熱力管道補償器用于蒸汽架空管道的類型介紹

     熱力管道補償器的幾種形式有金屬波紋補償器、方形補償器、球形補償器、無推力旋轉(zhuǎn)補償器。本文結(jié)合具體工程，熱力管道補償器用于蒸汽架空管道的類型介紹。

一、工程概況

某熱電廠，室外架空蒸汽管線，管徑DN300，設(shè)計參數(shù)為2.5MPa，230℃，屬壓力管道GC2類；蒸汽管線總長度約為1500m。

二、熱力管道補償器在架空蒸汽管道上的應(yīng)用、選型及特點：

①方形補償器

方形補償器是熱力管道補償器設(shè)計中的一種形式。

其優(yōu)點：對熱伸長量補償能力大，作用在固定支座上軸向應(yīng)力小，維護費用少；

其缺點：尺寸大，占地面積大，對介質(zhì)流動助力大，補償器變形時，兩端的法蘭及管道受到彎曲，易產(chǎn)生疲勞破壞且會產(chǎn)生軸向位移。

選用原則：方形補償器按其外形可分為Ⅰ型－標(biāo)準(zhǔn)式（c＝2h），Ⅱ型－等邊式（c＝h），Ⅲ型—長臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小頂式（c＝0）。制作方形補償器選用無縫鋼管揻制而成，補償器用一根管子揻成，如果制作大規(guī)格的補償器也可用兩根彎管或三根彎管焊制，方形補償器不宜用沖壓彎頭焊制而成。焊制方形補償器的焊接點應(yīng)放在外伸臂的中點處，因為此處的彎矩小，嚴(yán)禁在補償器的水平臂上焊接。焊制方形補償器時，當(dāng)DN≤200mm時，焊縫與外伸臂垂直，當(dāng)DN＞200mm時，焊縫與軸線成45°角 。

本工程管道總長1500m，每60米設(shè)1個方形補償器，共需設(shè)置25個方形補償器，方形補償器的外伸臂長達(dá)10m，每個補償器按4個彎頭計算，共計增加100個彎頭，500m管道。

②套筒補償器

套筒補償器的活動套管可沿管道產(chǎn)生軸向位移。

其優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，補償能力大，一般補償量可達(dá)250~400mm；對介質(zhì)產(chǎn)生的阻力比方形補償器小。

其缺點：補償器在軸向產(chǎn)生的推力大，填料需經(jīng)常檢修，易發(fā)生泄漏，對管道支座的設(shè)計和安裝要求高，若管道在運行過程中產(chǎn)生銹蝕和結(jié)垢，都有可能產(chǎn)生補償器失效。

選用原則：套筒補償器一般用于管徑大于100mm，工作壓力小于1.6Mpa，安裝位置受到限制的熱力管上；套筒補償器不宜使用于不通行地溝之中；單向套筒補償器應(yīng)安裝在固定支架近旁的平直管段上，在其活動側(cè)設(shè)導(dǎo)向支架，雙向套筒補償器設(shè)在固定支架中間，套管須固定，補償器工作界限應(yīng)有明顯的標(biāo)記。

本工程管道工作壓力2.5Mpa>1.6Mpa，不適合本工程。

③金屬波紋補償器

金屬波紋補償器（又稱金屬波紋膨脹節(jié)），由一個或幾個波紋管及結(jié)構(gòu)件組成，用來吸收由于熱脹冷縮等原因引起的管道或設(shè)備尺寸變化的裝置。

其優(yōu)點：金屬波紋補償器具有結(jié)構(gòu)緊湊、承壓能力高、配管簡單、支架費用低、維修方便。

其缺點：金屬波紋補償器補償能力較小（一般一個僅為10~20mm），為了提高補償能力可將數(shù)個串聯(lián)在一起，但這樣易產(chǎn)生側(cè)向彎曲應(yīng)力而使兩端過載。串聯(lián)個數(shù)一般為4~6個，不能超過8個。

選用原則：選用金屬波紋補償器時應(yīng)考慮預(yù)拉伸量50%，安裝和訂貨時應(yīng)提出要求；在直管段上兩固定支架之間只能安裝一套金屬波紋補償器；軸向型波紋補償器一端應(yīng)布置在靠近固定支架處，另一端應(yīng)安設(shè)直線導(dǎo)向管架。

本工程管道工作壓力2.5Mpa，管道總長1500m，波紋補償器75m一個，共需20個。由于一般情況下波紋補償器的工作壓力≤1.6Mpa，2.5Mpa時需訂貨。

④球形補償器

球形補償器的結(jié)構(gòu)主要由球體與密封裝置等元件組成，安裝在熱力管道上受熱后以球體回轉(zhuǎn)中心自由轉(zhuǎn)動，吸收管道熱位移，從而減少管道之應(yīng)力。

其優(yōu)點：補償能力大，占據(jù)空間小，流動阻力小，安裝方便，投資省等。

其缺點：存在側(cè)向位移，易泄漏，要求加強維修。

選用原則：1）球形補償器在球道上一般距離400~500m安裝一組，安裝形式有水平、垂直、傾斜等。2）采用該型補償器后，固定支架間距增大，為避免管段撓曲，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)導(dǎo)向支架，同時，為減少管段運行的摩擦阻力，在導(dǎo)向支架上應(yīng)安放滾動支座。3）垂直安裝時，球體外露部分向下安裝，以防污物堵塞而造成球體磨損。

本工程管道工作壓力2.5Mpa，管道總長1500m，球形補償器共需要5個；適用于本工程的球形補償器的加工工藝非常復(fù)雜，國內(nèi)生產(chǎn)廠家較少，供貨周期較長，價格較高，嚴(yán)重制約了工程進(jìn)度。

⑤無推力旋轉(zhuǎn)式補償器

無推力旋轉(zhuǎn)補償器是熱力管道補償器中的一種新型補償器，其構(gòu)造主要有整體密閉座、密閉封蓋、大小頭、減磨定心軸承、密封材料、旋轉(zhuǎn)筒體等構(gòu)件組成，安裝在熱力管道上需兩個以上組對成組，形成相對旋轉(zhuǎn)吸收管道熱位移，從而減少管道之應(yīng)力。

其優(yōu)點：補償量大，可根據(jù)自然地形及管道強度不知，大一組補償器可補償500m管段；不產(chǎn)生由介質(zhì)壓力產(chǎn)生的盲板力，固定支座可做的很小，適用于大口徑管道；運行可不需維護；

選型：1)選用低壓管道補償器：壓力0~1.6Mpa，溫度-60~330℃；2)選用中壓管道補償器：壓力1.6~2.5Mpa，溫度-60~440℃；3)選用高壓管道補償器：壓力2.5~5.0Mpa，溫度-60~485℃；

此類補償器的布置和球形補償器類似，當(dāng)吸收熱膨脹量時，在力偶臂旋轉(zhuǎn)至θ/2 時出現(xiàn)熱管道發(fā)生擺動Y值。

本工程管道工作壓力2.5Mpa，管道總長1500m，旋轉(zhuǎn)補償器共需要8組，彎頭總數(shù)46個； 由于旋轉(zhuǎn)補償器已經(jīng)在化工管道中應(yīng)用，與球形補償器相比：供貨周期短。

綜上所述：本工程中的熱力管道補償器用于蒸汽架空管道的類型有三種：方形補償器、金屬波紋補償器、旋轉(zhuǎn)補償器。

標(biāo)簽：熱力管道補償器