管道自然补偿计算 - 360文档中心

管道补偿器计算公式.docx

热伸长量管材的线膨管道的计输送介质管道安装
蒸汽表压胀系数算长度温度时温度
△X(mm)(KPa)
α(mm/m.k)L(m)t2( ℃)t1( ℃)
27.300.01203560-5
65.100.012035150-5
说明：
1、热水采暖管道尽量利用本身的转角来自然补偿，在自然补偿不足而必须安装伸缩器时，一般尽量采用方形伸缩器。

2、室内采暖总立管直线长度大于20m时，应考虑热补偿。

3、管道的热伸长量△X=αL（t2-t1）
△X--- 管道的热伸长量 (mm)
α--- 管材的线胀系数 (mm/m.k)
L --- 计算管道长度 (m)
t2 --- 输送热媒的温度℃
t1 --- 管道安装时的温度℃
一般取 -5 ℃, 管道在地下室或室内时取 -0 ℃，室外架空安装时取采暖室外计算温度。

4、垂直双管系统、闭合管与立管同轴垂直单管系统的散热器立管，长度≤ 20m时，可在立管中间设固定卡。

固定卡以下长度 >10m时的立管，应以三个弯头与干管连接，弯头宜采用热煨制作。

5、方形补偿器宜布置在两固定支架的中点，偏离时，不得大于固定支架跨距的0.6 倍。

6、波纹管补偿器和套筒补偿器，应配置导向支架。

管材的线膨胀系数α(mm/m.k)
管道材料普通钢不锈钢铸铁碳素钢聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯
管材线膨涨系
0.0120.01030.0110.0120.070.10.16
数。

化工管道设计中的自然补偿法研究

化工管道设计中的自然补偿法研究摘要：随着经济的不断发展，对各行各业的相关要求逐渐提高，化工管道作为化工企业工程设计中的重要组成部分，在对其进行设计的时候会涉及到自然补偿法。

本文主要探究化工管道设计中的自然补偿法。

关键词：化工管道；管道设计；自然补偿法管道使用过程中，环境温度和输送介质变化是不可避免的，需要采取必要的补偿措施对该尺寸变化进行补偿，作用于管道支撑结构和设备上。

温差增加到一定程度，需要采取必要的热补偿控制温差，在热补偿设计中，自然补偿是最为安全可靠和经济的方法。

1化工管道设计中的自然补偿法化工管道在使用时，如果不对其进行支撑和限制，随着环境温度的升高，化工管道就会发生热胀冷缩的现象，进而发生严重的变形。

而当化工管道进行自然收缩时，不会给设备或者是其他的部件造成热应力的影响。

但是当化工管道受到一定的支撑和限制时，就不会发生自然收缩的现象。

能起到支撑和限制作用的主要为支撑框架、相连接的设施以及其他部件等。

因此当环境温度发生较大的变化时，热应力也会随之产生，并影响支撑和限制化工管道的框架以及设备，从而使得化工管道以及相连接的设施发生故障而不能进行正常的运作，甚至还会引发非常严重的安全事故。

因此为了避免热应力的出现，就必须将化工管道的柔性进一步增强，从而避免由于环境温度变化使得化工管道形成热应力，进而对化工管道、支撑框架以及相连接的设施造成不良的影响。

