大型热网架空管道补偿器选择

合集下载

补偿器的选用及工程设计要求【全网推荐】

补偿器的选用及工程设计要求[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!【学员问题】补偿器的选用及工程设计要求？【解答】1.1管道最大安装长度计算有补偿直埋的管道应在二处高固定点，一是在直管段的端部，二是在管道的分支处。

长的无分支的直线管道两补偿器之间可以不设固定点，靠管道自然形成的驻点即可发挥固定点的作用。

驻点是两补偿器之间管道的那个不动点，在管径相同，埋深一致时，驻点与两补偿器间的距离相等。

褡补偿器（包括转角处自然补偿器）至固定点之间的距离不得超过管道的最大安装长度Lmax，管道最大安装长度的定义是固定点至自由端（补偿器）的长度，在此长度下产生的摩擦力不得超过管道许用应力下相应的弹性力。

Lmax按下式计算：常用管道的最大安装长度Lmax.应考虑16kgf/c㎡内压力所产生的环向应力的综合影响。

1.2固定支座的设计计算具有2个管道分支并在主干线上有一处转角管道平面，补偿器的布置应满足Ln F1=Pb2+L2f-0.8（Pb3+L2f）式中F1-固定支座G1的水平推力，kgf；f-管道单位长度摩擦力，Kgf/mPb2-B2膨胀节的弹性力，Kg；Pb3-B3膨胀节的弹性力，Kgfk2-B2膨胀节的刚度，Kgf/mm；△L2-B2膨胀节的补偿量，mm；L2-膨胀节至G1的距离，m；假如某一分支如自G2接出的分支带有补偿器B.那么，G2还受到一侧向推力的作用，如图中的F2（y），当L5很短（实际布置时L5也应很短），那么，侧向力F2（y）的大小为：F2（y）=Pn*A5+Pb5式中Pn-管道工作压力，Kgf/c㎡A5-B5膨胀节的有效面积，c㎡；Pb5-B5膨胀节的弹性力kgf.固定支座G3也驻点位置，从管道和土壤的摩擦力来讲，该点也受到大小相等，方向相反的两个时作用，但应注意到该点同时又受到转角处的盲板力的作用，考虑驻点漂移的影响，固定支座G3的推力F3=1.2Pn*A4式中F3-作用在固定支座G3的水平推力，Kgf；Pn-管道工作压力，Kgf/c㎡；A4-B4膨胀节的有效面积，c㎡.3.3补偿器的选用计算直埋管道由于土壤摩擦力的影响，实际热伸长量要比架空和地沟敷设的管道热热伸长量要小。

采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计算

采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计算1、固定支架及热补偿的重要性在暖通空调设计中，固定支架是一个不可避免的技术节点。

特别是在北方冬季的热水采暖管道、冬季空调冷冻水供回水管道以及生活热水管道中，管道在“热胀冷缩”的情况下必然产生巨大的自然推力。

如果不按照预先的设计方案来泄掉这部分巨大的自然推力，其产生的后果将是毁灭性的。

例如，前段时间某商业广场项目地库车位上方的热水管道瞬间脱离，管道支吊架等根本支撑不住瞬间的巨大推力。

许多非专业人员基本都会认为是施工技术差，或者认为施工方偷工减料，其实首先应该检查的是热水系统管道是否做了冷热补偿和合理的固定支架。

2、补偿器的分类在大面积的地库平面图中，如何做热水管道冷热补偿和合理的固定支架是有规律和技巧的。

但这些规律和技巧对于刚刚入职设计院的暖通设计师来说根本不掌握，或者说根本引起不了设计人员的注意。

在“三边工程”盛行的今天，出事的概率是非常高的。

首先，热水管道的托架和吊架跟固定支架并非一个意思。

只有把管道固定不动的吊架才叫“固定支架”，而普通支吊架是允许管道在其内顺着管道敷设方向自由移动的。

因为热膨胀产生多余的管道长度必须在此处让其释放、延申，吸收此多余长度的管件就是“补偿器”。

所以采暖系统中必须设置固定支架限定其只向一个预想的方向延申，而设置固定支架就必须配合使用补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。

在本文中，我们首推“自然补偿器”。

管道的自然补偿是利用管道本身自然弯曲来补偿管道的热伸长。

自然补偿常用的有L形补偿器、Z字形补偿器及“几”字型补偿器。

与自然补偿相对应的是人工补偿器，常用的人工补偿器有波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器、方形补偿器及填料式补偿器等。

