供熱管道補償器的選擇及優(yōu)缺點
發(fā)布時間：20-04-02 
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管道的鋪設(shè)在現(xiàn)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(guān)于管道補償器的相關(guān)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(yōu)缺點及使用條件。
一、補償器的由來
補償器的由來補償?shù)幕疽馑加袕浹a缺陷，抵消損失。也有科技方面的補償，當(dāng)管道輸送介質(zhì)或管道所處環(huán)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(nèi)產(chǎn)生很高的應(yīng)力，通過管道傳至固定管架或設(shè)備，當(dāng)溫差過某一范圍時，溫差應(yīng)力大于管子可承受的應(yīng)力范圍，這時就必須考慮補償問題。
二、補償器的作用
在管系補償設(shè)計中，為經(jīng)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?shù)哪芰κ怯邢薜�，�?dāng)自然補償不能滿足要求時，通常應(yīng)考慮設(shè)置金屬波紋管膨脹節(jié)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(zhì)自重，內(nèi)壓，風(fēng)載，地震荷載等）和位移載荷，設(shè)置管道補償器的目的在于消除外載作用在設(shè)備或管道上的作用力，且可把復(fù)雜管系分隔成形狀比較簡單，獨立膨脹的管段，保證膨脹節(jié)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(shè)備振動，減少設(shè)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(yīng)用于大型場館的冷熱管道系統(tǒng)、鋼鐵廠、火力發(fā)電廠、等排煙脫硫，除塵設(shè)備，空氣加熱，助流鼓風(fēng)等設(shè)備的出入口處，因此各種補償器得到大力推廣應(yīng)用。
三、幾種常見補償器的分析
（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(dǎo)管或容器由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)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(jié)（波紋管）。
按是否能吸收管道內(nèi)介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的壓力推力（盲板力）分類，可分為無約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）和有約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）。
按波紋補償器的波形結(jié)構(gòu)參數(shù)分類，可分為U形、Ω形、S形、V形波紋膨脹節(jié)（波紋管），當(dāng)前國內(nèi)外的膨脹節(jié)（波紋管）產(chǎn)品以采用U狀波形結(jié)構(gòu)者居多。
3、波紋補償器的優(yōu)點：
結(jié)構(gòu)緊湊，占空間較少，可直埋；缺點是制造比較困難、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(guān)：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(fēng)管道中應(yīng)用的可以達到DN4000mm。
4、波紋補償器的缺點：
波紋補償器管壁較薄不能承受扭力、振動，安全性差；設(shè)備投資高、設(shè)計要求嚴、施工安裝精度高、往往達不到預(yù)期壽命；軸向型波紋補償器對固定支架產(chǎn)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(yīng)用條件：
波紋補償器不能承重，應(yīng)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(yīng)按照廠家推薦的數(shù)據(jù)來正確設(shè)計波紋補償器的度，在任何情況下不能拉伸或壓縮或扭轉(zhuǎn)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(shè)備接管及支撐構(gòu)件的載荷。
膨脹節(jié)周圍要留有足夠的空間，以保證膨脹節(jié)在設(shè)計范圍內(nèi)能自由運動。
（二）旋轉(zhuǎn)補償器
1、旋轉(zhuǎn)補償器的優(yōu)點
（1）產(chǎn)品安全性能高：
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，旋轉(zhuǎn)補償器采用的是雙密封形式，一面為端密封，一面為環(huán)密封；
（2）設(shè)計方便：
設(shè)計熱網(wǎng)時，波紋管補償器補償?shù)臈l件較苛刻，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(yīng)力、盲板力等。旋轉(zhuǎn)補償器的型式多樣，可根據(jù)管道的走向不同，選擇適合的旋轉(zhuǎn)補償器型式，即可解決管道的補償問題；
（3）產(chǎn)品的壽命長：
產(chǎn)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(jīng)濟性高：
使用旋轉(zhuǎn)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(wǎng)的管損減少，作為長距離輸送熱網(wǎng)的主要補償方式之一；
（6）安裝方法和型式多樣化：
根據(jù)管線的走向，結(jié)合現(xiàn)場的地形，選擇旋轉(zhuǎn)補償器補償?shù)男褪�，解決蒸汽管道的補償問題，工程安裝方便，無需冷拉、預(yù)緊等施工工藝，對焊即可；
