管道热补偿
管道热补偿量计算
采暖补偿器计算该帖被浏览了4176次| 回复了27次1引言固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，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。
有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。
可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。
由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。
2设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。
2.1 计算管道热伸长量(1)△X——管道的热伸长量,mm;t1——热媒温度,℃,t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算.L——计算管道长度m;0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃按t1=95℃简化得(2 )2.2确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。
（管道伸长量分别为40mm和50mm）。
实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。
在自然补偿两臂顶端设置固定支架。
“г”型补偿器一般用于DN150以下管道；最大允许距离与管径关系见表1。
“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。
表1 г”型补偿器最大允许距离补偿器形式敷设方式管径DN（mm）25 32 40 50 70 80 100 125 150г型长边最大间距L2（m）15 18 20 24 24 30 30 30 30短边最小间距L1（m）2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 62.3确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。
采暖管道热补偿计算
采暖立管热补偿计算
热补偿是指补偿供热管道被加热引起的受热伸长量，从而减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力。
主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。
热力网管道的热补偿设计，应考虑如下各点：
（1）充分利用管道的转角等进行自然补偿。
（2）采用弯管补偿器或轴向波纹管补偿器时，应考虑安装时的冷紧。
（3）采用套筒补偿器时，应计算各种安装温度下的安装长度，保证管道在可能出现的最高和最低温度下，补偿器留有不小于20mm的补偿余量。
（4）采用波纹管轴向补偿器时，管道上安装防止波纹管失稳的导向支座，当采用套筒补偿器、球形补偿器、铰接波纹补偿器，补偿管段过长时，亦应在适当地点设导向支座。
（5）采用球形补偿器、铰接波纹补偿器，且补偿管段较长时，宜采取减小管道摩擦力的措施。
（6）当一条管道直接敷设于另一条管道上时，应考虑两管道在最不利运行状态下热位移不同的影响。
（7）直埋敷设管道，宜采用无补偿敷设方式。
计算方式:
1、高区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
中间分两段，两个固定支架间距离为24米，则热补偿量为：
ΔL=0.012∗24∗(50−0)=14.4
选用波纹补偿器，补偿量为14.4m。
2、低区立管管道顶端采用自然补偿，底端采用L型自然补偿。
热力管道补偿分类概述
热力管道补偿分类概述前言热力管道输送得介质温度很高,投入运行后,将引起管道得热膨胀,使管壁内或某些焊缝上产生巨大得应力,如果此应力超过了管材或焊缝得强度极限,就会使管道造成破坏。
本文就热力管道得热膨胀、热应力、轴向推力得理论分析计算,针对各种补偿器得选用原则与安装要点进行了简述。
通常讲得热力管道得补偿方式有两种:自然补偿与补偿器补偿。
1.自然补偿自然补偿就就是利用管道本身自然弯曲所具有得弹性,来吸收管道得热变形。
管道弹性,就是指管道在应力作用下产生弹性变形,几何形状发生改变,应力消失后,又能恢复原状得能力。