自然补偿器相对于人工补偿器来说优点颇多，比如减少初投资、节省施工工期、系统安全不漏水以及补偿能力不会随着时间的推移而打折扣等。

当供回水系统为大口径管道时，人工煨弯也存在一定难度。

3、自然补偿器的设计步骤自然补偿器的设计步骤主要包括以下几个方面：1）确定管道的自由长度，即管道在不受限制的情况下，由于热胀冷缩而产生的长度变化。

热力管道工程中补偿器的选用与安装

２５０２０４
２常用管道补偿器的选用及安装的注意事项
定补偿量的一半（．Ａ）．０５Ｌ。ｄ方形补偿器在安装时，应注意同时
以确保补偿器动作时，其两侧管道不产生横向位移。计算出管道的伸长量后，根据施工现场的实际情况来考虑热增补导向支架，２套管式补偿器。套管式补偿器的优点是补偿量大、）占地空力管道的补偿方式，般有自然补偿和补偿器补偿两种。一
２１，６３）１２１３００３（５：５ —５．
１方形补偿器。方形补偿器因其工作可靠、）补偿量大、必不
Ｓｌｃｉｎａｄｉｓａｌｔｎｏｏｐｎａｏｎｔｅｍａｏｒｐｐｌｅｅｇｎｅｉｇｅｅｔｎｎｔｌｉｆｃｍｅｓｔｒｉｈｒｌｐｗｅｉｅｉｎｉｅｒｎｏａｏｎ
方形补偿器安装时，应注还计算工程中管道的伸缩量，以按下面的公式进行：Ｌ＝ × 应留在两垂直臂的中心位置。另外，可Ａａ等固定支架和滑动支架全部安装好后，安装在两个固定再（ｔ）。其中，为管道的热膨胀伸缩量，为管材的线意：．ｔ ×Ｌ一 △ ｍ；支架的中问。ｂ方形补偿器水平设置时，．补偿器的坡度和坡向应膨胀系数，／ｍ・Ｃ）ｔｍ（ｏ；为管道运行时的介质温度，ｔｏ为管Ｃ；
事故。Ｌ形或ｚ形补偿器的结构尺寸，由设计计算确定，以固定并
支架来明确界定，具体尺寸可以参考相关工程设计手册。

补偿器类型及选用

补偿器类型及选用摘要：补偿器又称膨胀节，在管道采用补偿器可以在承受系统压力的同时，吸收因温差引起的热膨胀，这种设备在冶金装置、炼油设备、化工设计，火电厂或核电站，供热和制冷系统，以及低温设备中获得了成功的应用。

用以补偿管道长度变化长生的应力的补偿方式可以分为自然补偿和补偿器补偿，其中补偿器可分为方形补偿器，波纹管补偿器，套筒补偿器以及球型补偿器等，本文主要介绍各种补偿器的优缺点及适用条件。

关键词：管道补偿，补偿器，热补偿补偿器是指在仪器中用于补偿相位差、光程差、偏振差、光强度或机械位移等变量的部件。

在暖通设计的范围内，由于工作介质及环境温度的变化导致管道长度发生变化，并产生拉（压）应力。

当超过管道本身的抗拉强度时，会使管道变形或破坏。

为此，在管道局部架空地段应设置补偿器，即膨胀器，使由温度变化而引起管道长度的伸缩加以调节得到补偿。

通常情况下，管道的变形产生位移可以由管道自己一定程度内的变形得到补偿，即所谓的自然补偿；当管道变形比较大管道自身不能在安全使用的条件下补偿的时候，就需要额外设置补偿器来补偿形变。

1.管道自然补偿通常采用的自然补偿器有L型和Z型两种型式。

其应用场合转角不大于150°时，管道臂长不宜超过20~25m，弯曲应力不应超过80MPa。

L形与Z形补偿器可以利用管道中的弯头构成，且便于安装。

在管道设计中，应充分利用这两种补偿器做补偿，然后再考虑采用其它种类的补偿器。

自然补偿的优点是可以节省补偿器，缺点是管道变形时产生横向位移。

架空管道中自然补偿不能满足要求时才考虑装设其它类型的补偿器。

2.补偿器补偿2.1方形补偿器方形补偿器就是最早常用一种补偿器,通常用无缝钢管煨制或机制弯头组合而成，常用有四种构造形式。

方形补偿器由于其构造形式，具有以下优点:1、制造简单,常用无缝钢管煨制或机制弯头组合；2、安装方便,可以水平安装,也可以垂直安装；3、轴向推力较小；4、补偿能力大,严密性好，运行可靠、方便,不需要经常维修,使用期限长,使用寿命等于管道使用年限；5、不需要设置管道检修平台,或检查室；6、适用范围广,可以适用任何工作压力及任何热媒介质的供热管道。

