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  • 供熱管道熱補償器的選擇及優缺點
  • 管道的鋪設在現代的每棟建筑中都是十分重要的,因此管道的安全就必需引起工作人員的高度注意,因此,就有必要了解關于管道補償器的相關知識。本文介紹了補償器的由來及其作用,著重分析了幾種常用補償器的優缺點及使用條件。  

    一補償器的由來

    補償器的由來補償的基本意思有彌補缺陷,抵消損失。也有科技方面的補償,當管道輸送介質或管道所處環境有溫度變化時,管道由溫度引起的熱脹冷縮是不可避免的,如果不采取一定的方式補償該尺寸變化,將會在管壁內產生很高的應力,通過管道傳至固定管架或設備,當溫差過某一范圍時,溫差應力大于管子可承受的應力范圍,這時就必須考慮補償問題。


    在管系補償設計中,為經濟的是自然補償,自然補償是利用管道的自然彎曲形狀所具有的柔性來補償熱位移,顯然自然補償是有限的,當自然補償不能滿足要求時,通常應考慮設置金屬波紋管膨脹節等補償裝置。  

    管系所受載荷主要是外力載荷(管道及流動介質自重,內壓,風載,地震荷載等)和位移載荷,設置管道補償器的目的在于消除外載作用在設備或管道上的作用力,且可把復雜管系分隔成形狀比簡單,獨立膨脹的管段,保證膨脹節的佳使用效果。管道補償器可以補償吸收管道軸向、橫向、角向熱變形,吸收設備振動,減少設備振動對管道的影響,吸收地震、地陷對管道的變形量。補償器應用于大型場館的冷熱管道系統、鋼鐵廠、火力發電廠、等排煙脫硫,除塵設備,空氣加熱,助流鼓風等設備的出入口處,因此各種補償器得到大力推廣應用。 

    幾種常見補償器的分析常見補償器的分析

    (一)波紋補償器  

    1、波紋補償器的含義: 

    波紋補償器是利用波紋管的彈性元件的有效伸縮變形來吸收管線、導管或容器由熱脹冷縮等原因而產生的尺寸變化的一種補償裝置,屬于一種補償元件。 

    2、波紋補償器的分類:

    波紋補償器(波紋管)按位移形式分類,基本可分為軸向型、橫向型、角向型及壓力平衡型波紋膨脹節(波紋管)。

    按是否能吸收管道內介質壓力所產生的壓力推力(盲板力)分類,可分為無約束型波紋膨脹節(波紋管)和有約束型波紋膨脹節(波紋管)。 

    按波紋補償器的波形結構參數分類,可分為U形、Ω形、S形、V形波紋膨脹節(波紋管),當前國內外的膨脹節(波紋管)產品以采用U狀波形結構者居多。 

    3、波紋補償器的優點: 

    結構緊湊,占空間少,可直埋;缺點是制造比困難、耐壓低、補償能力小。其補償能力與波形管的外形尺寸、壁厚和管徑大小有關:壓力越高、波壁越厚、管徑越小、其剛性越大,補償能力越小。

    波形補償器一般用于公稱壓力≤1.0MPa、公稱直徑≥150mm的場合,也可用于常壓和低壓的大口徑管道。在鍋爐煙風管道中應用的可以達到DN4000mm。 

    4、波紋補償器的缺點: 

    波紋補償器管壁薄不能承受扭力、振動,安全性差;設備投資高、設計要求嚴、施工安裝精度高、往往達不到預期壽命;軸向型波紋補償器對固定支架產生壓力推力,造成固定支架推力大,從而造價高。 

    5、波紋補償器的應用條件: 

    波紋補償器不能承重,應單獨吊裝,除非對波紋補償器采用加固措施,否則不允許波紋補償器與管道焊后一起吊裝。

    在安裝中應按照廠家推薦的數據來正確設計波紋補償器的度,在任何情況下不能拉伸或壓縮或扭轉波紋管去補償安裝偏差,以免影響波紋補償器的正常功能,降低使用壽命和增加管系、設備接管及支撐構件的載荷。

    膨脹節周圍要留有足夠的空間,以保證膨脹節在設計范圍內能自由運動。  

    (二)旋轉補償器 

      1、旋轉補償器的優點 

    (1)產品安全性能高:

