热力管道的补偿器使用分类
热力管道补偿及常见补偿器浅谈
热力管道补偿及常见补偿器浅谈丁真裔【摘要】论述了热力管道安装运行过程中发生的管道热胀冷缩的问题,详细介绍了几种常用的补偿器形式,并针对各个补偿器的特点进行了阐述,同时也介绍了几种补偿器在实际安装运行中的注意事项及常见的问题.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】5页(P28-32)【关键词】热力管道;补偿器;布置形式【作者】丁真裔【作者单位】华东理工大学工程设计研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ055.8在热力管道设计时，必须重视管道热胀冷缩的问题。
为了使管道在热态工况下稳定安全地运行，必须减少管道热胀冷缩时所产生的应力。
管道受热时的热伸长量应考虑采用补偿方式来维持管道稳定安全地运行，因此补偿方式的选择显得尤为重要。
常用的补偿方式可分为两大类：一是利用管道本身的弯曲进行自然补偿，二是利用补偿器进行补偿。
1 自然补偿自然补偿即利用管道本身自然弯曲来补偿管道的热伸长量，当弯管转角小于150°时才能作为管道的自然补偿。
动力配管设计中常用的自然补偿分别为L形直角弯、Z形折角弯及空间立体弯三类补偿方式。
自然补偿的管道臂长决定了端点处的位移量，因此自然补偿时靠近弯角处管道支架顶面大小应根据管道的位移量进行计算，以免管道自然膨胀导致管托从支架上掉落。
在考虑蒸汽外管网的管道补偿时，自然补偿是不可忽略的，充分利用管道的自然补偿，可以最大限度地减少管道对补偿器的依赖度，降低工程的总造价。
2 补偿器补偿器按大类可分为方形补偿器（π型补偿）、套筒式补偿器、波纹补偿器及旋转式补偿器。
由于套筒式补偿器容易泄漏、检修频繁、轴向推力大，现在已经较少使用，文中主要介绍几类常用的补偿器。
2.1 方形补偿器方形补偿器是最常用的补偿器，由四个90°弯头组成。
安装方形补偿器时，一般需对管道进行预拉伸，预拉伸量一般为管道膨胀伸长量的50%，具体如图1所示。
图 1 方形补偿器安装示意图方形补偿器的优点为制造、维修方便，轴向推力小，运行可靠且不存在介质泄露的隐患。
热力管道补偿器用途
在供暖供热管网敷设聚氨酯保温管道中经常会使用到各种不同的补偿器，那么补偿器对保温管道有什么作用?我们就以城市小区管的聚氨酯保温管铺设管道为例，来说一下管道补偿器的作用：补偿器主要就是为了补偿热能，减少热损耗，根据管道铺设的图纸标准来规定段或者接口处安装，补偿器主要分为直波纹补偿器和外压波纹补偿器两种，城市小区的聚氨酯保温管主要是二次网热水管道，一般都是在接口处安装补偿器，主要使用的波纹器是直波纹补偿器。
直波纹补偿器具有良好的抗压能力，能够自导向，并且可以达到与直埋管同寿命，不需要经常维修和更换，并且具有很好的抗弯性能，可以直接做为刚性管道中的一部分直接安装在管道上。
在热水管道铺设中，直波纹补偿器可以代替支架，并且直波纹补偿器价格比外压波纹补偿器便宜很多。
所以总体来说更加节省成本。
安装完毕后的补偿器一定要对管道进行吹扫和系统测压，但在进行系统测压的时候，必须保护好波纹补偿器，当补偿器没有预拉杆结构时，必须在波纹补偿器上做些附件来保护波纹补偿器，以免管道测压是拉坏补偿器。
总体来说聚氨酯保温管道补偿器就是为了防止在管道热升温时热伸长或温度应力而引起管道变形或者损坏，来补偿管道的热伸长，减少管壁的应力作用的阀件或支架结构上的作用力。
使用补偿器可以大大延长聚氨酯保温管的使用寿命。
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。
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管道补偿器的使用说明
浅谈管道补偿器的使用说明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，即膨胀节。
使由温度变化而引起管道长度的伸缩加以调节得到补偿一、波纹膨胀节的形式波纹管配备相应的构件，形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。
按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。
轴向型普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。
横向型单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。
角向型单向角向型、万向角向型。
以上是基本分类，每类都具备共同的功能。
在一些特定情况还可以有特殊功能，如耐腐蚀型、耐高温型。
按特定场合的不同，分为催化裂化装置用、高炉烟道用。
按用于不同介质分为：热风用、烟气用、蒸汽用等。
二、波纹膨胀节的结构1．轴向型波纹膨胀节普通抽向型是最基本的轴向膨胀节结构。
其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度（冷紧）。
如果补偿量较大，可用两节，甚至三节波纹管。
使用多节时，要增加抗失稳的导向限位杆。
抗弯型增加了外抗弯套筒，使整体具有抗弯能力。
这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束，支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。