室外架空热力管道热补偿

室外架空热力管道热补偿室外架空热力管道热补偿是指在管道运行过程中，由于温度变化导致管道发生热胀冷缩现象，为了避免对管道结构和支管设备造成不良影响，采取一系列的补偿措施以减小管道的热应力。

室外架空热力管道热补偿的主要目的是保证管道的正常运行和安全性，同时确保管道的稳定性和可靠性。

在室外环境中，管道受到太阳辐射和空气温度的影响较大，温度变化幅度也较大，因此需要对管道进行热补偿。

室外架空热力管道热补偿的主要方法有以下几种：1.弹簧支座弹簧支座是一种常用的热补偿装置，它可以通过调整支座的高度来实现管道的热补偿。

弹簧支座具有良好的弹性和稳定性，可以有效地吸收管道的热应力，减小管道的变形。

同时，弹簧支座还可以随着管道的变形自动调整，无需人工干预，操作简便。

2.管道伸缩节管道伸缩节是一种能够自由伸缩的管道连接件，其中内部设置有波纹管或球面接头，可以在管道受热胀冷缩时自由伸缩，减小管道的热应力。

管道伸缩节通常由不锈钢制成，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，可以在恶劣的室外环境下长期稳定工作。

3.可调支座可调支座是一种能够调节高度的管道支撑装置，通过调整支座的高度来实现管道的热补偿。

可调支座通常由钢制构件和螺杆组成，可以根据管道的热胀冷缩情况进行高度调整，保持管道的水平和垂直稳定。

4.轴向铰链支座轴向铰链支座是一种能够随着管道的轴向运动而旋转的支撑装置，它可以通过调整支座的角度来实现管道的热补偿。

轴向铰链支座具有良好的承载能力和稳定性，可以有效地吸收管道的热应力，减小管道的变形。

在室外架空热力管道的热补偿过程中，还应注意以下几个方面：1.管道材料的选择室外环境中，管道会受到太阳辐射和大气温度的影响，因此需要选择耐高温和耐腐蚀性能优良的管道材料，以确保管道的安全和可靠运行。

2.热补偿计算在进行室外架空热力管道热补偿设计之前，应进行详细的热补偿计算，确定管道的热胀冷缩量和所需的热补偿装置，以确保管道的稳定和安全性。

3.定期检查和维护对于室外架空热力管道的热补偿装置，应定期进行检查和维护，确保其正常运行和安全性。

几种管道补偿器的选择和安装

补偿器的管道上，如地沟中的管道和油码头上的管道等。这种补偿器的最大缺点是结构难于做得
因工艺需要在布置时自然形成的弯曲管段称为自
然补偿器，Ｌ形补偿器和ｚ形补偿器。凡是专如
门设置的用来吸收管道热膨胀的弯曲管段和伸缩
装置称为人工补偿器， Ⅱ 形补偿器、如波纹式补偿器、套管式补偿器（填料式补偿器）。等［
板等金属薄片制成的。它利用金属本身的弹性伸补偿器又称为伸缩器或伸缩节、膨胀节，主要缩来减小管道的热应力。每个波纹可吸收膨胀值用于补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩。如５５ｎ＇波纹总数一般不超过６。波纹补偿～１２，１ｎ个果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩，器的优点是体积小和结构严密，缺点是强度低，补管道中将产生热应力。在管道设计中必须考虑这偿能力小，常只适用于直径大于１０ｎ１的低通５２ｌＴ种应力，否则它可能导致管道的破裂，影响正常生压管道和内压力小于Ｏ７ＭＰ的气体管道上Ｌ。．ａ１Ｊ产的进行。作为管道工程的一个重要组成部分，１４套管式补偿器．补偿器在保证管道长期正常运行方面发挥着重要这种补偿器是用铸铁或钢制成的。用铸铁制
装时，平行臂应与管线坡度相同，两垂直臂应平行并呈水平状态。垂直安装时应根据不同介质设置排气或疏水装置，但不得设置在弯曲处。埋地管道补偿器上下游２ｍ范围内，应采用易压缩土替换较硬的土质，敷设于冻土地带的补偿器，应水平安装在不冻土层ｌ２。２．
维普资讯
石
油库
与
加油
站
！箜翅至生鱼Ｑ鱼旦

补偿器选型说明书

一、适用范围本选型说明书，适用于我公司自行研制开发的第三代产品双向套筒补偿器、单向套筒补偿器、万向球式补偿器在供热管网中的应用，确定了产品的分类、型号、性能特点、选型计算、安装及考前须知等。