实践证明,当弯管角度大于3 0°时,能用作自然补偿,管子弯曲角度小于30°时,不能用作自然补偿。
自然补偿得管道长度一般为15～25m,弯曲应力бbw不应超过80MPa。
管道工程中常用得自然补偿有:L型补偿与Z型补偿。
2.管道补偿器补偿热力管道自然力补偿不能满足,应在管路上加设补偿器来补偿管道得热变形量。
管道补偿器就是设置在管道上吸收管道热胀冷缩与其她位移得元件。
常用得补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器与球形补偿器。
(1)方形补偿器。
方形补偿器就是采用专门加工成U型得连续弯管来吸收管道热变形得元件。
这种补偿器就是利用弯管得弹性来吸收管道得热变形,从其工作原理瞧,方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。
方形补偿器由水平臂、伸缩臂与自由臂构成。
方形补偿器就是由4个90°弯头组成,其优点就是:制作简单,安装方便,热补偿量大工作安全可靠,一般不需要维修;缺点就是:外形尺寸大,安装占用空间大,不太美观。
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得无缝钢管揻制而成,整个补偿器最好用一根管子揻成,如果制作大规格得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。
常温管道补偿器设计规范
常温管道补偿器设计规范
常温管道补偿器设计规范如下：
管道的热膨胀补偿，应符合下列要求：
1、管道公称直径小于300mm时，宜利用自然补偿。
当自然补偿不能满足要求时，应采用补偿器补偿；
2、管道公称直径大于等于300mm时，宜采用补偿器补偿。
3、热力管道补偿器在补偿管道轴向热位移时，宜采用约束型补偿器。
但地沟敷设的热力管道，当无足够的横向位移空间时，不宜采用约束型补偿器。
4、管道热伸长量的计算温差，应为热介质的工作温度和管道安装温度之差。
室外管道的安装温度，可按室外采暖计算温度取用。
5、采用弯管补偿器时，应预拉伸管道。
预拉伸量宜取管道热伸长量的50％。
当输送热介质温度大于380℃时，预拉伸量宜取管道热伸长量的70％。
6、套管补偿器应设置在固定支架一侧的平直管段上，并应在其活动侧装设导向支架。
7、当采用波形补偿器时，应计算安装温度下的补偿器安装长度，根据安装温度进行预拉伸。
采用非约束型波形补偿器时，应在补偿器两侧的管道上装设导向支架。
供暖管道补偿器有哪几种
供热管道补偿器主要有自然补偿器、方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器等，前三种利用补偿材料的变形来吸收热伸长,后两种利用管道的位移来吸收热伸长。
具体介绍如下：
1.自然补偿
热力管道敷设时，会形成自然弯曲（L型或者Z型），利用管道这些自然弯曲来吸收热力管道的热伸长量被称为自然补偿。
2.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。
形补偿器制造、安装方便,不需要经常维修,补偿能力大。
3.套筒补偿器
它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。
4.波纹管补偿器
它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。
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。
5.球形补偿器
具有很好的耐压和耐温性能,能适应230°C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。
中泰管道设备有限公司是一家专注于管道构件产品研究，生产以及销售为一体的创新企业。
主营产品有：金属软管、防水套管、补偿器、伸缩器、传力接头、双法兰传力接头等管道设备。
供暖管道热补偿计算
5.采用套筒补偿器或波纹管补偿器时，应设置导向支架，当管径DN≥50时，应进行固定支架的推力计算，验算 支架的强度。
热补偿计算管道安装温度
1.供暖管道按冬季环境温度考虑，取0-5℃；
2.制冷管道按夏季环境温度考虑，取35℃；
3.冷热共用管道按最大位移量考虑。
计算公式：△L=0.012L（t2－t1）