外压型这种结构使波纹管外部受压，内部通大气。
外壳必须是密闭的容器，它的特点是：1）波纹管受外压不发生柱失稳，可以用多波，实现大补偿量。
2）波纹内不含杂污物及水，停汽时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉，不怕冷冻。
3）结构稍改进也具有抗弯能力。
直埋型它的外壳起到井的作用，把膨胀节保护起来．密封结构防止土及水进入。
实际产品分防土型和防土防水型。
对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。
一次性直理型它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度，管线伸长，波纹管被压缩，两个套筒滑动靠近，然后把它们焊死，再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。
补偿器的分类
用于管径较大、压力较低的热力管道上。安装时按设计规定进行预拉伸。补偿器应与管道保持同轴，只允许承受轴向力不得横向受力，不得倾斜或错位
7
球形
依靠球体的角位移来吸收或补偿管道一个力
优点：具有补偿能力大，流体阻力和变形应力小，且对固定支座的作用力小等特点。特别对远距高热能的输送，即使长时间运行出现渗漏时，也可不需停气减压便可维护；
缺点：成本高，制造复杂
用于热力管道中，补偿热膨胀，其补偿能力为一般补偿器的5－10倍；用于冶金设备（如高炉、转炉、电炉、加热炉等）的汽化冷却系统中，可作万向接头用；用于建筑物的各种管道中，可防止因地基产生不均匀下沉或震动等意外原因对管道产生的破坏
补偿器的分类、作用原理、特点、应用
序
分类
名称
作用
结构与作用原理
优缺点
应用
1
自然补偿器
L形
消除管道因温度变化产生膨胀或收缩应力对管道的影响
利用管路几何形状所具有的弹性吸收热能产生的变形
优点：制造简单、成本低；
缺点：管道变形时会产生横向位移，而且补偿的管段不能很大
安装时应正确确定弯管两端固定支架的位置
2
主要用在安装方形补偿器时空间不够的场合。单向补偿器应安装在固定支架旁的直线管道上，双向补偿器器安装在两个固定支架中间，并在靠近补偿器两侧各设置一个导向支架
6
波形（分单波、多波）
由波节和内衬套简组成，内衬套筒一端与波壁焊接，另一端可自由伸缩，靠波形管壁的弹性变形来吸收热胀或冷缩
优点：结构紧凑，只发生轴向变形，与方形补偿器相比占据空间位置小。
4
Ω形
5
填料式
（又称套筒式，分单向、双向）
补偿器的作用以及管道的计算
补偿器的作用以及管道的计算一、补偿器作用补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。
补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为保障管道安全运行，具有以下作用：1.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。
2.波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。
3.吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响。
4.吸收地震、地陷对管道的变形量。
方形自然补偿器有两个作用：1.在管道穿越基础梁或地下室墙的时候，为了避免基础的沉降对管道的压力，需要安装方形补偿器。
2.在热力管道过长的情况下，需要安装方形补偿器来减小‘热胀冷缩’对管道的拉伸。
二、管道的热变形计算计算公式：X=a*L*△Tx管道膨胀量a为线膨胀系数，取0.0133mm/mL补偿管线(所需补偿管道固定支座间的距离)长度△T为温差(介质温度-安装时环境温度)(1)轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。
主固定管架要考虑波纹管静压推力及变形弹性力的作用。
推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推(N)，A-对应于波纹平均直径的有效面积(cm2)，P-此管段管道最高压力(MPa)。
轴向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力(N)，KX-补偿器轴向刚度(N/mm);f-系数，当“预变形”(包括预变形量△X=0)时，f=1/2，否则f=1。
管道除上述部位外，可设置中间固定管架。
中间固定管架可不考虑压力推力的作用。
2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。
3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。
补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax-最大导向间距(m);E-管道材料弹性模量(N/cm2);i-tp管道断面惯性矩(cm4);KX-补偿器轴向刚度(N/mm)，X0-补偿额定位移量(mm)。
热力管道支架及补偿器的安装
悬吊支座. 常用于架空敷设的管道或悬臂托架上.