（7）投資省：
因旋轉(zhuǎn)補償器的補償距離長，采用的補償器數(shù)量減少，且對土建的固定墩推力小，固定墩的設(shè)置數(shù)量比較少，固定墩的規(guī)模比較小，大大節(jié)省了土建的投資，與其它的補償器相比，工程總投資要節(jié)約20%～40%，經(jīng)濟效益可觀。
2、旋轉(zhuǎn)補償器的應(yīng)用條件：
旋轉(zhuǎn)補償器在管道上一般按200～500m安裝1組（可根據(jù)自然地形確定），有10多種安裝形式，可根據(jù)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(dāng)增加導(dǎo)向支架；為減少管段運行的摩擦阻力，在滑動支架上應(yīng)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(zhì)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(yōu)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較小，熱補償量較大，適用于各種壓力和溫度條件；
（2）安全性較高，正常運行中無需維護，不需要設(shè)置檢查井。
3、方型補償器的應(yīng)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(yù)先拉開一定的長度，再安裝在管道上。
四、補償器安裝和使用要求
1、補償器在安裝前應(yīng)先檢查其型號、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設(shè)計要求；
2、對帶內(nèi)套筒的補償器應(yīng)注意使內(nèi)套筒子的方向與介質(zhì)流動方向一致，鉸鏈型補償器的鉸鏈轉(zhuǎn)動平面應(yīng)與位移轉(zhuǎn)動平面一致；
3、需要進行“冷緊”的補償器，預(yù)變形所用的輔助構(gòu)件應(yīng)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(diào)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(shè)備、支承構(gòu)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(yīng)盡快拆除金屬波紋補償器上用作安裝運輸?shù)狞S色輔助定位構(gòu)件及緊固件，并按設(shè)計要求將限位裝置調(diào)到規(guī)定位置，使管系在環(huán)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(gòu)件卡死或限制其活動范圍，應(yīng)保證各活動部位的正常動作；
8、水壓試驗時，應(yīng)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(fā)生移動或轉(zhuǎn)動，對用于氣體介質(zhì)的補償器及其連接管路，要注意充水時是否需要增設(shè)臨時支架；
9、水壓試驗結(jié)束后，應(yīng)盡快排波殼中的積水，并迅速將波殼內(nèi)表面吹干；
10、與補償器波紋管接觸的保溫材料應(yīng)不含氯
一、補償器的由來
補償器的由來補償?shù)幕疽馑加袕浹a缺陷，抵消損失。也有科技方面的補償，當(dāng)管道輸送介質(zhì)或管道所處環(huán)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(nèi)產(chǎn)生很高的應(yīng)力，通過管道傳至固定管架或設(shè)備，當(dāng)溫差過某一范圍時，溫差應(yīng)力大于管子可承受的應(yīng)力范圍，這時就必須考慮補償問題。
二、補償器的作用
在管系補償設(shè)計中，為經(jīng)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?shù)哪芰κ怯邢薜�，�?dāng)自然補償不能滿足要求時，通常應(yīng)考慮設(shè)置金屬波紋管膨脹節(jié)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(zhì)自重，內(nèi)壓，風(fēng)載，地震荷載等）和位移載荷，設(shè)置管道補償器的目的在于消除外載作用在設(shè)備或管道上的作用力，且可把復(fù)雜管系分隔成形狀比較簡單，獨立膨脹的管段，保證膨脹節(jié)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(shè)備振動，減少設(shè)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(yīng)用于大型場館的冷熱管道系統(tǒng)、鋼鐵廠、火力發(fā)電廠、等排煙脫硫，除塵設(shè)備，空氣加熱，助流鼓風(fēng)等設(shè)備的出入口處，因此各種補償器得到大力推廣應(yīng)用。
三、幾種常見補償器的分析
（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(dǎo)管或容器由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)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(jié)（波紋管）。
按是否能吸收管道內(nèi)介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的壓力推力（盲板力）分類，可分為無約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）和有約束型波紋膨脹節(jié)（波紋管）。
按波紋補償器的波形結(jié)構(gòu)參數(shù)分類，可分為U形、Ω形、S形、V形波紋膨脹節(jié)（波紋管），當(dāng)前國內(nèi)外的膨脹節(jié)（波紋管）產(chǎn)品以采用U狀波形結(jié)構(gòu)者居多。
3、波紋補償器的優(yōu)點：