固定支架和补偿的设置原则 1.水平干管或总立管，要保证分支干管接点处的最大位移量不大于40mm； 2.连接散热器的立管，要保证分支接点由管道伸缩引起的最大位移量不大于20mm； 3.无分支管接点的管段，间距要保证伸缩量不大于补偿器或自然补偿所能吸收的最大补偿量；
4.垂直双管及跨越管与立管同轴的单管系统的散热器立管，长度≤20m时，可在立管中间设固定卡；长度大于 20m时，应采取补偿措施。
△L
管段位移量 mm
L
管段长度 m
t2
介质平均温度（取供回水温度平均值）
t1
安装温度
供水温度 ℃
水平干管、立管计算 75 回水温度 ℃ 50
安装温度t1 ℃ 0 管段长度 m 50
介质平均温度t2 ℃ 62.5 位移量 mm 37.5
位移比较值
40
mm
37.5 采取措施
连接散热器的立管
供水温度 ℃
75 回水温度 ℃ 50
安装温度t1 ℃ 0 管段长度 m 30
介质平均温度t2 ℃ 62.5 位移量 mm 22.5
位移比较值
20
mm
补偿器 采取措施
管道热补偿
管道热补偿一、管道伸长计算：∆L = α×L（t2－t1）×1000（mm）式中：∆L —管道热伸长量（mm）α—管道的线膨胀系数（m/m.℃)t2 —供热介质最高温度（℃)L —二固定支架间直线距离(m) t1 —管道安装温度（.℃),一般取－5℃。
各种管材的线膨胀系数α值管道材料线膨胀系数（m/m.℃) 管道材料线膨胀系数（m/m.℃)普通钢12×10-6黄铜18.4×10-6碳素钢11.7×10-6紫铜16.4×10-6镍钢11.7×10-6铸铁10.4×10-6镍铬钢13.1×10-6聚氯乙烯70×10-6不锈钢10.3×10-6玻璃5×10-6青钢18.5×10-6聚乙烯10×10-6水和蒸汽管道的热伸长量∆L (mm)0.5 1.0 1.8 2.7 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10 12 14 16 20 25管段长L t2 热媒温度(℃)40 60 70 80 90 95 100 110 120 130 140 143 151 158 164 170 175 179 183 191 197 203 214 2255 3 4 4 56 6 678 89 9 10 10 10 11 11 11 12 12 12 13 13 14 10 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 18 19 20 21 21 22 22 23 24 24 25 26 28 15 8 11 13 15 17 18 19 21 23 24 26 27 28 30 31 32 33 33 34 35 37 38 39 41 20 11 15 18 20 23 24 25 28 30 33 35 36 38 40 41 43 44 45 46 4725 14 19 22 25 28 30 31 34 38 41 44 45 47 50 51 53 55 56 57 59 61 63 66 68 30 17 23 26 30 34 36 38 41 45 49 53 54 57 60 62 64 66 67 69 71 73 75 79 82 35 19 26 31 35 40 42 44 48 53 57 61 63 66 70 72 74 77 79 80 83 85 88 92 97 40 22 30 35 40 45 48 50 55 60 65 70 72 76 80 82 85 88 90 92 94 97 100 101 110 45 25 34 40 45 51 54 56 62 68 73 79 81 85 90 92 96 99 101 103 106 109 112 118 124 50 27 38 44 50 57 60 63 69 75 81 88 89 95 99 103 106 110 112 114 118 121 125 131 138 55 30 41 48 55 62 66 69 76 83 89 96 99 104 109 113 117 120 123 126 129 134 137 145 152 60 33 45 53 60 68 71 75 83 90 98 105 107 114 119 123 128 131 134 137 141 146 150 158 165 65 35 49 57 65 74 77 81 89 98 106 114 116 123 129 133 138 142 145 148 153 158 162 171 179 