缩空分设备流程简图AF—空气过滤器TC—空压机AC—空冷塔WC—水冷塔MS1、2—分子筛吸附器SL—消声器EH—电加热器ET—膨胀机E1—主换热器C1—下塔C2—上塔K1—冷凝蒸发器E2—过冷器C701—粗氩Ⅰ塔C702—粗氩Ⅱ塔K701—粗氩冷凝器AP—循环粗氩泵C703—精氩塔K703—精氩冷凝器K704—精氩蒸发器NC—氮压机OC—氧压机常规外压缩流程，由于膨胀空气进上塔，使上塔氧提取率较膨胀气体进下塔流程略低;且低压膨胀机的制冷能力较中压膨胀机弱，因此，外压缩流程的液体产量较大时(尤其带液氩产品)，膨胀空气旁通，原料空气过度消耗，能耗偏高。所以对于液体产量要求不大的用户可推荐采用常规外压缩流程。1.1.2自增压+外压缩流程自增压空分设备流程是依靠液氧柱势差对氧产品加压的一种流程形式，自增压+外压缩流程是将出冷箱的带压氧气经氧压机进一步升压到中压的流程，主要由原料空气过滤器、空压机、空气预冷系统、分子筛纯化系统、精馏塔系统(含膨胀机、自增压器)、氧/氮外压缩系统和仪电控制系统等组成。工艺流程如图2所示。自增压+外压缩流程提高了氧气产品出冷箱的压力，压力需求在低于0.15MPa时可直接使用。当钢厂氧气压力需求在2.5MPa时，采用氧自增压+氧气外压缩流程，提高了氧压机入口压力，使氧气升压输送的能耗降低，可以减少电力消耗。

1.2内压缩流程

根据氧气、氮气产品的比例不同，内压缩流程可分为空气增压内压缩流程和氮气循环内压缩流程2种。另外还可以采用氧气内压缩+氮气外压缩的混合流程。该钢厂氧气、氮气产品需求比例为1∶2，从综合性能考虑可采用氧气内压缩+氮气外压缩流程和氮气循环内压缩流程。1.2.1氧气内压缩+氮气外压缩流程配套设备主要有原料空气过滤器、空压机、空气预冷系统、分子筛纯化系统、精馏塔系统(含膨胀机)、空气增压机、内压缩液氧泵、氮外压缩系统和仪电控制系统等。工艺流程如图3所示。氧气内压缩+氮气外压缩流程采用液体泵对氧产品进行升压输送，大大提高了压氧过程的安全性。对于用氧压力过高、用量过大的用户，且活塞式氧压机和离心式氧压机的选型均无法满足时可推荐采用。1.2.2氮气循环内压缩流程配套设备主要有原料空气过滤器、空压机、空气预冷系统、分子筛纯化系统、精馏塔系统(含膨胀机)、循环氮压机、输送氮压机、内压缩液氧泵、内压缩液氮泵和仪电控制系统等。工艺流程如图4所示。

2流程特点与比较分析

2.1安全性与可靠性

液氧加压输送比气氧加压输送理论上安全性高一些。相对而言，外压缩空分设备的安全隐患主要在于冷凝蒸发器内液氧中碳氢化合物的积聚和氧压机，前者可以通过在线监控和定时进行液氧安全排放来控制;至于后者，国产氧压机的技术早已过关，可以保证安全。又经过多年的技术发展，外压缩流程空分设备的安全性完全可以保证［1］。空分设备的运行可靠性与设备质量、操作水平等因素密切相关。外压缩流程的应用最为广泛，技术成熟，用户的操作也都很熟练;而且空分设备与压氧系统相对独立，氧压机的停车对空分设备的运行不会产生影响，可靠性很高。内压缩流程相对来说要复杂一些，自动化控制的要求更高。为保证整套空分设备正常运行，配套机组多采用进口产品。

2.2运行能耗

采用上述4种流程形式，分别对KDON-10000/20000型空分设备进行流程计算，通过选配各机组参数，各流程电力消耗见表2、3、4、5。由此可见:在相同产品工况下，各流程能耗指标按常规外压缩、自增压+外压缩、氧气内压缩+氮气外压缩、氮气循环内压缩依次升高;而且内压缩流程的产品能耗比外压缩流程高。

