供热管道及其附件+补偿器

第四节 供热管道热膨胀及其补偿器
供热管道升温时，由于热伸长或温度应力的作用而引起管 道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的 热伸长，从而减小管壁的应力或作用在阀件、支架结构上 的作用力。管道受热的自由伸长量可按下式计算： X ——管道的热伸长量（m）； ——管道的线膨胀系数，一般取=0.012[ mm／ (m · ℃ )]； t1 ——管壁最高温度，可取热媒的最高温度（℃）； t 2 ——管道安装时的温度，在温度不能确定时，取最 冷月平均温度（℃）； L ——计算管段的长度（m）。
图12-17 球型补偿器
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第四节
供热管道热膨胀及其补偿器
图12-13 方型补偿器线算图
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供热管道热膨胀及其补偿器
图12-14 方型补偿器的类型
第四节
供热管道热膨胀及其补偿器
（3）套筒补偿器 套筒补偿器是由填料密封的套管和外壳管组成的，两者同 心套装并可轴向补偿，有单向和双向两种形式，图12-15 是单向套筒补偿器。套筒与外壳体之间用填料圈密封，填 料被紧压在端环和压盖之间，以保证封口紧密。填料采用 石棉夹铜丝盘根，更换填料时需要松开压盖，维修方便。 套筒补偿器的补偿能力大，一般可达250～400mm，占地小， 介质流动阻力小，造价低，适用于工作压力小于或等于 1.6 MPa，工作温度低于300℃的管路上，补偿器与管道采 用焊接连接。
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供热管道热膨胀及其补偿器
图12-16 轴向型波纹管补偿器 1-导流管；2-波纹管；3-限位拉杆；4-限位螺母；5-端管
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供热管道热膨胀及其补偿器
（5）球形补偿器 球形补偿器如图12-17所示。球形补偿器具有很好的耐压 和耐温性能，能适应230℃的高温和0.4MPa的压力，使用 寿命长，运行可靠，占地面积小，基本上无需维修，补偿 能力大。工作时变形应力小，减少了对支座的要求。
X (t1 t 2 ) L

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供热管道热膨胀及其补偿器
供热管道采用的补偿器种类很多，主要有自然补偿器、方 形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器等， 前三种是利用补偿材料的变形来吸收热伸长的，后两种是 利用管道的位移来吸收热伸长的。 （1）自然补偿器 自然补偿器是利用管道自然转弯构成的几何形状所具有的 弹性来补偿管道的热膨胀，使管道应力得以减小。常见的 自然补偿器有L型、Z型自然补偿器，如图12-10所示。 为简化计算，常用线算图来确定L型补偿器的短臂长度和Z 型补偿器的中间臂长度。图12-11是L型弯管段自然补偿线 算图。图12-12是Z型弯管段自然补偿线算图。
明杆平行式双板闸阀
第三节
蝶阀特点
供热管道及其附件
1、阀体长度很小，流动阻力小 2、调节性能优于闸阀 3、造价高
第三节
供热管道及其附件
止回阀是用来防止管道或设备中介质倒流的一种阀门。 止回阀分类 旋启式
止回阀
止回阀特点 升降式
1、升降式止回阀密封性较好，但只能安装在水平官道上， 一般多用于公称直径小于200mm的水平官道上。
第三节
供热管道及其附件
图12-28 热水或凝结水管道排水和放气装置 1-放气阀；2-排水阀；3-阀门
放气装置应设在管段的最高点，如图12-28所示。放气管 直径需根据管道直径来确定。 为排除蒸汽管道的沿途凝水，蒸汽管道的低点和垂直升高 管段前应设置启动疏水和经常疏水装置。同一坡向的管段， 在顺坡情况下每隔400～500m，逆坡时每隔200～300m应设 启动疏水和经常疏水装置。
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供热管道热膨胀及其补偿器