70 38 53 62 70 79 83 88 96 105 113 123 125 132 139 144 149 154 157 160 165 170 175 184 193 75 41 56 66 75 85 89 94 103 113 122 131 134 142 148 154 159 164 168 172 176 182 187 197 203 80 44 60 70 80 90 95 100 110 120 130 140 143 152 158 164 170 175 180 183 188 194 200 210 220 85 46 64 75 85 96 01 106 117 128 138 149 152 161 168 174 180 186 190 194 200 206 212 224 248 90 49 68 79 90 02 07 113 124 135 146 157 161 171 178 185 191 197 200 205 212 218 225 236 248 95 52 71 83 95 07 13 119 130 143 154 166 170 180 188 195 202 208 212 217 223 230 237 250 262 100 54 75 88 00 13 19 125 137 150 163 175 179 190 198 205 212 219 224 229 235 243 250 263 276 105 57 79 92 05 19 23 131 144 158 170 184 188 199 208 215 223 230 235 240 247 255 262 276 290 110 60 83 96 10 24 31 138 151 165 180 194 197 288 218 226 234 240 246 252 259 267 274 290 304说明：上表是按公式：∆L = 0.012×L（t2－t1）(mm)，安装温度－5℃时编制的。
管道补偿计算
1、管道的热补偿计算：系统最长管段受热的自由伸长量：Δx1=aL(t2-t1)*1000=0.012*27*(80+5)=27.5mm在供热管段中依靠波纹补偿器补偿，减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力。
2、通风计算配电间通风：排风量按4次/h计算排风量为34*2.9*4=394m3/h弱电间通风：排风量按4次/h计算排风量为15*2.9*4=174m3/h选用风机型号为No.2.5，风压54Pa 风量1000m3/h变电站通风：排风量按12次/h计算排风量为215*4*12=10320m3/h选用两台排风风机，风机型号为No.4.5，风压121Pa 风量5300m3/h 选用两台送风风机，风机型号为No.4，风压109Pa 风量4250m3/h 菜市场通风：排风量按4次/h计算排风量为420*4*5=8400m3/h选用两台排风风机，风机型号为No.4.5，风压121Pa 风量5300m3/h选用两台送风风机，风机型号为No.4，风压109Pa 风量4250m3/h 电梯机房通风：排风量按10次/h计算排风量为11*5.1*10=561m3/h选用风机型号为No.2.5，风压54Pa 风量1000m3/h3、防烟电梯前室正压送风系统：（一）地上楼梯间及合用前室加压送风量计算：按风速法计算（压差法风量小于风速法风量）地上楼梯间加压送风量计算：加压送风量：Lv=n*F*ν*(1+b)*3600/α=2*3.15*0.9*(1+0.1)*3600/0.9=24948 m3/h式中：n—同时开启门数量、F —每个门开启面积、ν—开启门洞处平均风速b—漏风附加率、α—背压系数选用混流风机一台(No.9 L=25000 m3/h. H=628Pa. N=11 KW)地上合用前室加压送风量计算：加压送风量：Lv=(n*F*ν*(1+b)*3600/α)*系数=2*3.3*0.7*(1+0.1)*3600/0.9=20328m3/h式中：n—同时开启门数量、F —每个门开启面积、ν—开启门洞处平均风速b—漏风附加率、α—背压系数选用混流风机一台(No.7 L=20000 m3/h. H=676Pa. N=7.5KW)（二）地下楼梯间加压送风量计算：按风速法计算（压差法风量小于风速法风量）地下楼梯间加压送风量计算：加压送风量：Lv=n*F*ν*(1+b)*3600/α=1*3.22*1.2*(1+0.1)*3600/0.9=17001.6 