    產品結構合理,旋轉補償器采用的是雙密封形式,一面為端密封,一面為環密封; 

    (2)設計方便:

    設計熱網時,波紋管補償器補償的條件苛刻,必須遵循五大黃金原則,套筒補償器要“嚴格找中”的原則,并要考慮波紋管補償器、套筒補償器的應力、盲板力等。旋轉補償器的型式多樣,可根據管道的走向不同,選擇適合的旋轉補償器型式,即可解決管道的補償問題; 

    (3)產品的壽命長:

    產品的壽命可達20年以上; 

    (4)補償量大:

    補償量可達1800 mm(其他的補償器,如波紋管補償器的補償量大補償量在300~400 mm),對于DN 200以上的管線,單邊補償量可達到130~200 m,對于≤DN 200的管線,單邊補償量可達到100~130 m,可以長距離輸送蒸汽管線補償使用; 

    (5)管道運行經濟性高:

    使用旋轉補償器補償,由于補償器補償距離增長,比自然補償和套筒補償減少彎頭,從而減少壓降,使熱網的管損減少,作為長距離輸送熱網的主要補償方式之一;    

    (6)安裝方法和型式多樣化:

    根據管線的走向,結合現場的地形,選擇旋轉補償器補償的型式,解決蒸汽管道的補償問題,工程安裝方便,無需冷拉、預緊等施工工藝,對焊即可; 

    (7)投資省:

    因旋轉補償器的補償距離長,采用的補償器數量減少,且對土建的固定墩推力小,固定墩的設置數量比少,固定墩的規模比小,大大節省了土建的投資,與其它的補償器相比,工程總投資要節約20%~40%,經濟效益可觀。 

    2、旋轉補償器的應用條件:

    旋轉補償器在管道上一般按200~500m安裝1組(可根據自然地形確定),有10多種安裝形式,可根據管道的走向確定布置形式。采用該型補償器后,固定支架間距增大,為避免管段撓曲要適當增加導向支架;為減少管段運行的摩擦阻力,在滑動支架上應安裝滾動支座。 

    (三)方型補償器      

    1、方型補償器的含義 

    方型補償器也叫方脹力或脹力彎,由管子彎制的彈性變形吸收管道的熱膨脹。制作方形補償器必須選用質量好的無縫鋼管,整個補償器好用一根管子煨制而成。 

    2、方形補償器的優點:

    (1)制造安裝方便,與套筒補償器和波紋補償器相比,作用在固定支架上的軸向推力小,熱補償量大,適用于各種壓力和溫度條件; 

    (2)安全性高,正常運行中無需維護,不需要設置檢查井。 

    3、方型補償器的應用條件: 

    安裝方形補償器時,為減小補償器的變形彈力和提高補償能力,須將其外臂預先拉開一定的長度,再安裝在管道上。 

    補償器安裝和使用要求

    1、補償器在安裝前應先檢查其型號、規格及管道配置情況,必須符合設計要求; 

    2、對帶內套筒的補償器應注意使內套筒子的方向與介質流動方向一致,鉸鏈型補償器的鉸鏈轉動平面應與位移轉動平面一致; 

    3、需要進行“冷緊”的補償器,預變形所用的輔助構件應在管路安裝完畢后方可拆除; 

    4、嚴禁用金屬波紋補償器變形的方法來調整管道的安裝超差,以免影響補償器的正常功能、降低使用壽命及增加管系、設備、支承構件的載荷;

    5、安裝過程中,不允許焊渣飛濺到波殼表面,不允許波殼受到其它機械損傷; 

    6、管系安裝完畢后,應盡快拆除金屬波紋補償器上用作安裝運輸的黃色輔助定位構件及緊固件,并按設計要求將限位裝置調到規定位置,使管系在環境條件下有充分的補償能力; 

    7、補償器所有活動元件不得被外部構件卡死或限制其活動范圍,應保證各活動部位的正常動作;

    8、水壓試驗時,應對裝有補償器管路端部的次固定管架進行加固,使管路不發生移動或轉動,對用于氣體介質的補償器及其連接管路,要注意充水時是否需要增設臨時支架; 

    9、水壓試驗結束后,應盡快排波殼中的積水,并迅速將波殼內表面吹干; 

    10、與補償器波紋管接觸的保溫材料應不含氯

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