2.3投资成本

内压缩流程与外压缩流程的投资成本主要体现在内压缩流程的液体泵加上空气增压机(或循环氮压机)与外压缩的氧压机、氮压机相比。外压缩流程的氧压机完全可以采用国产产品，性能良好，价格低廉，且安全性能好［1］。而内压缩流程所需的空气增压机或循环氮压机，因国内外机组效率差异较大，从长期运行成本角度考虑一般要求采用进口机组，国产机组还不能完全满足要求。所以，采用内压缩流程的空分设备的成本较高。另外，因为内压缩流程空分设备需要配置中高压板翅式换热器和中高压调节阀，会涉及到投资成本的变化。

3总结

空分设备范文第2篇

关键词：微机综合保护器；空分设备；开关柜；电动机；升级

中图分类号：TB657.7 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）024-000-01

微机综合保护器，是集单片机、PLC和数字继电器为一体的电力设备自动控制保护装置，除了为电动机和配电设备机提供更加先进可靠的保护功能，还可以通过逻辑编程大大提高自动化水平，使得电动机和配电设备的各种运行管理更加简单，电动机的控制回路不断简化，安装、运行、维护的工作越来越方便、高效。如何对一些老的传统继电保护系统进行改造，采用合理方案，完成从分立继电保护到微机保护的升级，是值得研究和探讨的课题。

一、微机综合保护器的改造与应用实践

6500Nm3/h氧气站始建于90年代初，是金川二期工程闪速炉系统配套的空分设备，有两套6500Nm3/h制氧机组，主要为闪速炉供应氧气。该氧气站主要设备有两台3400KW同步电动机、两台400KW异步电动机和两台800KVA变压器，同步电动机采用降压启动，异步电动机采用直接启动，6KV配电系统由十五台高压开关柜组成，控制和保护由8面继电控制屏和1套集中控制操作台组成，采用传统继电保护控制系统。

二、原控制系统存在的问题

6500Nm3/h空分主空压机用高压同步电机拖动，采用电抗器降压启动，电气控制系统比较复杂，工艺、设备连锁环节多，其配套高压配电设备多，控制系统均采用分离继电器元件控制，共有8面控制屏。主要使用DZY系列直流中间继电器、DS系列时间继电器、DX系列信号继电器、DY-32型电压继电器、LL-12/10型电流继电器等。

三、改造方案

该系统改造共配置SIEMENS微机综合保护器11台，集中设置2台控制屏，代替原有的8面继电器屏和信号屏，所有逻辑控制、信号指示、保护整定值均通过SIEMENS DIGSI软件编译后写入微机综合保护器，通过后台监控系统实现整个配电系统和高压电机的监视、控制、保护和操作。图1为系统配置图

1.保护配置及控制功能

6KV电源进线：选用SIEMENS 7SJ62系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、低电压、PT断线、电量测量、反馈控制、控制联锁逻辑和远程操作等。

6KV母线联络柜：选用SIEMENS 7SJ61系列微机综合保护器1台，实现过流和速断保护、反馈控制、控制联锁逻辑和远程操作等。

800KVA变压器：选用SIEMENS 7SJ61系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、单相接地保护、反馈控制、控制联锁逻辑和远程操作等。

3400KW同步电动机：选用SIEMENS 7SJ635系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、单相接地、低电压、PT断线、电量测量、反馈控制、控制联锁逻辑及油泵自动控制等；选用SIEMENS 7UT612系列微机综合保护器2台，实现差动保护。

400KW异步电动机：选用SIEMENS 7SJ62系列微机综合保护器2台，实现过流、速断、单相接地、低电压、PT断线、电量测量、反馈控制、控制联锁逻辑及油泵自动控制等。

2.改造过程与思路

充分掌握和理解原控制回路中的各种连锁和逻辑关系，通过优化将所有中间环节用微机综合保护器内部程序来实现，原有的信号指示和参数显示由后台监控实现，在此基础上重新绘制的二次原理图和接线图，根据不同电气设备和新二次原理图中用的输入/输出点数，选择合适的微机综合保护器，最后通过组态实现所有功能。

（1）集中控制屏配置

根据图1的系统配置方案，在电控室设置两台集中控制屏，安装SIEMENS微机综合保护器、控制小母线和电压小母线，其保护信息通过RS485通讯接口直接从微机综合保护器上传至后台监控系统。

（2）保护装置组态编程

根据设备控制和工艺流程，收集相关数据和信息，确定二进制信号输入量、模拟输入量、信号和跳闸命令的输出量，明确逻辑关系，编写逻辑图，通过软件对各类信号、数据进行定义，编译调试正确后下载到微机综合保护器进行程序联动调试。