在化工管道设计的过程中，首先要将其设备的布置流程进行优化，再优化化工管道的布局。

只有当布置流程设计完成后才能对化工管道进行安装，然后根据管路的走向来分析应力。

补偿设计一般有两种方法，一种是使用补偿设备，一种是自然补偿法。

后者由于具有结构简单、补偿效果好、成本低以及使用可靠等优点，因此在进行补偿设计时一般都使用这种方法。

2管道自然补偿自然补偿是指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或者其他变形位移的补偿方式。

当弯管转角＜150°时，能用作自然补偿；＞150°时，不能用作自然补偿。

供热管道热伸长的自然补偿

一
表１低压流体焊接钢管壁厚
ｍｍ
Ｚ００、 △ ２．３／：１
＝．３、弼Ｏ０／１
公称直径，Ｎ５６８１０１５ｌＣＤ０５００２５
外径６７．８５１４１０１５０５５８．１４６
Ｏ０３１、．
＝．３－２９８８００１６１～＋５Ｍ￣ｘｘ
１０３、Ａ２．１／Ｌ＝０
（）１
＝
９５７９６ｍ）．９．（
从以上计算可以看出：管壁厚度的不同式中 △ ——管道计算的热伸长量ｍ；ｍ）对ｚ直的影响是不可忽视的。２ｆＤ —— 管道外径ｒｍ）ａ；应说明的是：在短臂ｚ上不得安装管段６ ——管道壁厚ｒ，ａｍ）一般壁厚见导向支座（）管段必须能自由地做径向位架，表１２，。移；自由臂ｚ在。管段上，由转弯处朝向固定支【】有热力管道自然补偿，例巳知管材架方向至要有相当于ｚ的长度内，不得用为０１ｘ；伸长量△ 值已经计算得出为导向支座或导向支架，２９６热其余至固定支架处可３ｌ。用式（）６ｍｎ１求出ｚ：值以用导向支座（）架。
２９１
３００
３５２
常用一般壁厚
３５．
３５．
４０．
４０．
４５．
４５．
６Ｏ．
７．Ｏ
８．Ｏ
注：本表壁厚只适用于式（ｏ１
， ’
＾＾

管道自然补偿

3．自然补偿3．1 利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Z管道）所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。

蒸汽直埋管道正是在温度变化时，弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。

热力管道热伸长量ΔL=a(t2-t1)L mma——管道在相应温度范围内的线胀系数 mm/m℃L——管道长度 mt1——管道安装温度℃t2——管道设计使用（介质）温度℃上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等）摩擦约束作用、相对位移影响等。

3．2 L型自然补偿文献[8]提出 L长≦0.85Lkp或（L长+L短）/2≦0.85LkpL kp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到Lkp时热胀和内压作用弯头处引起综合应力达到安定性变形的极限值2σs。

通常Q235，σs取80MPa。

此与L=1.1x[(ΔLDw)/300]1/2计算结果基本一致。

对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式，这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。

这就在某些工况下，要求设有补偿直管段（较通常管径扩大的直管段）或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头）等。

3．3 Z型自然补偿文献[8]提出最小短臂长度Lmin概念Lmin=0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 mL长≦0.85lkpL短≧1.15 Lmin同时满足上两式要求，才能保证管道塑性变形不超过安定范围。

即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。

Z型也可按两个L型进行补偿计算。

3．4 图解L型补偿随着科技进步，蒸汽直埋保温管设计结构有新的发展，可位移固定墩问世应用（1998）。

文献[5]介绍了在不考虑弯管柔性系数和应力加强系数情况下，利用经验绘制的图表可迅速的对L管道进行柔性补偿判断，确定长、短臂尺寸。

此石化系统应用广泛，也满足热力无分支管道使用。

热力管道的补偿类型和方法[最新]

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。

管道自然补偿

3．自然补偿3．1 利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Z管道）所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。

蒸汽直埋管道正是在温度变化时，弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。

热力管道热伸长量ΔL=a(t2-t1)L mma——管道在相应温度范围内的线胀系数 mm/m℃L——管道长度 mt1——管道安装温度℃t2——管道设计使用（介质）温度℃上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等）摩擦约束作用、相对位移影响等。

3．2 L型自然补偿文献[8]提出 L长≦0.85Lkp或（L长+L短）/2≦0.85LkpL kp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到Lkp时热胀和内压作用弯头处引起综合应力达到安定性变形的极限值2σs。

通常Q235，σs取80MPa。

此与L=1.1x[(ΔLDw)/300]1/2计算结果基本一致。

对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式，这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。

这就在某些工况下，要求设有补偿直管段（较通常管径扩大的直管段）或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头）等。

3．3 Z型自然补偿文献[8]提出最小短臂长度Lmin概念Lmin=0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 mL长≦0.85lkpL短≧1.15 Lmin同时满足上两式要求，才能保证管道塑性变形不超过安定范围。