图12-15 单向套筒补偿器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1-套管；2-前压兰；3-壳体；4-填料圈；5-后压兰； 6-防脱肩；7-T形螺栓；8-垫圈；9-螺母；
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（4）波纹管补偿器 波纹管补偿器是用多层或单层薄壁金属管制成的具有轴向 波纹的管状补偿设备。图12-16所示的是供热管道上常用 的轴向型波纹管补偿器。这种补偿器体积小，重量轻，占 地面积和占用空间小，易于布置，安装方便。波纹管补偿 器具有良好的密封性能,不需要进行维修，承压能力和工 作温度较高，但其补偿能力小，价格也较高。 为使轴向波纹管补偿器严格地按管道轴向热胀或冷缩，补 偿器应靠近一个固定支架设置，并设置导向支座，导向支 座宜采用整体箍住管子的方式以控制横向位移和防止管子 纵向变形。常用的轴向波纹管补偿器通常都作为标准的管 配件，用法兰或焊接的形式与管道连接。
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第三节 供热管道及其附件 第四节 补偿器及选择计算
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第三节
供热管道及其附件
供热管道及其附件是供热管线输送热媒的主体部分。 供热管道附件是供热管道上的管件、阀门、补偿器、支座、 器具（放水、放气、疏水、除污器）的总称。 1、供热管道 采用钢管。 钢管连接：焊接、法兰盘连接和丝扣连接。 2、阀门 用途：开闭管路和调节输送介质流量的设备。 型式：截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀、调节阀。
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供热管道热膨胀及其补偿器
图12-10 L形、Z形自然补偿器 (a) L形自然补偿器；(b) Z形自然补偿器
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图12-11 L形弯管段自然补偿器
图12-12 Z形弯管段自然补偿器
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供热管道热膨胀及其补偿器
（2）方形补偿器 方形补偿器通常是由四个90°无缝钢管煨弯或机制弯头构 成的U型补偿器，依靠弯管的变形来补偿管段的热伸长。 方形补偿器制造安装方便，不需要经常维修，补偿能力大， 作用在固定点上的推力(即补偿器的弹性力)较小，可用于 各种压力和温度条件，缺点是补偿器外形尺寸大，占地面 积多。为了提高补偿器的补偿能力(或减少其位移量)常采 用预先冷拉的办法，一般预拉伸量为管道伸长量的50％， 在极限情况下，其补偿能力可比无预拉时提高一倍。图 12-13是计算钢制方形补偿器的线算图。图12-14是方形补 偿器的类型图。
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截止阀分类 直通式 按介质 流向 直角式
供热管道及其附件
直流式（斜杆式） 明杆
按阀杆螺纹位置 暗杆 截止阀特点 1、关闭严密性较好 2、介质流动阻力大 直通式截止阀
第三节
闸阀分类
供热管道及其附件
楔式——平行式 按形状 单板——双板
明杆
按阀杆螺纹位置 暗杆 截止阀特点 1、关闭严密性较好 2、介质流动阻力大
2、旋启式止回阀密封性差些，一般多用于垂直向上或大 直径的管道上。
旋启式止回阀
升降式止回阀
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供热管道及其附件
12.5.1 供热管道的排水、放气与疏水装置
为了在需要时排除管道内的水，放出管道内聚集的空气和 排出蒸汽管道中的沿途凝水，供热管道必须敷设一定的坡 度，并配置相应的排水、放气及疏水装置。 如图12-28所示，热水和凝结水管道的低点处(包括分段阀 门划分的每个管段的低点处)，应安装排水装置。排水装 置应保证一个排水段的排水时间不超过下面的规定：对于 DN≤300mm的管道，排水时间为(2～3)h；对于DN350～ 500mm的管道，排水时间为（4～6）h；对于DN≥600mm的 管道，排水时间为(5～7)h，规定排水时间主要是考虑在 冬季出现事故时能迅速排水，缩短抢修时间，以免采暖系 统和管路冻结。