（3）设置后台监控系统

后台监控系统的主要功能为数据采集、数据处理、事件记录与报警、事故追忆、故障录波，数据查询及打印等。

四、改造后的效果分析

通过本次改造，整个配电系统和高压电动机控制回路得到了很大优化，系统稳定性大大提升；微机综合保护器具有的自诊断和故障记忆功能使故障的分析和查找效率进一步提高，运行调试费用和日常检修维护费用大大降低；设置了后台监控装置，操作、状态监视、数据采集、处理等工作自动完成，降低了职工的劳动强度。

五、结束语

微机综合保护器的广泛应用，为空分设备传统继电保护改造带来了前所未有的机遇。利用微机综合保护器改造，一方面提高了空分设备配套的电动机和配电设备管理效率，降低维修和人工成本，另一方面对电气设备进行整体监控，容易实现网络化管理，通过监控主机上的客户端软件，不需要大量的硬件设备投入，通过局域网设定相应安全访问级别，工程技术人员和专业管理人员在终端计算机上，随时能了解各动力设备和配电设备运行状况，使设备长期处于专业人员的掌控之下，出现异常能及时采取有效措施，设备运行更加安全、可靠、稳定。

参考文献：

[1]张宇辉.电力系统微型计算机继电保护[M].北京：中国电力出版社，2000.

[2]杨奇逊.微型机继电保护基础[M].北京：水利电力出版社，1998.

空分设备范文第3篇

关键词：石化行业企业；大型空分设备；生产技术创新；仪表自动化；制造规模

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.028

0 引言

大型空分设备是石化行业、石化企业在生产制造过程中使用的重要仪器设备，其运作机械原理是实现对空气的降温冷却，同时以增压方式让空气的体积变小、转化为液态，根据空气中各组成气体之间的沸点差异，让液化物与气体充分接触并发生反应，在热质交换原理的作用下，实现高纯度气体的分离。我国很多知名石化企业通过学习借鉴国外先进仪器设备的生产经验和生产方案，并在技术研发、科技创新活动的带领帮助下，已经具备设计、生产制造先进大型空分设备的技术能力，能够与其他国际先进设备生产制造厂商进行竞争，全面提高了我国石化机械设备设计、制造生产工艺水平。

1 现阶段国内大型空分设备的设计、制造生产技术概况

最近的数据调查分析显示，国内生产制造大型空分设备的化工企业，在机械设计、制造生产工艺研发等领域中表现优异，其中部分企业的机械设计水平、设备生产制造工艺已经具备国际领先水平。其具体情况总结分析如下。

（1）大型空分设备的生产制造规模扩大化。石油开发采取炼制、成品及副产品销售、油气运输储藏、化工制品生产等行业的集团化发展趋势，对化工生产机械设备的功能性质、使用性质提出了更高的标准要求，化工机械设备需要满足生产制造规模逐渐发展壮大的经营需求。因此体现在大型空分设备管理方面，表现为大型空分设备一方面应当具备更高的生产能力，另一方面还应当提高其配套生产能力。随着化工行业的崛起建设，国际、国内市场上需要更多数量的大型空分设备投入到化工生产过程中。从现实情况分析，我国化工企业亟需在现有基础上，提高大型空分设备的机械设计水平和生产制造工艺，增强企业产品的科技含量，提高企业的综合竞争力，与国际大型化工设备制造厂商企业进行健康、良好的竞争，在国际机械设备制造领域争夺领先地位。我国部分制造企业不断学习国际先进机械技术，加强对机械设备的研发，将新型生产制造技术应用在大型空分设备的设计方案当中，创新技术应用，取得明显实效。

（2）大型空分设备的机械设计方案优化、丰富制造工艺的种类。在对我国化工设备生产企业情况进行统计的基础上，笔者发现化工设备生产企业已经突破了传统的设备制造管理流程，在新型空分设备生产过程中，更加注意客户对大型空分设备的性能要求、功能要求，根据客户意见制定大型空分设备的设计方案、生产制造方法，因此出现了生产制造工艺的多样化、种类丰富。部分大型空分设备生产企业一方面借鉴使用国际上最先进的数据计算系统和计算软件，通过数据系统的构建、数据软件的计算帮助，不断提高大型空分设备的机械设计水平。