即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。

Z型也可按两个L型进行补偿计算。

3．4 图解L型补偿随着科技进步，蒸汽直埋保温管设计结构有新的发展，可位移固定墩问世应用（1998）。

文献[5]介绍了在不考虑弯管柔性系数和应力加强系数情况下，利用经验绘制的图表可迅速的对L管道进行柔性补偿判断，确定长、短臂尺寸。

此石化系统应用广泛，也满足热力无分支管道使用。

管道自然补偿

3．自然补偿3．1 利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Z管道）所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。

蒸汽直埋管道正是在温度变化时，弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。

热力管道热伸长量ΔL=a(t2-t1)L mma——管道在相应温度范围内的线胀系数 mm/m℃L——管道长度 mt1——管道安装温度℃t2——管道设计使用（介质）温度℃上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等）摩擦约束作用、相对位移影响等。

3．2 L型自然补偿文献[8]提出 L长≦0.85Lkp或（L长+L短）/2≦0.85LkpL kp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到Lkp时热胀和内压作用弯头处引起综合应力达到安定性变形的极限值2σs。

通常Q235，σs取80MPa。

此与L=1.1x[(ΔLDw)/300]1/2计算结果基本一致。

对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式，这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。

这就在某些工况下，要求设有补偿直管段（较通常管径扩大的直管段）或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头）等。

3．3 Z型自然补偿文献[8]提出最小短臂长度Lmin概念Lmin=0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 mL长≦0.85lkpL短≧1.15 Lmin同时满足上两式要求，才能保证管道塑性变形不超过安定范围。

即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。

Z型也可按两个L型进行补偿计算。

3．4 图解L型补偿随着科技进步，蒸汽直埋保温管设计结构有新的发展，可位移固定墩问世应用（1998）。

文献[5]介绍了在不考虑弯管柔性系数和应力加强系数情况下，利用经验绘制的图表可迅速的对L管道进行柔性补偿判断，确定长、短臂尺寸。

此石化系统应用广泛，也满足热力无分支管道使用。

管道自然补偿

3．自然补偿3．１利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Ｚ管道)所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。

蒸汽直埋管道正是在温度变化时,弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。

热力管道热伸长量ΔL=a(t2-t1)L ﻩmmａ——管道在相应温度范围内的线胀系数 mｍ/m℃L——管道长度 mｔ1——管道安装温度℃t2——管道设计使用（介质）温度℃上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等)摩擦约束作用、相对位移影响等。

３.2 L型自然补偿文献［８]提出Ｌ长≦0.8５Lkp或（L长+L短)/2≦０.85ＬkpL ｋp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到Ｌkp时热胀和内压作用弯头处引起综合应力达到安定性变形的极限值2σs。

通常Ｑ23５，σs取80ＭPa。

此与Ｌ=１．1x[（ΔLDw）／300]１／2计算结果基本一致。

对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式,这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。

这就在某些工况下，要求设有补偿直管段(较通常管径扩大的直管段)或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头)等。

3．3 Z型自然补偿文献［8］提出最小短臂长度Lｍiｎ概念Lmｉｎ＝0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 mﻩﻩＬ长≦０.８5ｌｋpﻩL短≧１.15 Ｌｍin同时满足上两式要求,才能保证管道塑性变形不超过安定范围。

即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。

Z型也可按两个L型进行补偿计算。

3.4 图解Ｌ型补偿随着科技进步，蒸汽直埋保温管设计结构有新的发展,可位移固定墩问世应用（1９98)。

文献[5］介绍了在不考虑弯管柔性系数和应力加强系数情况下,利用经验绘制的图表可迅速的对Ｌ管道进行柔性补偿判断，确定长、短臂尺寸。

蒸汽管道计算实例

前言本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。

设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。

主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）；VOD用户端温度180℃，压力0.5MP；耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h一、蒸汽管道的布置本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容：1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户；2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。

3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。

并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。

4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。

5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。

6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。

二、蒸汽管道的水力计算已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。

蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。

假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。

（一）管道压力损失：1、管道的局部阻力当量长度表（一）2、压力损失2—1 式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa；Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ；g—重力加速度，一般取9.8m/s2；υp—介质的平均比容，m3/kg；λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ；d—管道直径，已知d=200mm ；L—管道直径段总长度，已知L=505m ；Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36；H1、H2—管道起点和终点的标高，m；1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3；1.15—安全系数。