1、滑动支座
2、滚动支座
管道支座 架在底座 的圆轴上
滚动可以减少承重底座的轴向推力
3. 悬吊支座
1.正确找正管道中心线 及标高.
2.支座间距和个数：均 匀分配管子的重量， 避免集中在某几个支 座上，以免焊缝受力 不均而开裂。
3.管道的焊缝不应在应 力最集中的支座上。
2. 安装补偿器应做好预拉伸
冷拉口
冷拉接口位置:
补偿器 焊口
通常在施工
图中给出
冷拉口位置
2～3 m
应在距补偿器弯曲起点2～3 m处的直管上
冷拉口 补偿器 焊口 冷拉口不得过于靠近补偿器
对开卡箍
木垫环--木块厚度等于预拉伸量 双头螺栓
冷拉口
管子
挡环
双头螺栓冷拉器
补偿器的冷拉方法有两种: 1.带螺栓的冷拉器 2.带螺丝杆的撑拉工具或千斤顶
补偿器
卡箍
拉杆
拉杆
短管
调节螺母
方形伸缩器的顶开装置
螺杆
(二) 套管补偿器
套管补偿器又称填料式补偿器
套管补偿器的补偿能力大，结构 尺寸小，占地少，安装方便，但 轴向推力大，易发生介质渗漏， 需经常维修，更换填料。
铸铁：与管道法兰连接，只用于公称压力小于1.3 MPa， 公称直径小于300 mm的管道。
靠近补偿器管芯处的活动支座上应安装导向支座
2、套管补偿器的补偿量
△X
La
Lmax
收缩间隙
补偿器最大补偿值△Xmax ：补偿器芯管在套管内的最大行程。
补偿器最大长度Lmax： 对应于△Xmax的补偿器外形长度。
补偿器收缩余量△X：安装温度高于计算安装温度时，补偿器的收缩间隙
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。
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。
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。
阀门及补偿器分类总结
闸板结构特点：平行式、楔式
安装长度小，无方向性
流动阻力小、密封性能好
加工复杂，密封面磨损后不易修理
管径DN＞50mm
截止阀
用于切断介质通路，也可调节流量和压力
分为直通式（直线路）、直角式（转弯处）、直流式(闸阀接近)
安装时注意方向，即低进高出，不得装反
制造简单，价格低，调节性能好
密封性较差，密封面易磨损，但维修容易
管径DN≤50mm
柱塞阀
用于密封性要求较高的水、蒸汽等介质上
密封性好，结构紧凑，启门灵活，寿命长，维修方便
价格较高
水、蒸汽等介质
止回阀
使介质只做一个定方向流动，阻止逆向流动
升降式：小口径水平管道
旋启式：大口径水平或垂直管道
设置在水泵的出口、疏水器出口等不允许反向流动
易漏水漏气，要加强维修
适用三向位置的热力管道（利用管道的位移来吸收热伸长的）
波形补偿器
按内部结构分带套筒和不带套筒
结构紧凑，只发生轴向变形，与方形补偿器相比占据空间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ置小
制造比较困难，耐压低，补偿能力小，轴向推力大
利用补偿材料的变形来吸收热伸长的
补偿器类型
阀门
名称
作用
分类
特点
优点
缺点
适用情况
闸阀
用于一般汽、水管路全启动、全闭操作的阀门
蝶阀
用于低压介质管路、设备上进行全开、全闭操作
手动（管道任何位置）、涡轮传动、气动和电动(此三种垂直安装)
体积小，结构简单，启闭方便，迅速且省力，密封好，调节好
用于低压介质管道、设备上
球阀
用于管路的切断