（3）优化大型空分设备中的转动功能设备设计方案。转动功能设备为大型空分设备提供气体来源，其优化设计方案将显著提高大型空分设备的运作效能与安全稳定性能，降低大型空分设备的使用能耗数值。

2 大型空分设备的设计、制造生产技术要点与改革

从我国近些年的化工机械生产制造过程和经验成果总结上看，大型空分设备的生产制造工艺历经生产变革与技术创新，已经日趋成熟完善并能够与国际一流机械制造工艺水平相当。为了在此基础上，继续提高大型空分设备的机械设计水准，实现大型空分设备生产的集中化、规模扩大化，还应当继续加强科技创新能力。

（1）液体膨胀机取代传统的高压节流阀。液体膨胀机能够达到节能的目的，当液体在膨胀的过程中其焓值会降低，这样就更容易下塔的精馏，能够提高空分设备氧气的提取率。

（2）单套空分设备向大规模方向发展。我国现在用的空分设备主要是5-6万级，解决8万级空分设备存在的一些技术上的难题是现阶段的难题。我国的最终目的是实现生产10万等级空分设备，需要不断摸索着总结技术难点并且积极寻找解决方案。

（3）提高关键部机的效率。这里的关键部机主要是指冷凝蒸发器与筛板下塔，我国目前的筛板下塔阻力在16-20KPa，要是可以采用规整填料塔，那么阻力就会减少到到4-5KPa。阻力减少带来的直接经济效益就是我国每年至少可以节约30-40万元的电费，要想更加节约资金，就需要把规整填料进一步精馏以减少填料下塔的高度，基于此，我国目前正在积极地研究新的精馏方案。

3 化工仪表自动化设备的要点与改革

（1）控制系统优化。目前我国化工企业大部分设备装置还是采用传统的常规控制系统，其中大部分还是采用PID控制系统，基于此，导致自动化设备的潜力并没有全面的被发挥出来，所以开发及优化控制系统是自动化设备的发展必然趋势。

（2）过程控制。分散控制系统、编程控制器、自动化系统随着计算机技术与网络技术的不断成熟，本着开放化、标准化的原则，采取国内外市场通用硬软件的方法，将向着开放的分布式监控控制系统发展。

综上所述，在对我国现阶段化工行业大型空分设备生产制造能力水平的统计分析之下，我国化工设备制造企业需要注意生产规模上的扩大化趋势、机械设计的方案优化、丰富制造工艺的种类等现实发展要求，不断根据经济市场发展需求和客户应用需求，调整优化大型空分设备的机械设计方案，增加大型空分设备的科学技术含量。

参考文献：

[1]方莹，朱晓涵，刘益才.压缩空气气水分离装置的发展现状及展望[J].真空与低温，2015（02）.

[2]蒋旭.空分设备换热系统的设计及温差选取[J].深冷技术，2014（06）.

[3]黄科，王艳君，陈彩霞.富氧燃烧用空分流程优化浅析[J].深冷技术，2015（04）.

空分设备范文第4篇

【关键词】建筑设备监控系统；设计；要点

智能化系统的设计，应依据建筑功能需求及建筑规模选择配置适宜的功能系统。因建筑设备监控系统具有降低运行成本、节能、优化环境、高效等优点，其在智能化建筑中获得了广泛应用。建筑设备监控系统的设计应充分满足建筑内设备监控管理的功能需求，系统软件配置及硬件设备等也均应符合工程应用标准，以此才能有效提高智能化建筑机电设备管理的自动化和科学化水平。因此，加强有关建筑设备监控系统设计要点的分析，对于改善建筑设备监控系统的应用水平具有重要的现实意义。

一、建筑设备监控系统概述

1、建筑设备监控系统

建筑设备监控系统是利用计算机自动对建筑内的电气设备实施测量、监视和控制的智能化系统，其主要工作任务有：对变配电设备、供配电系统、直流电源设备、备用电源设备、大容量不停电电源设备进行监控、测量与记录；对火灾自动报警与消防联动控制系统、公共安全防范系统的运行工况进行联动控制与监视；对排水系统的饮水设备、给排水设备及污水处理设备和热力系统的热源设备运行状况进行监控、测量与记录；监视动力设备、照明设备、自动扶梯与电梯运行；对通风设备、空调系统、环境监测系统工作状况进行监控、测量与记录等。[1]