PSP蒸汽管道移位设计修改(一)

PSP蒸汽管道移位热膨胀及推力计算一、管道自补偿能力计算：1、供汽管道自补偿能力判别公式D N△/(L-U)2≤20.8的使用条件如下：①一根管道，管材管径一致；A3钢Q235，Ф219×8管道②两端必须是固定点；③中间无限位支吊点；④无分支点。

PSP管道满足上述条件，可用上述公式进行自补偿能力计算。

2、AF段自补偿能力计算：(1)根据热能工程设计手册(动力卷上册)P282和小型电站实用设计手册P344得：(参数：250℃，0.5MPa，50m/s，安装温度20℃)热伸长量计算公式：△=αL(t g-ta)线膨胀系数查表8-20得α=13.23×10-4cm/m·℃①AB段热伸长量：△AB=13.23×10-4×2.1×(250－20)=0.64cm(Y)②BC段热伸长量：△BC=13.23×10-4×13.45×(250－20)=4.09cm (X)③CD段热伸长量：△CD=13.23×10-4×35.4×(250－20)=10.77cm(Z)④DE段热伸长量：△DE=13.23×10-4×1.2×(250－20)=0.37cm(Y)⑤EF段热伸长量：△EF=13.23×10-4×27.25×(250－20)=8.29cm(X)(2)管段AF三个方向热伸长量的向量和：△AF= △X2+△Y2+△Z2= (△BC＋△EF)2＋(△AB＋△DE)2＋△CD2= (4.09+8.29)2+(0.64+0.37)2+10.772(3)两固定点A、F之间直线间距：FF’= 35.42+27.252 =44.68cmTga=27.25/35.4=0.77 a=37.6°β= a+90°=127.6°A’F= 13.452+44.682-2×13.45×44.68cos127.6°=53.95mU AF=AF= 53.952+3.32=54.05m(4)管道AF段展开长度：L AF=AB+BC+CD+DE+EF=2.1+13.45+35.4+27.25=79.4m(5)管道公称直径：Dg=200mm(6)管道AF段自然补偿能力计算：Dg△AF/( L AF－U AF)2=200×16.44/(79.4－54.05)2=5.12≤20.8管道AF段自补偿能力满足要求，该段管道的布置是安全的。

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。

管道的补偿与安装

燃气管道位移补偿及方形补偿器选型、制作与安装作者：罗艺文章来源：网络论文点击数：1057 更新时间：2007-9-4 11:05:441前言管道燃气利及千家万户，它的安全运行也涉及广大民众的安全，因此，燃气管道的设计及安装质量尤为重要，不能有丝毫马虎。

目前，我市部分设计和施工人员针对燃气管道位移补偿的问题不够重视，只要遇到伸缩缝，不考虑最大位移量，管道在伸缩缝处煨两个弯就认为可以了，更有甚者，拐几个弯焊几个弯头就应付了事。

这种轻率的做法导致的直接结果将是：当管道无法满足位移补偿要求时，钢管某个焊口或薄弱点会因受力产生裂纹而漏气，从而发生安全事故，危及人民生命财产的安全。

本文根据目前存在的问题提出燃气管道位移补偿、补偿量的确定及方形补偿器选型、制作与安装的有关问题，以供同行参考。

2管道位移量ΔX根据我市燃气管道安装及运行的现状，需要考虑管道位移补偿的因素如下：(1)由于气温变化引起金属材料热胀冷缩而产生的位移补偿；(2)由于基础(地基)不均匀沉降，管道受外力作用引发的位置变化的补偿，(3)管道通过建筑结构伸缩缝时，由于结构主体热胀冷缩而引发的管道位移补偿。