m3/h式中：n—同时开启门数量、F —每个门开启面积、ν—开启门洞处平均风速b—漏风附加率、α—背压系数选用混流风机一台(No.9 L=25000 m3/h. H=430Pa. N=5.5 KW)地下合用前室加压送风量计算：加压送风量：Lv=（ n *F*ν*(1+b)*3600/α）*系数=2*3.15*0.7*(1+0.1)*3600/0.9=19404m3/h式中：n—同时开启门数量、F —每个门开启面积、ν—开启门洞处平均风速b—漏风附加率、α—背压系数选用混流风机一台(No.7 L=20000 m3/h. H=676Pa. N=7.5KW)。
热力管道的补偿类型和方式
热力管道的补偿类型和方式热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。
1．自然补偿自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。
管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形,几何形状发生改变，应力消失后,又能恢复原状的能力.实践证明,当弯管角度大于30°时，能用作自然补偿,管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。
自然补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。
管道工程中常用的自然补偿有:L型补偿和Z型补偿.2．补偿器补偿热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。
补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。
常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。
（1)方形补偿器。
方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。
这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形，从其工作原理看，方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。
方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成.方形补偿器是由4个90°弯头组成,其优点是:制作简单，安装方便，热补偿量大工作安全可靠，一般不需要维修；缺点是：外形尺寸大,安装占用空间大,不太美观。
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。
（2）波纹管补偿器。
波纹管补偿器又称波纹管膨胀节，由一个或几个波纹管及结构件组成，用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。
浅析热力管道中补偿器的应用
浅析热力管道中补偿器的应用p1、管道热补偿必要性分析管道的热补偿是为了防止管道因温度升高引起热伸长产生应力而遭到破坏所采取的措施。
在管道设计中，应充分利用管道的自然补偿，当利用管段的自然补偿不能满足要求时，应设置补偿器，以保证系统有足够的伸缩余量，减少管道产生的热应力。
1.1 热力管道膨胀长度分析热力管道投入运行后，常因温度升高而引起热膨胀。
管道热膨胀长度可用如下公式计算：△L=a△t L式中：△L———管道膨胀长度（mm）；a———管材的线膨胀系数（mm/m·℃），一般钢管道取a=0.012mm/m·℃；△t ———管道工作温度与安装时温度之差（℃）；L———需补偿管道长度（m），即所需补偿管道固定支架间的距离；1.2 热膨胀应力分析在未考虑热补偿的状态下，如同将受热膨胀的管道两端固定，限制其自由膨胀伸缩，这时受热管道内将产生很大的热膨胀应力，依据虎克定律，热膨胀应力计算公式如下：σ=εE （kg/cm2）式中：σ———热膨胀应力；ε———相对压缩量，ε=△L/L；E———钢材的弹性模数，常用钢材的弹性模数为2×106。
上式表明，热膨胀应力的大小与相对压缩量和弹性模数成正比，而与管道的长度无关。
将管道热膨胀长度计算公式△L=a△tL代入，上式变为：σ=Ea△t （kg/cm2）对于常用的钢管，其线膨胀系数通常取12×10-6，弹性模数常取2×106，热膨胀应力公式可简化为：σ=24△t kg/cm2。
