熱力管道的補償類型和方式
熱力管道的補償方式有兩種:自然補償和補償器補償。
1.自然補償
自然補償就是利用管道本身自然彎曲所具有的彈性,來吸收管道的熱變形。管道彈性,是指管道在應(yīng)力作用下產(chǎn)生彈性變形,幾何形狀發(fā)生改變,應(yīng)力消失后,又能恢復(fù)原狀的能力。實踐證明,當(dāng)彎管角度大于30°時,能用作自然補償,管子彎曲角度小于30°時,不能用作自然補償。自然補償?shù)墓艿篱L度一般為15~25m,彎曲應(yīng)力бbw不應(yīng)超過80MPa。
管道工程中常用的自然補償有:L型補償和Z型補償。
2.補償器補償
熱力管道自然補償不能滿足,應(yīng)在管路上加設(shè)補償器來補償管道的熱變形量。 補償器是設(shè)置在管道上吸收管道熱脹冷縮和其他位移的元件。常用的補償器有方形補償器、波紋管補償器、套筒補償器和球形補償器。
(1)方形補償器。方形補償器是采用專門加工成U型的連續(xù)彎管來吸收管道熱變形的元件。這種補償器是利用彎管的彈性來吸收管道的熱變形,從其工作原理看,方形補償器補償屬于管道彈性熱補償。
方形補償器由水平臂、伸縮臂和自由臂構(gòu)成。方形補償器是由4個90°彎頭組成,其優(yōu)點是:制作簡單,安裝方便,熱補償量大工作安全可靠,一般不需要維修;缺點是:外形尺寸大,安裝占用空間大,不太美觀。
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),其中Ⅱ型、Ⅲ型最為常用。 制作方形補償器必須選用質(zhì)量好的無縫鋼管揻制而成,整個補償器最好用一根管子揻成,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,因為此處的彎矩最小,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。 (2)波紋管補償器。波紋管補償器又稱波紋管膨脹節(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。 波紋管補償器具有結(jié)構(gòu)緊湊、承壓能力高、工作性能好,配管簡單、耐腐蝕、維修方便等優(yōu)點。
波紋管材料。波紋管補償器是采用疲勞極限較高的不銹鋼板或耐蝕合金板制的,不銹鋼板厚度為0.2~10mm,適用于工作溫度在550℃以下,公稱壓力PN為0.25~25MPa,公稱直徑為DN25~DN1200mm的弱腐蝕性介質(zhì)的管路上。 (3)套筒式補償器。套筒式補償器又稱填料式補償器,它由套管、插管和密封填料等三部分組成,它是靠插管和套管的相對運動來補償管道的熱變形量的。 套筒式補償器按殼體的材料不同分為鑄鐵制和鋼制兩種,按套筒的結(jié)構(gòu)分為單向套筒和雙向套筒,按連接方式的不同分為螺紋連接,法蘭連接和焊接。 套筒式補償器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、補償能力大,占地面積小,施工安裝簡便,這種補償器的軸向推力大,易滲漏,需經(jīng)常維修和更換填料;當(dāng)管道稍有徑向位移和角向位移時,易造成套筒被卡住現(xiàn)象,故使用單向套筒式補償器,應(yīng)安裝在固定支架附近,雙向套筒式補償器應(yīng)安裝在兩固定支架中部,并應(yīng)在補償器前后設(shè)置導(dǎo)向支架。
(4)球形補償器。球形補償器是利用補償器的活動球形部分角向轉(zhuǎn)彎來補償管道的熱變形,它允許管子在一定范圍內(nèi)相對轉(zhuǎn)動,因而兩直管可以不保持在一條直線上。
二、補償器安裝 1.補償器安裝前的檢查
1)按設(shè)計圖紙的要求核對補償器的規(guī)格、型號和安裝位置。 2)對補償器進(jìn)行外觀檢查,檢查補償器有無傷損、缺陷。 3)檢查產(chǎn)品安裝長度是否符合管網(wǎng)設(shè)計要求。
二.補償器安裝
(1)方形補償器安裝
方形補償器安裝應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)方形補償器水平安裝時,伸縮臂應(yīng)水平安裝,水平臂的坡度應(yīng)與管道坡度一致。
2)方形補償器垂直安裝時,不得在彎管上開孔安裝放氣閥和泄水閥。 3)方形補償器安裝前,應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行冷拉。冷拉應(yīng)在補償器兩側(cè)同時均勻進(jìn)行,并記錄補償器的預(yù)拉伸量。
4)方形補償器安裝時,應(yīng)防止各種不規(guī)范操作損傷補償器。
5)方形補償器安裝完畢后,應(yīng)按設(shè)計要求拆除運輸、固定裝置,并按要求調(diào)整限位裝置。
(2)波紋管補償器安裝
波紋管補償器安裝應(yīng)滿足以下要求:
1)波紋管補償器應(yīng)與管道同軸。