上述(1)项，由于我市气温变化较小，日温差与年温差均在材料许用应力的温差范围内(碳钢管许用应力范围内允许温度变化值为(Δt=48℃)。

因此我市燃气管道的安装通常不考虑由于气温变化而引起的位移补偿。

而上述(2)、(3)项引起的管道位移量ΔX，是燃气管道的外加位移量，这些位移量的补偿是我市燃气管道设计和施工安装中所必须面对并解决的重要问题。

但目前部分设计和施工人员并未考虑这些位移量fix，或凭空想出来，没有充分征求大楼结构设计等人员的意见，随便处理应付了事，这是不对的。

正确的应是由有关方面向燃气管道的设计、施工单位提供楼宇的最大位移量，然后由燃气专业人员确定管道需满足的位移量。

例如由于结构主体热胀冷缩引起的位移量应由结构设计方提供建筑结构主体水平方向的最大伸缩量，该量通常可视为燃气管道设计的管道水平方向位移量ΔX，由于基础不均匀沉降引起的燃气管道位移量ΔX，则应由建设单位综合地质、基础施工、基坑回填等多种状况，向燃气管道设计单位提交可能出现的不均匀沉降量，由燃气管道设计单位依此确定管道的总位移量ΔX。

蒸汽管道利用自然补偿的计算实例

蒸汽管道利用自然补偿的计算实例170新疆有色金属增刊1蒸汽管道利用自然补偿的计算实例李文昌(乌鲁木齐兴锂热力开发有限责任公司乌鲁木齐830006)摘要敷设热力管道必须考虑热胀冷缩,利用自然补偿实例说明.关键词蒸汽管道利用自然补偿实例热力管道设计时必须考虑热胀冷缩的问题,为了使管道在热状态下稳定和安全运行,克服管道热胀冷缩时所产生的应力,管道受热时伸长量应考虑补偿.管道热补偿方法:①用管道自身弯曲的自然补偿;②采用补偿器.目前,常用的补偿器有:①方形补偿器;②套管式补偿器;③波纹管补偿器;④球型补偿器.1管道热补偿设计原则(1)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伸缩量补偿要求时,必须采用补偿器;(4)选用补偿器时,应因地制宜选择合适补偿器.管道热伸长量按下式计算:AL=Let(T2一T1)式中:L一所计算管道长度,m;ot一管道的线膨胀系数,cm](m?℃);T,一管内介质温度,℃;T:一管道安装温度,℃.2管道自然补偿热力管道布置时应充分利用管道本身自然弯曲来补偿管道的伸长量,当弯管转角<150.时能用作自然补偿;>150.时不能用作自然补偿,动力管道设计中自然补偿常采用L型直角弯,z字型折角弯及空间立体弯三类自然补偿.其中空间立体管段补偿能力是否满足要求,可按下式判别:≤20.8(L-U)式中:D『管道公称通径,mm;AL一管道3个方向热伸长量的向量和,cm;L一管道展开总长度,m;U一管道两端固定点之间的直线距离,m.使用条件:①一根管道管材管径一致:②两端必须固定;③中间无限位支吊点;④无分支管;现举例说明:锅炉房一输送蒸汽管道,管径为(1)426"8,采用20号钢无缝钢管,供汽压力1.0MPa,蒸汽温度300℃,管道安装温度为5~C,管道布置尺寸见图1(单位:m).