此公式更方便计算钢管道热膨胀受到限制时产生的热胀应力。
以常用的热力管道Φ219×8为例，当工作介质温度为100℃，安装时的温度为20℃时，则：热膨胀应力σ=24△t=24×（100-20）=1920kg/cm2截面积A=π[（D/2）2-（d/2）2]=3.142×[（21.9/2）2-（20.3/2）2]=53cm2则管道产生的轴向推力为F=Aσ=1920×53=101760kg。
管道热补偿器的技术措施及不装补偿器的直管段最大长度
管道热补偿器的技术措施及不装补偿器的直管段最
大长度
1管道热补偿器技术措施
（1）采暖水平管道的伸缩，应尽量利用系统的弯曲管段进行自然补偿，当不能满足要求时，应设置补偿器。
(2）采暖系统的立管：5层以下建筑中的采暖立管，可不考虑伸缩；5~7层建筑中的立管，当热媒为低温水时，宜在立管中间设固定卡；当热媒为低压蒸汽或温度大于或等于110℃的高温水时，立管上应设置补偿器。
主管上的补偿器宣选用不锈钢波纹管补偿器。
（3）中温辐射板采暖时，不论是块状还是带状，除干管应作必要的伸缩处理外，接向辐射板的支管应考虑有伸缩的可能。
2由固定点起允许不装设补偿器的直管段最大长度
由固定点起允许不装设补偿器的直管段最大长度见下表。
供热管道热补偿器的选择及优缺点
供热管道热补偿器的选择及优缺点
管道的铺设在现代的每栋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员的高度注意，因此，就有必要了解关于管道补偿器的相关知识。
本文介绍了补偿器的由来及其作用，着重分析了几种常用补偿器的优缺点及使用条件。
一、补偿器的由来
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。
管道热补偿
三 热补偿设计原则
• 1.首先应从管道布置上考虑自然补偿； • 2.应考虑管道的冷紧； • 3.在上述两条件未能满足管道热伸长补偿要求时 ，必须采用补偿器； • 4.在选择补偿器时，应因地制宜选择合适的补偿 器； • 5补偿器的位置应使管道布置美观、协调。
自然补偿选用原则：当弯管转角小于150°时；弯曲 应力不应超过[σbw]=80MPa，自然补偿臂长一般不超过 25m。
1）由管内介质压力产生的摩擦力： 2）由拉紧螺栓产生的摩擦力：
• 3 波纹补偿器
波纹补偿器是靠波形管壁的弹性形变来吸收 直管段热胀冷缩的长度变化 GB/T12777-1999 4 球形补偿器 其摩擦阻力的计算按下式：
5.旋转式补偿器
旋转式补偿器是一种新型补偿器，成对安装， 形成相对旋转吸收管道热位移。
• 五 典型补偿器及安装介绍
1.方形补偿器
特点：方形补偿器具有构造简单十安装方便、热补偿量大 、工作可靠等优点，但其占地面积大、水阻力大。
安装：一般安装在两固定支架中间。方形补偿器水平安装时，应与 管道的坡度、坡向一致；垂直安装时，高点应设排气阀，低点应设 泄水装置。补偿器安装就位时，起吊点应为3个，以保持补偿器的 平衡受力，以防变形
例1 某热力管道长100m，钢材材质为Q235-A 安装时环境温度20℃，介质温度220℃，求工作时热 伸长量？（α=13.09×10-4cm/（（m· ℃）））
解：ΔL=α（t2-t1）L=13.09/10000*（220-20） *100=26.18cm 例2 管子规格Φ133×6的钢管及工况如例1，L型补偿器，长 臂长20m，求短臂最小长度？ 解 ： ΔL=α（t2-t1）L=13.09/10000*（220-20） *20=52.36mm
热力管道补偿器原理
热力管道补偿器原理
热力管道补偿器又叫热力管道波纹补偿器，是由一组或两组不锈钢波纹管和碳钢连接件组成。
由于产品需要承受高温，承受高温的部分由耐火层（产品制作时完成）和外部部件两部分构成，可补偿高温管道的轴向变形，完全能够满足用户对产品承受高温及产品使用寿命的需要。
热力补偿器其特征在于：波纹管与两端接管及法兰组成三次风管高温型补偿器，在限位环上设置限位销轴，两端的法兰通过调整拉杆进行调整，波纹管内设置导流筒，在波纹管、接管与导流筒间的充填物为含皓硅酸铝纤维及硅橡胶石棉绳，并通过密封圈进行密封，导流筒采用耐热钢材料，通过不锈钢丝网在其内侧形成隔热层，在导流筒内浇注料挂钩上浇注耐高温浇注料。
热力补偿器其优点在于：
1、多向补偿，可以在较小的尺寸范围内提供较大的多维方向补偿。
2、低噪节能，能有效地减少风机等系统的噪声、振动并节能降耗。