2、建筑设备监控系统设计目的及设计原则

（1）设计目的：提供经济可靠的最优能源供应方案，开展节能管理；利用最优控制，满足空调设计需求、环境舒适度要求及公共场所对环境固定要求；同综合安防及消防系统完成联动控制；在公共场所依据人员数量及内外环境温度状况，自动调整优化冷热源系统及空调通风系统运行参数；确保设备运行的高效性，降低工作人员工作强度；保障建筑内环境舒适，并实时、连续提供设备运行状况的数据资料，在集中处理综合分析的基础上开展设备管理决策，以提高设备维护和管理的自动化水平。

（2）设计原则：①可靠性，系统可靠性及成熟度高，系统在试验及应用阶段应具备良好的实践效果，且应具备应用与同类项目业务的业绩；②实用性，系统具有较高的实用性和经济性，能满足建筑节约能源、方便物业管理、提高设备使用年限的需求；③先进性，系统设计时应尽量应用国际先进技术，确保在规定年限内仍具有较高的适应性；④便利性，系统设计时应考虑操作的方便性，简单易学，工作界面友好，符合工程学原理；⑤兼容性，系统使用国际标准通信协议，具有同各机电设备连接的良好接口，如消防报警系统、变配电系统、柴油机、冷水机组、发电机等。

二、建筑设备监控系统设计要点

1、设备选型

（1）做好监控点划分，依据监控区域选用恰当的现场控制器，其监控点容量应至少留设20%的余量；按照系统结构形式及现场控制数量选择系统中央控制站使用设备，整体系统应符合现场控制器、通信子站的数量要求和系统响应时间及总点数需求；（2）在智能建筑中，因监控设备种类及数量众多，且设备分散到建筑的多个部位，要求建筑设备监控系统应该是一个将分散控制与集中管理良好集成的总线制集散控制系统，所以现场控制器应安装在被监控设备相对集中的位置，以降低管线敷设工作量，通常将控制器安装在电控箱内挂墙明装；（3）依据现场监控设备的实际分布及选用的系统结构，制作建筑整体设备监控系统竖向系统图。[2]

2、确定系统监控点数量

在掌握被控设备数量及制定相应控制方案后，要确定各控制设备的监控点数量及监控点性质，针对性分析监控点实际监控的技术可行性，并制定监控点表。在建筑设备监控系统中，现场控制器采用的输入、输出信号通常包含4种类型：（1）DI：数字量输入，通常为触点闭合、断开状态，基本功能是对启动、停止状态进行监控及报警；（2）DO：数字量输出，基本功能是控制电动机的启动及停止过程和监控两位式驱动器；（3）AI：模拟量输入，通常有压力、湿度及温度等，一般采用4～20mA或0～10V信号；（4）AO：模拟量输出，主要应用于连续调节阀门及风门驱动器，通常采用4～20mA或0～10V信号。在控制点数量确定时要依据建筑设备监控系统不同级别设计标准，同给排水、暖通等工程设计人员共同协调，在制定设计图样的基础上选择控制点，编订控制点项目表。

3、集散型控制方式及结构设置

（1）现场控制层宜采用同层总线共享无主从方式与现场控制器连接，以便于数据管理与交换，控制网络可采用目前LONTALK、BACnet等主流标准网络控制协议，网络结构采用开放式工业布线标准，且网速应在76.8Kbps以上；现场数据控制器应能单独完成现场调节及控制过程；系统要充分应用自动控制、网路通讯及计算机技术等先进技术，建设以开放性Internet标准为基础的系统平台；

（2）系统管理层应能完成局域性数据联网，以改善数据管理水平，网络结构可采用以太网、支持TCP/IP，数据传输速率应高于10Mbps，以方便为网络控制器、服务器、集成网关、中央控制站等提供高速通信。管理层的基本功能是集中管理建筑内的机电设备，监视设备运行状态并完成与其他智能机电设备、消防及安全防范系统的集成；

（3）系统监控平台应具备支持操作区域与图形界面的人性化定制功能，宜采用友好中文人机界面，以完成长期趋势记录分析、数据存储与参数控制、动态图表显示、监督控制、各种综合报告打印、运行周期统计、报警与维护管理等过程；[3]

（4）系统集成网关应采用开放标准通信协议，且能利用标准通信接口完成同其他智能机电设备的通信协议转化与连接；还可将第三方数据接入到系统内部，以形成系统所需控制逻辑，实现动态数据监视、报警、记录及联动等。