图1管道热伸长量按下式计算:△L=L仅(T2～T1)其中:管道的线膨胀系数可查的,Ot=12.78"10cm/(m?oC)则每段热伸长量计算如下:AB段热伸长量AL~=70*12.78"10*(300-5)=26.39emBC段热伸长量△LBc=20"12.78"10*(300—5)=7.54cmCD段热伸长量△LcD:15"12.78"10(300—5)--5.65cmDE段热伸长量△:312.78*10一(300-5)=1.13cmEF段热伸长量△L10"12.78"10(300—5)=3.77cm管段各方向热伸长量的向量和计算如下:△L;V△AB+△+△LcD+△D△Ⅱ=V26.39+7.54+5.65+1.13+3.77:28.3cm(下转172页)172周光辉:低压电力电缆的选择及施工中应注意的问题增刊l ka=0.96,校正后容许电流IKM=I?KT?K.,式中:I为导线运行电流A,I为允许电流A;I为校正后允许电流A(即线芯温度65℃载流量),K为环境温度校正系数,K.一多根并列校正系数;若选取线芯120mm2,则I~=260×0.8×0.96=200A,不符合要求;若取线芯185mm2,则I~=345X0.8×0.96=265A,符合要求.3施工注意要点3.1牵引电缆(1)首先检查线盘规格型号是否与设计相符合,并测量绝缘电阻良好;(2)牵线时注意电缆弧度《电缆直径的10倍.(3)电缆不可沿地面滑行,防止拖伤,一般可每隔4～6n.1安排一人同步前进,转角处应弯好弧度.3-2敷设(1)电缆直埋地下.电缆沟《0.8rn,沟底夯平无石块;沟底宽度为电缆直径乘以电缆根数再乘以3,沟上面宽度再放大200mm,以便留一定的斜坡,防止塌方.电缆数量最少的宽度以满足操作人施工的宽度;电缆穿越道路应套钢管保护.管口加工成喇叭形,完成后应用麻丝沥青封口,并适当深埋lm以上;沟底应先埋好1001/1_沙土,电缆走向应做好标记.(2)地面电缆沟的敷设.电缆沟的宽度和深度应满(上接170页)两固定点A,F之间的直线距离U=VfAB+CD)+(BC+EF)=90.14m管道展开长度L=AB+BC+CD+DE+EF=70+20+l5+3+10:118m管道公称通径D=400inm:Q=!:14.58:14.58<20.8(L—U)(118—90.24)足电缆根数的要求,并适当留有余量,电缆沟两侧预埋好支架,间距≯1m,两侧支架应相互错开以便施工,支架要接地,电缆敷设整齐,间距保持3d间隔;电缆盖板上面如铺地砖,应按规定在地砖上做好记号.(3)室内空间敷设.电缆出土应套好钢管,钢管应高出地面2.3m;墙壁或屋顶应埋好支架,支架水平宽度≯1in,垂直高度≯2in,在电缆表面加装罩板.为了防止冬季电缆热胀冷缩,故在任何布线方式,电缆不可拉的过紧,留有一些弯度或微小弯度,使电缆线比沟长大0.5%～1%,电缆首位端要留出1-2m,便于日后修理.4做好竣工验收,完善原始记录在竣工投产前,组织各方面详细验收测量绝缘电阻良好方可投产,验收时要对照设计图纸,如有修改应根据实际情况予以更正.参考文献[1]张庆达.电缆实用技术手册.中国电力出版社,2006,7.[2]夏新民.电力电缆选型与敷设.化学工业出版社,2008,5.[3]周裕厚.10KV及下电力电缆敷设运行实用技术.机械工业出版社,2005,7.收稿:2011—03—28故本管段自然补偿能力满足要求,管道布置安全.参考文献[1]贺平,孙刚.供热工程.中国建筑工业出版社,1993.[2]动力管道手册.机械工业出版社,1994.收稿:2011—03—18。