套筒补偿器是流体管道的一种新型热补偿装置，可满足管网敷设各种形式〔架空、地沟、直埋〕的要求。

二、主要规格公称直径：DN65～DN1200mm设计温度：150ºC设计压力：≤2.5Mpa补偿量：50～400mm角位移：±15°设计寿命：15～20年三、双向套筒补偿器○1型号LMRB 500—1.6 / 120轴向补偿量设计压力公称直径产品型号○2产品示意图双向套筒补偿器外形图○3性能及特点〔1〕双向性双向补偿，双向导流，可适用于循环管网。

〔2〕直埋免维护，减少费用与管道同埋地下〔不用设观察井〕，不用定期维护可降低运行本钱，节约维护费用。

〔3〕双向套筒补偿器不适用地下水位较高的地理环境。

〔4〕平安性高采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。

〔5〕无约束、降低工程造价外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。

〔6〕方便施工、提高效率安装时双向套筒补偿器〔图1〕，位于两固定支架中间位置不用预拉伸，可直接同管道进展焊接，适用于任何敷设方式。

补偿器可不受施工条件的限制，对于特殊环境下，如施工中遇到电缆线、煤气管线等不可动障碍时，可临时调整补偿器的安装位置，使L≠L而不影响使用，为管网施工提供了极大的方便。

〔图1〕四、单向套筒补偿器○1型号LMDB 800—1.6 / 200轴向补偿量设计压力公称直径产品型号○2产品示意图单向套筒补偿器外形图○3性能及特点〔1〕双向导流。

〔2〕直埋免维护，减少费用与管道同埋地下〔不用设观察井〕，不用定期维护可降低运行本钱，节约维护费用。

〔3〕平安性高采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。

热力管网中补偿器的选用

供热管道上。方形补偿器的优点为：制造方便，作用在固定支架上的轴向推力较小；补偿能力大；不需要经常维修，因而对于埋地管道，不需要为它设
置检查井。其缺点是外形尺寸较大，占地面积较多，热媒流动阻力较大。（波纹补偿器３）波纹补偿器主要用于补偿轴向位移，也可补偿量值很小的横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不用它来补偿角位移。通常的补偿量为单层波纹管，若用双层或多层波纹管，其补偿量可大幅度增加，其中接管中间的拉杆
维普资讯
２００７年第１期
制冷与空调
６３
供热管道上。套管补偿器的补偿能力大，般可达一２０－０ｍｍ，尺寸紧凑，占地较小；对热媒流５ｍｍ－０－４动的阻力比方形补偿器小：承压能力可达１Ｍｐ。．ａ６套管补偿器的缺点是：轴向推力较大；需要经常检修和更换填料，否则容易泄漏；如管道变形有横向位移时，易造成填料圈卡住。这种补偿器主要用在
（２形补偿器）方
使管子承受巨大的应力，甚至使管道破裂。为了使
管道不会由于温度变化所引起的应力而破坏，必须在管道上设置各种补偿器，以补偿管道的热伸长减弱或消除因热膨胀而产生的应力。在供热管网中设置固定支架，并在固定支架之间设置各种形式的补
ｃｍｐｎａｏ－ｈｅＳｌｂａｃｎｏｅｓｔｒｏｅｓｔｒ・—ｔｆａｎｉｇｃｍｐｎａｏ，ｗｈｃａｅｕｅｎｈａｉｇｎｔｒｓｔｌｉａｅｔｅｂｉａｇｏｃｎ－ — ｅ－ｌｉｈｃｎｂｓｄｉｅｔｅｗｏｋｏｅｉｎｔｌｎｍｈｎｄｆｌｎｅｆｒｅｏ

补偿器的选用

补偿器的选用：
在管道工程中，由于环境气温的变化，以及管道中输送介质温度的变化，
通常会引起管道的膨胀或收缩，特别是在长度方向上，这种收缩或膨胀的变形会
严重的影响管道正常发挥作用导致局部开裂，因此就需要在管道的某些部位设置
补偿器，用以消除管道的收缩或膨胀变形的不理影响，从而使管道正常工作。
种类
选用原则
自பைடு நூலகம்补偿器方形补偿器波形补偿器
（2）球形伸缩器可以安装于任何位置，工作介质可以由任意一端出入。其缺点是存在侧向位移、易漏，需要经常维修
（3）安装前须将两端封堵，存放于干燥通风的室内。长期保存时，应经常检查，防止锈蚀
以上是对各种常用的补偿器的介绍
（2）由于填料密封性不可靠，一定时期后必须更换填料，因此不宜用在不通行地沟内敷设的官道上
（3）（1）
钢质填料式补偿器有单向和双向两种。一个双向补偿器的补偿能力相当于两个单向补偿器的补偿能力，可用于工作压力不大于 1.6MPa,安装方形补偿器有困难的热力管道上球形伸缩器是利用球形管的随机弯转来解决管道的热补偿问题，对于三向位移的蒸汽和热水管道最宜采用
（1）（2）（3）
热力管网一般采用方型补偿器，只有在方型补偿器不便使用时，才选用其它类型补偿器方形补偿器的自由臂（导向支架至补偿器外臂的距离），一般为 40 倍公称直径的长度方形补偿器须用于优质无缝钢管制作。DN﹤150mm 时用冷玩法制作；DN﹥150mm 时用热弯法制作。弯头弯曲半径通常为 3DN～4DN
（1）
（2）（3）
波形补偿器因其强度较弱，补偿能力小，轴向推力大，适用于管径大于 150mm 以上及压力低于 0.6MPa 的管道波形补偿器用钢板制造，钢板厚度一般采用 3～4mm 波形补偿器的波节以 3～4 个为宜