3、无反推力，主体材料为纤维织物，无力地传递。
使项目上的管道及设备避免使用较大的支座，节省大量材料和劳动力，提高了设备及系统的安全性。
4、采用有机硅、氟等高分子材料涂覆处理，具有优良的耐高温、耐腐蚀和密封性能，抗疲劳，抗老化。
5、安装简单，更换容易，无需高要求的对中，更换时无需起重设备，所需时间短。
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自然补偿选用原则：当弯管转角小于 自然补偿选用原则：当弯管转角小于150°时；弯曲 ° 应力不应超过[σ 应力不应超过 bw]=80MPa，自然补偿臂长一般不超过 ， 25m。 。
管
道
热
补
偿
学习课件 摘自《动力管道设计手册》 摘自《动力管道设计手册》 2011年11月 2011年11月
目
• • • • • 一、热补偿产生原因 二、热补偿方式 三、热补偿设计原则 四、热补偿计算 五、补偿器及其安装介绍
录
一、热补偿产生原因
热胀冷缩，产生应力，形成推力， 热胀冷缩，产生应力，形成推力，导致管 道变形， 道变形，影响管道系统在工作状态的稳定 和安全，为缓解和消除这种影响而采用的 和安全， 措施。 措施。
2.Z型折角弯自然补偿 2.Z型折角弯自然补偿 其短壁长度l 其短壁长度l按下式计算
3.空间自然补偿管段的近似验算 空间立体管段，其自补偿能力是否满足要 求，按下式判别：
4.2.2 补偿器的计算 1.方形补偿器
方形补偿器是动力管道设计中最常用 的一种补偿器，由四个90°弯头组成。 的一种补偿器，由四个 °弯头组成。 其弹性力F 按下式计算： 其弹性力 k按下式计算：
例3 Z型补偿器 ：一个φ108*4的钢管管段（假定为10 号钢），管内蒸汽温度220℃，安装环境温度20℃ ，管段中补偿器臂长分别为L1=10m，L2=30m，求 Z型补偿器短臂长度L3？
解：△L=12.64/10000*（220-20）*（10+30） （ ）（ ） cm=10.112cm=101.12mm n=（L1+L2）/L1=（10+30）/10=4 （ ） （ ） 查表1-24 钢管弯曲应力σ=70MPa 查表1-24 钢管弯曲应力σ=70MPa 弹性模量E=1.830×10^5MPa 查表 弹性模量 × L3=(6*101.12*1.83*10^5*108/10^ 7/70/(1+1.2*4))^0.5=1.72m
5.旋转式补偿器
旋转式补偿器是一种新型补偿器，成对安装， 旋转式补偿器是一种新型补偿器，成对安装， 形成相对旋转吸收管道热位移。 形成相对旋转吸收管道热位移。
• 五 典型补偿器及安装介绍
1.方形补偿器 方形补偿器
特点：方形补偿器具有构造简单十安装方便、 特点：方形补偿器具有构造简单十安装方便、热补偿量大 工作可靠等优点，但其占地面积大、水阻力大。 、工作可靠等优点，但其占地面积大、水阻力大。
• 二 热补偿方式
1.自然补偿（利用管道自身弯曲） 分为：L型，Z型，空间自然补偿 2 补偿器补偿 分为：方形补偿器，套管式、波纹、球 形补偿器、旋转式补偿器。 其中，方形补偿器又分四种类型，如下图
2.1方形补偿器 方形补偿器
2.2 套管式补偿器 又分为： 又分为： GSJ型套管补偿器， GSJ型套管补偿器， 型套管补偿器 自调式套管补偿器， 自调式套管补偿器， SB41SA-16/25C型自 SB41SA-16/25C型自 导式高温补偿器， 导式高温补偿器， PNBPNB-E型平衡式补偿 器
安装：一般安装在两固定支架中间。方形补偿器水平安装时， 安装：一般安装在两固定支架中间。方形补偿器水平安装时，应与 管道的坡度、坡向一致；垂直安装时，高点应设排气阀， 管道的坡度、坡向一致；垂直安装时，高点应设排气阀，低点应设 泄水装置。补偿器安装就位时，起吊点应为3个 泄水装置。补偿器安装就位时，起吊点应为 个，以保持补偿器的 平衡受力， 平衡受力，以防变形
• 5 旋转式补偿器
谢谢 介绍完毕
例1 某热力管道长100m，钢材材质为Q235-A 安装时环境温度20℃，介质温度220℃，求工作时热 伸长量？（α=13.09×10-4cm/（（m·℃）））
解：∆L=α（t2-t1）L=13.09/10000*（220-20） *100=26.18cm 管子规格Φ133×6的钢管及工况如例 ，L型补偿器，长 的钢管及工况如例1， 型补偿器 型补偿器， 例2 管子规格 × 的钢管及工况如例 臂长20m，求短臂最小长度？ 臂长 ，求短臂最小长度？ 解 ： ∆L=α（t2-t1）L=13.09/10000*（220-20） *20=52.36mm L短=1.1*(∆L*D/300)^0.5=6m