自然补偿管道

5.自然补偿管道和伸缩器热水系统中管道因受热膨胀而伸长，为保证管网使用安全，在热水管网上应采取补偿管道温度伸缩的措施，以避免管道因为承受了超过自身许可的内应力而导致弯曲或破裂。

钢管热伸长量为:L t t L r r )(012.012-=∆ 式中 △L 钢管热伸长量，rnm ;t 2r 一管中热水最高温度，℃;t lr —管道周围环境温度，v ，一般取t lr =5℃;L 一计算管段长度，m;0. 012—普通钢管的线膨胀系数，mm/m·℃热水管网在设计时常利用管道敷设自然形成的L 型或Z 型弯曲管段，来补偿直线管段部分的伸缩量。

通常的做法是在转弯前后的直线段上设置固定支架。

让其伸缩在弯头处补偿，如图8-2 5所示。

一般L 臂和Z 型平行伸长臂不宜大于20-25m 。

当直线管段较长无法利用自然补偿时应设置伸缩器。

常用的伸缩器有管套伸缩器、方型伸缩器、波型伸缩器等。

套管伸缩器如图8-26所示，适用于管径DN ≥100mrn 的直线管段中，伸长量可达250-400mm 。

其优点是占用空间小口缺点是由于频繁伸缩，填料易损坏漏水;方型伸缩器是由钢管偎制而成，如图8-27所示，由于弯曲处无活动接口，具有安全可靠不漏水的优点。

缺点是在管道布置时占空间大，与其他管道平行布置时，间距大为敷设带来一定困难。

方型伸缩器可根据附录8-5选用。

热水管道系统中使用最方便、效果最佳的是波型补偿器，即由不锈钢制成的波纹管，用法兰或螺纹连接，具有安装方便，节省面积。

外形美观，耐高温的特点。

另外，近年来也有在热水管路中采用可曲绕橡胶接头替代补偿器的做法。

但必须注意采用耐热橡胶。

化工管道设计中常用的自然补偿策略分析

化工管道设计中常用的自然补偿策略分析摘要:本文主要围绕化工管道设计过程中应用的自然补偿策略展开研究，通过分析不同情况下应用的自然补偿方法，结合其施工过程中出现的问题开展调整工作，合理开展设备布置和管道柔性调整等工作，保障化工工作以安全高效的方式开展。

关键词:化工管道设计；自然补偿补偿策略；具体分析1.化工管道自然补偿设计1.1自然补偿量计算公式化工管道自然补偿设计工作开展过程中，根据其集中形式差异，需要具体开展管道热位移计算工作，明确管道不同区域的热位移情况，继而得到线性膨胀的具体数据。

计算原理为温差等于管材现象膨胀系数和管道支架间的热位移长度的乘积。

1.2L型直角弯的自然补偿设计L型直角弯是一种较为常见的自然补偿形式，只需要设计一个弯头即可开展补偿变形等各项工作。

相关人员测量出明确长臂L的有效热伸长量和管道的外径，再取它们的乘积即可得到该类型的自然补偿的短臂长，再以此为依据开展后续工作，一般来说，该类形式的自然补偿工作开展过程中，可以结合设计的具体情况，通过在管壁的两侧设置导向支架等形式来将接口连接起来，可以有效降低施工难度。

图一为L型自然补偿的示意图。

Figure 1L型自然补偿示意图1.3Z型折角弯自然补偿受到实际管理铺设要求等方面的影响，施工过程中使用更多的是Z型自然补偿的方式。

使用该方式计算短臂长度的过程中，需要工作人员将两根管总热伸长量和管道材料弹性模量以及弯曲应力和管道外径等相关数据计算出来，结合一定的计算方法和计算步骤进行计算，才能得出标准的短臂长度要求。

使用该方式开展工作的过程中，可以结合两方向上的不同位移和推力等开展各项工作，随着垂直臂和水平臂不断伸长，其补偿能力也会随之强化。

Figure 2Z型自然补偿示意图1.4Π型自然补偿除了L型和Z型自然补偿之外，部分工作人员还会利用Π型自然补偿来开展各项工作，一般会选择将四个该类型的弯头连接起来使用，打造立体的设计布局，该类布局方式对其连接稳定性的要求相对较高，以靠近中间点为宜。

热水管道的伸缩及补偿

热水管道伸缩及补偿
1. 资料介绍在热水管道中，每米钢管伸缩长度为0.08mm,每米铜管伸缩长度为1.37mm;
2. 热镀锌管热水系统中,一个伸缩器（Ω型,II 型,波型,和套管）能承受伸缩长度平均为
50mm ，因此,在水平热水直线管道每隔50m,立管每隔30m 设置一个伸缩器.管道每一个转弯可以承受伸缩能力为10~20mm,. 每个伸缩器必须安装在两个固定支架之间. 3. 利用自然补偿等吸收管道温度变形时,弯曲两侧管段长度不宜超过下表：
4. 塑料热水管（冷水管）管道伸缩长度计算:
管道伸缩长度 ΔL=ΔT ·L ·a
其中：ΔT=0.65Δts+Δtg
管道最小自由臂长度Ls ΔL K
管材比例系数K 值表
几种管材a 值表
5. 垫层内入户小管径塑料热水管可不考虑管道伸缩措施.
6.当塑料热水管直线管道不能利用自然补偿或补偿器时,可通过固定支承利用管材自身容
许变形量解决温度伸缩伸缩量.
直线管段最大固定支承（固定支架）间距见下表
:
直线管段最大固定支承（固定支架）间距
7.塑料热水管直线段长度大于上表,铜管.不锈钢管及衬塑钢管直线长度大于20m时,应设伸
缩器解决管道伸缩.。

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