热力管道中补偿器的选用及特点

热力管道中补偿器的选用及特点常用的补偿器有方形补偿器、波纹补偿器、球形补偿器、无推力旋转补偿器；无推力旋转补偿器作为一种新型的补偿器，已在诸多工程上得到应用。

本文结合具体工程，浅谈各种补偿器在架空蒸汽管道上的应用及特点。

一、工程概况由中碳能源公司至新兴热电厂，室外架空蒸汽管线，管径DN300，设计参数为2.5MPa，230℃，属压力管道GC2类；蒸汽管线总长度约为1500m。

二、补偿器的类型、特点及选用①方形补偿器方形补偿器是热力管道设计中最广泛的一种形式。

其优点：对热伸长量补偿能力大，作用在固定支座上轴向应力小，安全性能高，维护费用少；其缺点：尺寸大，占地面积大，对介质流动助力大，补偿器变形时，两端的法兰及管道受到弯曲，易产生疲劳破坏且会产生轴向位移。

选用原则：方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。

制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。

焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。

焊制方形补偿器时，当DN≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。

本工程管道总长1500m，每60米设1个方形补偿器，共需设置25个方形补偿器，方形补偿器的外伸臂长达10m，每个补偿器按4个弯头计算，共计增加100个弯头，500m管道。

②套筒补偿器套筒补偿器的活动套管可沿管道产生轴向位移。

其优点：结构紧凑，占地面积小，补偿能力大，一般补偿量可达250~400mm；对介质产生的阻力比方形补偿器小。

其缺点：补偿器在轴向产生的推力大，填料需经常更换和检修，易发生泄漏，对管道支座的设计和安装要求高，若管道在运行过程中产生锈蚀和结垢，都有可能产生补偿器失效。

供热蒸汽管网波纹补偿器的选择

供热蒸汽管网波纹补偿器的选择摘要：本文介绍了各种补偿器的特点及选型注意事项，并提出要综合考虑投资成本和管网压降造成的电厂运行效率下降的经济比较问题。

关键词：波纹补偿器、压降、成本引言：补偿器是蒸汽热网的薄弱部件，容易产生水击、腐蚀等故障。

种类较多，每种都有各自的使用范围和特点，同型号补偿器各个厂家做法也不尽相同，若选型不当不但增加工程成本还给管道的安全运行带来隐患。

设计和采购时需对设计温度、压力、疲劳寿命、稳定性、补偿量等综合考虑。

本文对目前供热常用的几种补偿器的特点进行逐一分析。

波纹补偿器分为轴向型、铰链型、拉杆型、压力平衡型等若干种，在供热管网中轴向外压式的应用最为普遍（见图一）。

它内部是由几层薄壁不锈钢套起来，焊接成套筒形，再用液压机液压成波纹，内设导流筒以减小管道流通阻力，外面设外护管起到对波纹的保护。

波纹管的外侧承受蒸汽介质的压力，补偿器工作时波纹被拉伸。

图一轴向外压波纹补偿器1. 进口端管2. 进口端环3.导流筒4.限位环5.端接管6.波纹管7.外管8.出口端环9. 出口端管设计选型时考虑10%—20%的补偿余量，但最大补偿量不可超过管道的公称直径。

有设计人员设计过于保守，补偿量放大30%甚至更大，殊不知这样做有害无益，补偿量越大则波纹越多，波纹越多补偿器抗水击的能力越低。

有的厂家声称可以把补偿量做的很大，把波纹分成几组串联起来，补偿量过大，则有可能造成补偿器的失稳，即每个波纹的伸长量不一致，变形过大的波纹局部应力集中极易损坏。

此外。

补偿器导流筒一般建议厚度不小于3mm，厚度小则强度低，抗水击性差，管道启动运行时若发生水击可能将导流筒打翻。

建设单位在采购补偿器时经常发现相同补偿量、相同压力等级和疲劳寿命情况下各个厂家价格差别较大，主要原因有以下几点：补偿器设计理念不同，有的波纹管采用薄壁多层，有的采用厚壁少层，从实践应用看厚壁多层可靠性较好，但造价也贵，并且薄壁多层的刚度较小，计算出来的补偿器弹性力也较小，应用在架空管道时可减少支架的土建费用。