其余管架最大间距可由公式计算： 其余管架最大间距可由公式计算：
• 4 球形补偿器
特点：补偿能力大，占据空间小，流体阻力小，安装方便，投资省等； 特点：补偿能力大，占据空间小，流体阻力小，安装方便，投资省等；其还可 在某些设备的活动部分上做管道的活动关节用。 在某些设备的活动部分上做管道的活动关节用。 存在侧向位移，易泄露，要求加强维修。 存在侧向位移，易泄露，要求加强维修。 安装：球形补偿器在管道上一般距离 安装一组， 安装：球形补偿器在管道上一般距离400-500m安装一组，安装形式有水平、垂 安装一组 安装形式有水平、 倾斜等。用此补偿器后，固定支架间距增大，为避免管段挠曲， 直、倾斜等。用此补偿器后，固定支架间距增大，为避免管段挠曲，应适当增 设导向支架，同时，为减少管段运行的摩擦阻力， 设导向支架，同时，为减少管段运行的摩擦阻力，在导向支架上应安装滚动支 垂直安装时，球体外漏部分必须向下安装，以防污物堵塞而造成球体磨损。 座。垂直安装时，球体外漏部分必须向下安装，以防污物堵塞而造成球体磨损。 球形补偿器安装时， 球形补偿器安装时，两固定端间 的管线应与球形补偿器中心重合 ，补偿器两侧第一个支架宜用滑 动支架，其余为导向支架。球形 动支架，其余为导向支架。 补偿器安装有方向性要求， 补偿器安装有方向性要求，介质 从球体端流入，从壳体端流出， 从球体端流入，从壳体端流出， 如图 3 -30所示。用做采暖管道 所示。 所示 的球形补偿器安装时, 的球形补偿器安装时 需进行预 压缩， 其折曲角应向反方向偏 压缩，-其折曲角应向反方向偏 转。
2套管式补偿器 套管式补偿器
套管式补偿器主要依靠插管和套管间的自 由伸缩来补偿直管段热胀冷缩的长度变化
1）由管内介质压力产生的摩擦力： ）由管内介质压力产生的摩擦力： 2）由拉紧螺栓产生的摩擦力： ）由拉紧螺栓产生的摩擦力：
• 3 波纹补偿器
波纹补偿器是靠波形管壁的弹性形变来吸收 直管段热胀冷缩的长度变化 GB/T12777-1999 4 球形补偿器 其摩擦阻力的计算按下式： 其摩擦阻力的计算按下式：
2.3 波纹补偿器（又名膨胀节），又分：轴向 型，横向型，角向型
b 横向型 （平面横向位移补偿） 平面横向位移补偿）
a 轴向型 （轴向位移补偿） 轴向位移补偿）
C 角向型 （角位移补偿） 角位移补偿）
• 2.4 球形补偿器 球形补偿器是热力管 道热膨胀补偿方面的 一种新型补偿器。 一种新型补偿器。 以球体回转中心自由 转动，吸收管道热位 转动， 移，从而减少管道之 应力。 应力。
四 热补偿计算
• 4.1 管道热伸长量计算 管道热伸长量按下式计算： 管道热伸长量按下式计算： △L=Lα（t2-t1） （动力手册 动力手册P443） （ ）
• 4.2 管道补偿计算 • 4.2.1 自然补偿计算 • 1.L型直角弯自然补偿
L型直角弯断臂长度l按下式计算
∆L * Dw l = 1.1 300
• 2.套管式补偿器 套管式补偿器
特点:补偿量大、设计、施工、安装方便，投资省；易泄露、 特点 补偿量大、设计、施工、安装方便，投资省；易泄露、 补偿量大 检修频繁、推力大。 检修频繁、推力大。 安装： 套管补偿器安装时， 安装： 套管补偿器安装时，应保证其中心线与管线中心线的一 不可歪斜。 致，不可歪斜。单向套管式补偿器应安装在靠近固定支架的位 补偿器套管与靠近固定支架的管道连接， 置，补偿器套管与靠近固定支架的管道连接，起补偿作用的芯 管与有导向支座的管端连接。 管与有导向支座的管端连接。双向套管式补偿器应安装在两固 定支架中间，补偿器两端芯管与有导向支座的管端连接， 定支架中间，补偿器两端芯管与有导向支座的管端连接，中间 套管应固定
3.波纹管式补偿器
特点：配管简单，支架费用低，维修管理方便， 特点：配管简单，支架费用低，维修管理方便，国 内产品主要:DN=25-5000mm，压力 内产品主要 ，压力0.25-4.0MPa， ， 温度≤450℃，材质多为奥氏体不锈钢。 温度 ℃ 材质多为奥氏体不锈钢。
• 安装：波纹管补偿器应接厂家安装说明书进行安装。一般 在轴向波纹补偿器的一侧应有可靠固定支架，另一侧导向 支架的分布如图所示。第一个导向支架与波纹管补偿器的 距离不超过4倍管径，第二个导向支架与第一个导向支架 的距离不超过 14倍管径，再远处接常规布置。波纹补偿 器多采用先敷设管道，后安装补偿器的方法。安装时补偿 器的中心线与管路中心线应在同一直线上，不得歪斜