4、线路设计

线路设计可分为两部分：（1）现场控制器下的线路，主要为连接变送器、风阀、电器开关、水阀、传感器等的支线路，在机房内埋设通常使用明线槽或明管敷设，具体敷设方案应依据敷设场地及线缆数量进行综合制定；（2）由控制中心或弱电竖井到每个机房现场控制器间的连接线路，也就是干线线路，其通常采用穿金属管在弱电竖井内暗敷或电缆桥架方式。在电缆桥架敷设时应注意分开弱、强电电缆，若在同一桥架内敷设，应在中部位置安设金属隔板；电缆截面积的综合应低于桥架内截面积的40%；模拟量输入、输出应尽量采用屏蔽电缆，开关量输入与输出应尽量使用普通无屏蔽电缆。

结束语：

建筑设备监控系统的设计质量将直接关系着建筑整体的使用功能及运行质量，因此，相关技术与设计人员应加强有关建筑设备监控系统设计研究，总结该系统设计要求及关键部位设计要点，以逐步改善建筑设备监控系统的设计水平。

【参考文献】

[1]郭晓岩.建筑设备管理系统设计中应注意的问题[J].智能建筑与城市信息. 2012，06（10）：61-62

空分设备范文第5篇

关键词：设备基础；沉降；控制

中图分类号：TF351.5文献标识码： A

引言

设备基础设计的全面和安全是设备正常运行的重要保证之一，其主要作用是将设备固定在设备基础上，使设备的恒荷载、活荷载和动荷载传给地基，进而均匀传给地基土或桩基础，满足设备正常运转的各项要求。当设备出现均匀沉降过大或者不均匀沉降时，将会严重影响设备的正常运转，并损坏与设备相连的管道、法兰等。1、设备基础设计的基本要求与一般步骤

1.1设备基础设计的基本要求

建筑地基基础设计规范中规定，基础的设计需满足承载能力、变形及稳定性的要求，这就要求在设计过程中，首先基础应具有足够的刚度，能够避免在荷载作用下产生过大的倾斜和变形。其次，应保证基础在荷载作用下有足够的强度，避免产生破坏和混凝土开裂等现象。再次，需保证基础在扰力作用下不产生过大的振动，对于本身振动比较大的设备，在其基础设计时需进行详细的计算和采用有效的减振措施，以免影响设备的正常运行及邻近设备的正常使用。最后，设备基础设计除满足上述要求外，还要有良好的经济性，在保证安全生产的前提下，兼顾经济，经过多种方案的计算和比较，采用最为合理和经济的基础形式。

1.2设备基础设计的一般步骤

在设计前应明确设计任务，并收集由机器制造厂提供的设备资料，如各个设备的相互位置及传动方式、设备的总重及设备运行和停止时产生的动荷载等，再结合本项目的地质勘察报告、本地区的抗震设防裂度以及与相邻基础的位置关系，确定设备基础采用的基础形式（包括桩基础、大块式基础、墙式基础及箱式基础等），根据规范要求，通过对基础进行地基承载力计算、不均匀沉降计算、动力基础计算及抗震验算等方式，最终确定设备基础的外形尺寸、埋置深度及配筋大小。

2、设备基础设计的防振分析

2.1设备基础设计防振问题不容忽视

布设的许多大型设备都具有较大的振动荷载，若不能正确深刻地认识这些动荷载，对工厂的正常生产运行带来的危害无疑是巨大的。对于支承设备的上部结构假如在荷载的作用下产生强烈振动，就会导致钢筋混凝土开裂，甚至产生过大的变形，严重的会使结构构件因疲劳而被破坏，从而影响正常的生产，危害结构安全。对于地基基础，强烈的振动会使基础周围的土壤遭到破坏，从而引起严重危害基础的不均匀沉降，导致设备被拉坏不能正常使用，严重者还会导致相邻结构的基础受到影响。因此，在设备基础设计过程中，结构的防振减振问题不容忽视。

2.2设备基础设计中结构减振防振的一般方法

对于上部结构，在项目初步设计阶段要与工艺专业的设计人员积极沟通，合理布置振动较大的设备在结构平面上的摆放位置，协调布置支承设备的梁柱位置，从而使振动传给支承结构的影响减小。例如上下往复振动的设备宜布置在靠近柱子的梁板处，从而减小楼面的振幅达到减振的目的，前后往复振动的设备宜将支承设备的梁的纵轴布置在沿运动的方向，从而减小梁的振幅达到减振目的。对于地基基础，在有大型设备产生振动荷载的情况下，可以适当提高地基和基础的刚度，从而减小振动的振幅，减小对结构的危害。