浅谈补偿器在热力管道中的选型及应用

浅谈补偿器在热力管道中的选型及应用热力管网介质温度较高，热力管道本身长度又大，固管道产生的温度变形量就大，其热膨胀产生的应力也会很大。

为了释放温度变形，消除温度应力，保证管网安全运行，必须根据供热管道的热伸长量及应力的计算设置适应管道温度变形的补偿器。

标签热力管道；补偿器热伸长量计算：△L =aL△t其中：△L ---热伸长量（m）；a---管材线膨胀系数，碳素钢a＝12×10 m∕(m·℃)；L----管段长度（m）；△t---管道在运行时的温度与安装时的环境温度差（℃）热膨胀应力计算：F＝Ea△t其中：F---热应力（MPa）；E---管材弹性模量（MPa）；碳素钢E＝20.14×10 MPa，其余同上。

补偿器分为自然补偿器和人工补偿器两种。

目前常用的补偿器主要有：L形补偿器、Z形补偿器、Ⅱ形补偿器、波形（波纹）补偿器、球形补偿器和填料式（套筒式）补偿器等几种形式。

自然补偿是利用管路几何形状所具有的弹性来吸收热变形。

最常见的管道自然补偿法是将管道两端以任意角度相接，多为两管道垂直相交。

自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向的位移，而且补偿的管段不能很大。

自然补偿器分为L形（管段中90°～150°弯管）和Z形（管段中两个相反方向90°弯管）两种，安装时应正确确定弯管两端固定支架的位置。

人工补偿是利用管道补偿器来吸收热变形的补偿方法，常用的有方形补偿器、波形补偿器、球形补偿器和填料式补偿器等。

方形补偿器由管子弯制或由弯头组焊而成，利用刚性较小的回折管挠性变形来消除热应力及补偿两端直管部分的热伸长量。

其优点是制造方便，补偿量大，轴向推力小，维修方便，运行可靠；缺点是占地面积较大。

填料式补偿器又称套筒式补偿器，主要由三部分组成：带底脚的套筒、插管和填料函。

在内外管间隙之间用填料密封，内插管可以随温度的变化自由活动，从而起到补偿作用。

其材质有钢质和铸铁两种，铸铁的适用于压力在1.3MPa以下的管道，钢质的适用于压力不超过1.6MPa的热力管道，其形式有单向和双向兩种。

大型热网架空管道补偿器选择

大型热网架空管道补偿器选择近年来，随着城镇集中供热的普及，补偿器作为热力管网中的重要管道特殊件，在热力管网中的应用越来越广泛。

本文将针对常见的波纹补偿器（轴向型、横向型、角向型）、旋转补偿器的结构特点和应用进行介绍和对比，同时对各种补偿器的应用场合、原理、固定墩推力计算进行了总结。

1波纹补偿器1.1 波纹补偿器的分类根据所吸收的位移形式分类，波纹补偿器可分为轴向型、横向型和角向型，以及三者的组合位移形式。

根据波纹管的承压形式分类，可分为内压和外压形式。

在实际应用中，为限制波纹补偿器对管线固定支架受力的要求，还有压力平衡型波纹补偿器。

图1 内压和外压状态下的波纹管内压状态下，波纹管的波纹被推开，使波纹管伸长，该压力推力作用在管线固定支架和系统设备上；在外压情况下相反，波纹被压缩，波纹管缩短，但压力推力仍旧作用在管线固定支架或系统设备上。

有效面积是平均直径的断面面积，压力推力是系统压力和有效面积的乘积。

图2 波纹补偿器位移形式常见几种波纹补偿器的结构形式及特点见图3。

图3 波纹补偿器的分类及特点1.2 波纹补偿器在热网管道上的应用补偿器的选型无非是结合工程管路的安装布局、空间环境及受力条件，将复杂的管系分解为直线型、L型和Z型等典型管段，变复杂管系为简单管系，并进行热位移量的计算，然后选用相应形式的补偿器，保证管系的安全运行。

用波纹补偿器对管段进行分段热补偿时，一个管段内原则只能设一个直线位移补偿器，或设一组角向型补偿器。

1.2.1 轴向型补偿器的应用1.2.2 横向型及角向型补偿器的应用1.2.4 波纹管补偿器支架受力基本原则轴向波纹管补偿器受力支架分为主固定支架、次固定支架、导向支架。