流体阻力小，启闭迅速，结构简单，密封性能好
管道安装：补偿器的安装
• 波纹管式膨胀接头
主讲人：吴璇璇
1、概述
• 补偿器又称为伸缩器或伸缩节、 膨胀节, 主要用 于补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩。如果 温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩,管道 中将产生热应力。
• 在管道设计中必须考虑这种应力, 否则它可能导致 管道的破裂, 影响正常生产的进行。作为管道工程 的一个重要组成部分,补偿器在保证管道长期正常 运行方面发挥着重要的作用。
• 整体式膨胀接头
• 图2.4.4所示的整体式膨胀接头其标准号为CBM1129-82， 适用于温度不高于80 ℃的船舶舱底、压载、海水、消防、 甲板冲洗和油类驳运等管路。它由本体（套管）、法兰、螺 栓、制动螺钉、橡胶圈等组成。本体和法兰的材料为20#钢； 螺栓材料为35#钢；制动螺钉的材料为2Cr13； 橡胶圈的材 料：介质为油类用丁腈橡胶Ⅰ-2，介质为水用氯丁橡胶Ⅲ-2。
万向铰链型波纹补偿器
• 复式自由型波纹补偿器
• 由端管和中间管所连接的两个波纹管及结构件组成，主要用于 吸收轴向与横向组合位移而不能承受波纹管压力推力的补偿器， 这种补偿器也能吸收角位移。如图所示：
复式拉杆型波纹补偿器
由端管和中间管所连接的两 个波纹管及拉杆、端板和球面 与锥面垫圈等结构件组成，能 吸收任一平面内的横向位移并 能承受波纹管压力推力的膨胀 节。如图所示：
• 波纹管式膨胀接头按材料分有不锈钢、紫铜和橡胶三种。
热力管道安装及补偿器的预拉伸
热力管道安装及补偿器的预拉伸【摘要】随着国家不断加大对能源领域的投资力度，全国各地不断上马的大型化工项目越来越多，我单位在国内外承接了煤化工、石油化工等领域的多个大型化工项目，其中有装置工程也有系统管廊工程。
系统管廊工程在整个化工项目中主要负责各装置间物料介质及公用工程介质的传送。
输送蒸汽等高温媒介的管道通常被称作热力管道，热力管道内的媒介温度一般都比较高，最低的操作温度也能达到200℃，开车运行后会引起管道的热膨胀。
管内媒介的温度越高，管道的热膨胀量就越大，热位移就越大。
因此，热力管道的施工要求往往比较严格。
那么施工单位如何才能以超高的水平完成热力管道的施工，一是要理解和掌握热力管道安装中应注意的问题，采取措施解决好施工技术要求；二是要充分考虑热力管道的热膨胀因素，依据设计文件和施工规范对热力管道上的补偿装置进行安装和预拉伸。
【关键词】热力管道安装补偿器预拉伸1 热力管道安装应注意哪些问题（1）热力管道在预制时，要充分考虑预制管段的预留位置和预制管段的吊装措施，热力管道上的放净、放空开孔均应在地面预制时完成。
管线在吊装之前应完成管托的安装，预留焊口位置不得刷油。
由于热力管道对管内清洁度要求较高，所以上管前作业组需利用吊车将管段倾斜45～60度左右用木方轻轻敲打一端管口，使管内杂物尘土等倒出，对特殊管道的重要部位用抹布进行清理，且对接焊缝底层采用氩弧焊打底。
（2）热力管道的支架必须严格按照设计规定的位置进行安装，两个膨胀节之间必须设置一个固定支架，固定支架应焊接牢固。
导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整，不得有歪斜和卡涩现象，滑动底板和钢结构之间要焊死，防止底板发生位移；导向支架或滑动支架的安装位置应从支撑面中心向位移反方向偏移，偏移量应为位移值的1/2。