其次，也可以利用减振装置的安放来减小振动。常用的减振装置有：钢弹簧、橡胶、弹簧橡皮组合减振器、软木、泡沫塑料以及毛毡等。

3、设备基础设计的桩基设计

3.1减沉型复合桩基

减沉型复合桩基是指设计时考虑桩—承台—同作用承受上部结构荷载，以控制基础沉降为目的的复合桩基。当天然地基的沉降不能满足要求时，增设部分桩，就可以将基础的沉降量控制在许可的范围之内。

（1）选择桩型及桩长

在减沉型复合桩基中，桩必须是摩擦桩，或是端承力较小的端承摩擦桩。桩长不宜过大，因为当桩长大于24d时，承台分担荷载的比例随桩长的增加反而减少了。我们主要考虑了以下两个方面的问题：一是因场地条件所限，好土层埋藏过深，桩端进入压缩性较小的“好土层”，势必增加桩长，这就又走了普通桩基的老路了；二是通过减少桩的长径比，来减少桩本身的压缩变形，达到减少基础沉降的目的。

（2）确定承台宽度

对减沉型复合桩基，我们考虑承台下土体已能满足承载力要求，桩仅起减沉作用。

如要减小作用于软弱下卧层表面的附加应力，可以采取加大基底面积（使扩散面积加大）或减小基础埋深的措施。前一措施可能使基础的沉降量增加，因为附加应力的影响深度会随着基底的面积的增加而加大，从而可能使软弱下卧层的沉降量明显增加。反之，减小基础埋深可以使基底到软弱下卧层的距离增加，使附加应力在软弱下卧层中的影响减小，因而基础沉降随之减小。因此，当存在软弱下卧层时，基础宜浅埋，这样不仅使“硬壳层”充分发挥应力扩散作用，同时减小了基础沉降。

（3）布桩并确定桩数

要充分发挥桩、土的承载力，使两者相互作用形成复合桩基，控制桩间距s是十分重要的。如果桩的距离过小（s

（4）沉降计算

在满足承载力要求的情况下，减沉型复合桩基能否安全工作的关键是能否将基础的沉降控制在允许的范围之内。沉降计算的理论，近几年在国内发展很快。现在采用较多的，基本分为两类：一是采用的等代墩基法计算。其原理是将桩和桩间土当成实体，按Boussinesq课题计算桩端以下土体的附加应力，再按分层总和法计算沉降，最后将结果乘以修正系数得到桩基的沉降。二是按Mindlin公式求出每桩土中引起的应力，与基底附加应力引起土中应力迭加后，再以分层总和法求沉降。计算时可用计算机求精确解，也可采用影响圆法、沉降漏斗法等近似方法。对于减沉型复合桩基，一般采用第二种方法。4、做好沉降观测与数据记录工作

在设备运行过程中，基础沉降和不均匀沉降对设备和生产的危害巨大。规范中规定，对于重要的或对沉降有严格要求的机器，应在基础上设置永久的沉降观测点，并在设计图纸中注明要求，在基础施工、机器安装及运行过程中应定期观测，做好记录。为尽量避免地基不均匀沉降对设备产生的危害，基组的总重心与基础底面型心宜位于同一竖线上，当不在同一竖线上时，两者之间的偏心距和平行方向基地边长的比值有如下限值：对于金属切削机床基础以外的一般机器基础，当地基承载力标准值小于150KPa时，此限制不能大于5%。故基础满足地基承载力要求之后，需验算基础的形心与重心的偏心距是否满足要求。

结束语

工业厂区内一般都有大量设备，这些设备能否正常运行关乎整个企业的生产作业，所以设备基础在设计过程中应予充分重视。设备基础的设计承载力、变形、稳定性及动力计算，对于承受动荷载作用的结构做好防振设计。设计人员应掌握设备基础设计的基本步骤和基本要求，按照规范要求，结合实际的地质情况，制定经济、合理、安全的设备基础设计方案，保证工厂的正常运行和财产安全。

参考文献

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[2]刘贺明.沉降观测中常遇到的问题分析及其处理[J].今日科苑.2010

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