固定支架推力计算：主固定支架水平推力由三种力的合力组成：（1）由于工作压力引起的内压推力F＝P*A：其中P为工作压力，A为波纹管有效截面积。

内压推力由波纹管有效截面积及工作压力所决定，内压推力与工作压力、有效截面积成正比，一般来说，波纹管补偿器的内压推力都较大。

热力管道波纹补偿器的设计选用

热力管道波纹补偿器的设计选用摘要：对于管道的补偿，《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DL/T5054-1996）第5.3.1条要求“应充分利用管道本身柔性的自补偿来补偿管道的热膨胀。

当自补偿不能满足要求时，必须增设补偿器”。

常用的波纹补偿器是型式种类最多、适用的场合及范围最广、设计选用最复杂的一种热力管道补偿器。

不同型式的波纹补偿器有不同位移补偿功能，在热力管路设计中，可以根据管路的结构及设计参数综合考虑给予选型。

关键词：热力管道；波纹补偿器；设计选用；引言：波纹补偿器，习惯上也叫膨胀节，或者伸缩节。

由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件）和端管、支架、法兰、导管等附件组成。

主要用在各种管道中，它能够补偿管道的热位移，机械变形和吸收各种机械振动，起到降低管道变形应力和提高管道使用寿命的作用。

基于此，本文就针对热力管道波纹补偿器的设计选用展开详细的分析与探讨。

一、波纹补偿器的分类及优缺点1.波纹补偿器的分类在供热管道设计施工过程中，应根据管道周围环境温度因素以及具体补偿需求，在安全第一、确保质量、经济实用原则前提下，合理选用适当的波纹补偿器。

波纹补偿器主要依据吸收热位移的方式进行分类，主要分为三类：一是轴向型补偿器，其中包括平衡式、内压式、直埋式、外压式等；二是角向型补偿器，包括铰链补偿器以及万向铰链补偿器等；三是横向型补偿器，主要包括大拉杆式横向补偿器和万向铰链式横向型补偿器等。

2.波纹补偿器的优缺点（1）波纹补偿器优点：众所周知的是，与小区供热网相比较，城市供热管网的影响面更大，所以这就要求热网的运行也必须更可靠。

波纹补偿器在不断更新换代过程中，渐渐适应了城市热网的发展方向，受到城市规划和地理位置的影响越来越小，具有了不泄露、结构紧凑、维修率低、吸收设备振动幅度大，减少因设备振动对管道造成的损耗、流动阻力小、减少地震、地陷对管道的影响等一系列优点，波纹补偿器已越来越广泛的应用于城市供热网中。

管道补偿器的选择及优缺点分析

管道补偿器的选择及优缺点分析一、补偿器的由来补偿的基本意思有弥补缺陷，抵消损失。

也有科技方面的补偿，当管道输送介质或管道所处环境有温度变化时，管道由温度引起的热胀冷缩是不可避免的，如果不采取一定的方式补偿该尺寸变化，将会在管壁内产生很高的应力，通过管道传至固定管架或设备，当温差过某一范围时，温差应力大于管子可承受的应力范围，这时就必须考虑补偿问题。

二、补偿器的作用在管系补偿设计中，最为经济的是自然补偿，自然补偿是利用管道的自然弯曲形状所具有的柔性来补偿热位移，显然自然补偿的能力是有限的，当自然补偿不能满足要求时，通常应考虑设置金属波纹管膨胀节等补偿装置。

管系所受载荷主要是外力载荷（管道及流动介质自重，内压，风载，地震荷载等）和位移载荷，设置管道补偿器的目的在于消除外载作用在设备或管道上的作用力，且可把复杂管系分隔成形状比较简单，独立膨胀的管段，保证膨胀节的最佳使用效果。

管道补偿器可以补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形，吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响，吸收地震、地陷对管道的变形量。

补偿器应用于大型场馆的冷热管道系统、钢铁厂、火力发电厂、等排烟脱硫，除尘设备，空气加热，助流鼓风等设备的出入口处，因此各种补偿器得到大力推广应用。

三、几种常见补偿器的分析1（一）波纹补偿器1、波纹补偿器的含义：波纹补偿器是利用波纹管的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置，属于一种补偿元件。

2、波纹补偿器的分类：波纹补偿器（波纹管）按位移形式分类，基本可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型波纹膨胀节（波纹管）。