2)有流向標(biāo)記(箭頭)的補償器,箭頭方向代表介質(zhì)流動的方向,不得裝反。
3)波紋管補償器安裝。波紋管補償器無論是鋼管焊接還是法蘭連接的,通常采用后安裝的方法。即在管道安裝時,先不安裝波紋管補償器,在要安裝的位置上先用整根直管直接過去,并按設(shè)計要求和補償器生產(chǎn)廠對補償器附近支架設(shè)置的要求安裝好導(dǎo)向支架和固定支架,待支架達(dá)到設(shè)計要求,再開始安裝補償器。波紋管補償器安裝的程序、步驟、方法如下:
○1先丈量已準(zhǔn)備好的波紋管補償器的全長(含連接法蘭),在管道上為補償器安裝畫出定位中線,按補償器長度畫出補償器的邊線(至連接法蘭的邊緣)。 ○2依線切割管道,當(dāng)法蘭連接時要考慮法蘭及墊片所占長度。
○3連接焊接接口的補償器:用臨時支吊架將補償器支吊起進(jìn)行對口,補償器兩邊的接口要同時對好,同時進(jìn)行點焊,檢查補償器位置合適后,順序進(jìn)行焊接。 ○4連接法蘭接口的補償器:先將兩個法蘭墊片臨時安裝在補償器上,用臨時支、吊架將補償器支吊起來,進(jìn)行對口,同時進(jìn)行點焊,檢查補償器位置合適后,卸開法蘭螺栓,卸下補償器,對兩個法蘭進(jìn)行焊接,焊好后清理焊渣,檢查焊接質(zhì)量,合格后再對內(nèi)外焊口進(jìn)行防腐處理,最后將補償器抬起進(jìn)行法蘭的正式安裝。 4)波紋管補償器安裝時應(yīng)注意的技術(shù)問題
○1安裝波紋管補償器時應(yīng)設(shè)臨時固定,待管道安裝完后(包括系統(tǒng)試壓、吹洗合格后),方可拆除臨時固定裝置。
○2波紋管補償器的預(yù)拉伸問題比方形補償器顯得更為重要,不可忽視。在向廠家訂購補償器時,應(yīng)向廠家提供供熱管道的介質(zhì)溫度、壓力參數(shù)、安裝時可能的環(huán)境溫度參數(shù)和補償器的布置圖,以便生產(chǎn)廠能了解所需的補償器應(yīng)有的補償能力,或者直接向生產(chǎn)廠提出補償能力的要求。 ○3波紋管補償器前后的管子應(yīng)在同一軸線上。
(3)套筒補償器
套筒補償器安裝應(yīng)符合下列下列規(guī)定: 1)套筒補償器應(yīng)與管道保持同心,不得傾斜。
2)套筒補償器的管路上安裝的導(dǎo)向支架應(yīng)確保補償器運行時自由伸縮,不得偏離中心。
3)應(yīng)按設(shè)計文件規(guī)定的安裝長度及溫度變化留有剩余的收縮余量,設(shè)計文件無規(guī)定時,剩余收縮余量應(yīng)進(jìn)行計算。
球形補償器,旋轉(zhuǎn)補償器,無推力補償器,直埋套筒補償器,彈性套筒補償器,直流式無推力補償器,套筒補償器,波紋管補償器,波紋補償器,補償器
公稱直徑 DN |
管外徑×壁厚 DW×s |
補償量 ΔL |
安裝長度 Lmax |
填料室外徑 D |
重 量 Kg |
25 |
32×4 |
140 |
530 |
50 |
4.81 |
32 |
38×4 |
140 |
550 |
57 |
4.9 |
40 |
51×4.5 |
140 |
550 |
68 |
6.1 |
50 |
57×4 |
140 |
550 |
80 |
7.15 |
70 |
76×4.5 |
180 |
640 |
100 |
12.43 |
80 |
89×5 |
180 |
660 |
113 |
14.5 |
100 |
108×5 |
180 |
660 |
130 |
17 |
125 |
133×5.5 |
180 |
690 |
170 |
22.83 |
150 |
159×5.5 |
180 |
690 |
190 |
29.55 |
200 |
217×7 |
240 |
810 |
257 |
52.43 |
250 |
273×7 |
240 |
810 |
310 |
69.46 |
300 |
325×8.5 |
300 |
940 |
366 |
97.00 |
350 |
377×10 |
300 |
960 |
417 |
128 |
400 |
426×12 |
300 |
960 |
466 |
155 |
450 |
482×12 |
320 |
970 |
524 |
177.7 |
500 |
534×13 |
320 |
1010 |
573 |
213.28 |
600 |
636×14 |
340 |
1050 |
676 |
280.42 |
700 |
726×15 |
340 |
1080 |
768 |
358.23 |
800 |
826×16 |
360 |
1125 |
878 |
467.62 |
900 |
926×16 |
360 |
1125 |
980 |
553.8 |
1000 |
1026×16 |
360 |
1125 |
1082 |
647.44 |
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