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浅谈供热管道中波纹补偿器 的应用

发布时间:2017-05-22 09:30:22 来源:工程部 浏览次数:255

      众所周知,一般情况下自然界的物体都存在热胀冷缩的物理特性,从人们的感官认识中很难直接发现这一现象,但实际中确实又客观存在。尤其是在一些工业输配管道中这一特性尤为明显,往往直接关系到管道的使用功能是否达到设计使用的目的,同时也深深的影响到工业生产的安全。下面,就结合我公司供热管道的实际情况,浅谈波纹补偿器在实际中的应用。

      城镇供热管道由于施工时段的外界环境温度与生产运行时段的介质温度相差很大(前者一般为10℃-30℃;后者一般为100℃-190℃),温度升高膨胀后,长度增加;温度下降收缩后,长度缩短。温度变化1℃相应的长度成比例变化量称为管材的线膨胀系数(碳素钢为0.012㎜/米*℃)。在实际中最经济的补偿应为自然补偿,自然补偿利用弯曲管段中管道的挠曲来补偿热位移,但补偿能力有限。当自然补偿不能满足要求时,通常选用专用补偿器吸收热位移。常用补偿器有方型补偿器、套筒补偿器、球型补偿器及波纹管补偿器,其中,波纹管补偿器多用于蒸汽和高温热水管道。

    1.常用的波纹管补偿器

  波纹管补偿器是以波纹管作为挠性元件,并由端管及受力附件组成。波纹管补偿器补偿量大,补偿方式灵活,结构紧凑,位移反力小,使用过程中不需维护。可根据固定支座及设备的受力要求,灵活设计结构型式。

  ①外压轴向型波纹管补偿器

                         

  外压轴向型波纹管补偿器由承受外压的波纹管、导流筒及进、出口管等组成。外压轴向型波纹管补偿器能吸收轴向位移,但不能承受管道内压产生的强大推力,因此外压轴向型波纹管补偿器一般用于埋地敷设的直管段中。

  ②拉杆型波纹管补偿器

                           

  拉杆型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及拉杆、端板、垫圈等组成。拉杆型波纹管补偿器能吸收任一平面内的横向位移并能承受管道内压产生的推力,因此广泛用于管道穿越道路、高垂直段或水平转弯段的管段中。

    2.典型管段中波纹管补偿器的计算

(1)选用外压轴向型波纹管补偿器必须满足以下3个条件: ①设定2个固定支墩(座)之间管道热伸长为△L(单位为mm) ;  

 ②固定支墩(座)须承受管道内压产生的推力,因此必须具有足够的强度。

 ③使用外压轴向型波纹管补偿器的埋地管道中,所有固定支墩(座)要承受管道内压产生的推力,因此应对固定支墩(座)的焊缝强度进行验算,以保证管道安全可靠。

(2)管道热伸长(补偿量)计算公式:

             △L=a*L*ΔT

式中△L--管道热伸长(㎜)

    a--管材线膨胀系数(碳素钢一般取值0.012㎜/米*℃)

L--补偿管线长度(所需补偿管道固定支墩(座)间的距离m)

  ΔT--温度差(管道内介质温度与安装时环境温度的差值℃)

这样,就可以运用管道补偿量计算公式,来核对设计中补偿器的选型是否合理,在满足设计使用功能的前提下,控制主材投资成本;同时也可有效指导管网维护检修中补偿器的外观变化情况,在合理热伸长的取值范围内,为安全生产运行提供技术保障。