結(jié)構(gòu)緊湊，占空間較少，可直埋；缺點是制造比較困難、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(guān)：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(fēng)管道中應(yīng)用的可以達到DN4000mm。
4、波紋補償器的缺點：
波紋補償器管壁較薄不能承受扭力、振動，安全性差；設(shè)備投資高、設(shè)計要求嚴、施工安裝精度高、往往達不到預(yù)期壽命；軸向型波紋補償器對固定支架產(chǎn)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(yīng)用條件：
波紋補償器不能承重，應(yīng)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(yīng)按照廠家推薦的數(shù)據(jù)來正確設(shè)計波紋補償器的度，在任何情況下不能拉伸或壓縮或扭轉(zhuǎn)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(shè)備接管及支撐構(gòu)件的載荷。
膨脹節(jié)周圍要留有足夠的空間，以保證膨脹節(jié)在設(shè)計范圍內(nèi)能自由運動。
（二）旋轉(zhuǎn)補償器
1、旋轉(zhuǎn)補償器的優(yōu)點
（1）產(chǎn)品安全性能高：
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，旋轉(zhuǎn)補償器采用的是雙密封形式，一面為端密封，一面為環(huán)密封；
（2）設(shè)計方便：
設(shè)計熱網(wǎng)時，波紋管補償器補償?shù)臈l件較苛刻，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(yīng)力、盲板力等。旋轉(zhuǎn)補償器的型式多樣，可根據(jù)管道的走向不同，選擇適合的旋轉(zhuǎn)補償器型式，即可解決管道的補償問題；
（3）產(chǎn)品的壽命長：
產(chǎn)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(jīng)濟性高：
使用旋轉(zhuǎn)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(wǎng)的管損減少，作為長距離輸送熱網(wǎng)的主要補償方式之一；
（6）安裝方法和型式多樣化：
根據(jù)管線的走向，結(jié)合現(xiàn)場的地形，選擇旋轉(zhuǎn)補償器補償?shù)男褪�，解決蒸汽管道的補償問題，工程安裝方便，無需冷拉、預(yù)緊等施工工藝，對焊即可；
（7）投資省：
因旋轉(zhuǎn)補償器的補償距離長，采用的補償器數(shù)量減少，且對土建的固定墩推力小，固定墩的設(shè)置數(shù)量比較少，固定墩的規(guī)模比較小，大大節(jié)省了土建的投資，與其它的補償器相比，工程總投資要節(jié)約20%～40%，經(jīng)濟效益可觀。
2、旋轉(zhuǎn)補償器的應(yīng)用條件：
旋轉(zhuǎn)補償器在管道上一般按200～500m安裝1組（可根據(jù)自然地形確定），有10多種安裝形式，可根據(jù)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(dāng)增加導(dǎo)向支架；為減少管段運行的摩擦阻力，在滑動支架上應(yīng)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(zhì)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(yōu)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較小，熱補償量較大，適用于各種壓力和溫度條件；
（2）安全性較高，正常運行中無需維護，不需要設(shè)置檢查井。
3、方型補償器的應(yīng)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(yù)先拉開一定的長度，再安裝在管道上。
四、補償器安裝和使用要求
1、補償器在安裝前應(yīng)先檢查其型號、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設(shè)計要求；
2、對帶內(nèi)套筒的補償器應(yīng)注意使內(nèi)套筒子的方向與介質(zhì)流動方向一致，鉸鏈型補償器的鉸鏈轉(zhuǎn)動平面應(yīng)與位移轉(zhuǎn)動平面一致；
3、需要進行“冷緊”的補償器，預(yù)變形所用的輔助構(gòu)件應(yīng)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(diào)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(shè)備、支承構(gòu)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(yīng)盡快拆除金屬波紋補償器上用作安裝運輸?shù)狞S色輔助定位構(gòu)件及緊固件，并按設(shè)計要求將限位裝置調(diào)到規(guī)定位置，使管系在環(huán)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(gòu)件卡死或限制其活動范圍，應(yīng)保證各活動部位的正常動作；
8、水壓試驗時，應(yīng)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(fā)生移動或轉(zhuǎn)動，對用于氣體介質(zhì)的補償器及其連接管路，要注意充水時是否需要增設(shè)臨時支架；
9、水壓試驗結(jié)束后，應(yīng)盡快排波殼中的積水，并迅速將波殼內(nèi)表面吹干；
10、與補償器波紋管接觸的保溫材料應(yīng)不含氯
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