按是否能吸收管道内介质压力所产生的压力推力（盲板力）分类，可分为无约束型波纹膨胀节（波纹管）和有约束型波纹膨胀节（波纹管）。

按波纹补偿器的波形结构参数分类，可分为U形、Ω形、S形、V 形波纹膨胀节（波纹管），当前国内外的膨胀节（波纹管）产品以采用U状波形结构者居多。

补偿器常用类型选择

选型
――巩义市超创管道设备厂专业选型指导引言：在设计热力管道时，应充分利用管道本身的自然弯曲，来补偿管道的热伸长” “在无条件利用管道本身自然弯曲来补偿管道的热伸长时，应采用合适的补偿器，以降低管道运行所产生的作用力，减少管道的应力和作用于阀门及管道支架结构的作用力，确保管道的稳定和安全运行”。

补偿器类型选择：
x *(t t )* L 1 2 A = a -;
式中：A x —管道的热伸长量，m
a ――管道的线膨胀系数，一般可取12*10-6，m/mC;
t1 ――管壁的最高温度，可取热媒的最高温度C；
t2 ――管壁安装温度，可取最冷月平均温度，乌鲁木齐为-8.5 C L—计算管段的长度，m 地下室水平干管自然补偿校核（L 型）：按最不利状况校核：管道的短壁最小长度：300
1.1* 1 * 0
2
L L d
A
一 ?
式中：A L1 ——长臂L1 的热伸长量，m；
dO 管道外径，mm
立管补偿器选型：
类型为FB型无约束波纹膨胀节。

其特点为：主要用于架空管路上，此膨胀节室以往轴向膨胀节的改进型，他完全消除了以往轴向膨胀节对支架对中的严格要求，保护套管能承受径向支撑力，又起到保护波纹管的作用。

无约束膨胀节具有体积小，制造、运输、安装方便、减少工程造价和安全可靠的优点。

补偿器的选用

补偿器的选用 Final approval draft on November 22, 2020补偿器的选用首先应利用改变管道走向获得必要的柔性，但由于布置空间的限制或其他原因也可采用补偿器获得柔性。

1. 补偿器的形式压力管道设计中常用的补偿器有三种：Π型补偿器、波形补偿器、套管式或球形补偿器2. Π型补偿器Π型补偿器结构简单、运行可*、投资少，在石油化工管道设计中广泛采用。

采用Π形管段补偿时，宜将其设置在两固定点中部，为防止管道横向位移过大，应在Π型补偿器两侧设置导向架。

3. 波形补偿器波形补偿器，补偿能力大、占地小，但制造较为复杂，价格高，适用于低压大直径管道。

1) 波形补偿器条件(1)比用弯管形式补偿器更为经济时或安装位置不够时。

(2)连接两个间距小的设备的管道。

其补偿能力不够时。

(3)为了减少压降，推力或振动，在工艺过程上可行而且在经济上合理时。

(4)为了保护有严格受力要求的设备嘴子。

2) 波形补偿器的形式及适用条件(1)直管段使用轴向位移型；(2)两个方向位移的L形，Z形管段使用角型；(3)三个方向位移的Z形管段使用万向角型；(4)吸收平行位移的使用横向型。

3) 选用无约束金属波纹管膨胀节时应注意的问题(1) 两个固定支座之间的管道中仅能布置一个波纹管膨胀节；(2) 固定支座必须具有足够的强度，以承受内压推力的作用；(3) 对管道必须进行严格地保护，尤其是*近波纹管膨胀节的部位应设置导向架，第一个导向支架与膨胀节的距离应小于或等于4DN，第二个导向支架与第一个导向支架的距离应小于或等于14DN，以防止管道有弯曲和径向偏移造成膨胀节的破坏；4) 带约束的金属波纹管膨胀节的类型带约束的金属波纹管膨胀节的共同特点是管道的内压推力(俗称盲板力）没有作用于固定点或限位点处，而是由约束波纹管膨胀节用的金属部件承受。

(1) 单式铰链型膨胀节，由一个波纹管及销轴和铰链板组成，用于吸收单平面角位移；(2) 单式万向铰链型膨胀节，由一个波纹管及万向环、销铀和铰链组成，能吸收多平面角位移；(3) 复式拉杆型膨胀节，由用中间管连接的两个波纹管及拉杆组成，能吸收多平面横向位移和拉杆问膨胀节本身的轴向位移；(4) 复式铰链型膨胀节，由用中间管连接的两个波纹管及销轴和铰链板组成，能吸收单平面横向位移和膨胀节本身的轴向位移；(5) 复式万向铰链型膨胀节，由用中间管连接的两个波纹管及销轴和铰链板组成，能吸收互相垂直的两个平面横向位移和膨胀节本身的轴向位移；(6) 弯管压力平衡型膨胀节，由一个工作波纹管或用中间管连接的两个工作波纹管及一个平衡波纹管构成，工作波纹管与平衡波纹管间装有弯头或三通，平衡波纹管一端有封头并承受管道内压，工作波纹付和平衡波纹管外端间装有拉杆。