（3）蒸汽热力管道安装时的坡度值应符合设计要求，当设计未规定时，取0.002～0.003之间，坡度应流向管道的疏水点。
（4）蒸汽系统管道应在低点加置放净阀或疏水阀，吹扫时应对所有的疏水器性能进行检验，疏水器的疏水性能应良好。
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。
补偿接头、伸缩节、限位伸缩接头及补偿量计算
补偿接头、伸缩节、限位伸缩接头区分及补偿量计算1概述伸缩器（Expansion joint）也可称为管道伸缩节、膨胀节、补偿器，伸缩接。
伸缩器的工作原理基本相同，因此各种称呼之间并无实际的区别，市场购买产品时，容易混淆。
按照实际作用来进行区分，可以分成三大类，为膨胀管、补偿器和伸缩节。
主要作用有补偿吸收管道轴向、横向、角向受热引起的伸缩变形；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。
（1）弯管式膨胀节：将管子弯成U形或其他形体，并利用形体的弹性变形能力进行补偿的一种膨胀节。
它的优点是强度好、寿命长、可在现场制作，缺点是占用空间大、消耗钢材多和摩擦阻力大这种膨胀节广泛用于各种蒸汽管道和长管道上。
（2）波纹补偿器：用金属波纹管制成的一种膨胀节。
它能沿轴线方向伸缩，也允许少量弯曲，用在管道上进行轴向长度补偿。
为了防止超过允许的补偿量，在波纹管两端设置有保护拉杆或保护环，在与它连接的两端管道上设置导向支架。
随着波纹管生产技术水平的提高，这类膨胀节的应用范围正在扩大。
波纹补偿器是（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。
波纹补偿器连接方式分为法兰连接和焊接两种。
主要用于温度补偿。
（3）钢制伸缩器：由能够作轴向相对运动的内外套管组成。
内外套管之间采用填料函密封。
使用时保持两端管子在一条轴线上移动。
在伸缩节的两端装设导向支架。
钢制伸缩器一般用于与阀门、泵管道等设备与管道连接，名称通常为限位伸缩器。
2相关规范文件摘要2.1《管路补偿接头（GB12465）》（1）主要分类补偿接头sleeve expansion joint由本体、密封圈、压紧构件组成的松套连接管道，主要用于吸收轴向位移，而不能承受压力推力的补偿接头的装置。
松套限位补偿接头 sleeve limited expansion joint由松套补偿接头和限位伸缩管等构件组成，防止管道因超量位移导致补偿接头的泄漏或损坏，主要用于在允许位移范围内吸收轴向位移和承受压力推力的管道松套连接的装置。
管道补偿器安装工艺标准
管道补偿器安装工艺标准1.适用范围由于热力管道或制冷管道过长，自然补偿无法满足的情况下需要装补偿器。
（一般直管长度超过40m时需要加装补偿器）；2.补偿器样式一般使用到的补偿器有波纹补偿器和方形补偿器。
2.1波形补偿器波形补偿器的特点是：结构紧凑，但制造困难，补偿能力小(每个波只能补偿5～10mm)，轴向推力大，流体阻力比回折弯式补偿器小。
12.2方形补偿器方形补偿器的优点是：制作方便，工作可靠，补偿能力大(通常可达400mm)；作用在固定点上的轴向力甚小。
其缺点是：尺寸大，不能安装在狭窄部位；流体阻力大，变形时，两端的法兰和管道会受力至弯曲。
在管径相同时方形比园形制造方便，成本低，挠性大25～30％。
2、3.1补偿器支架的定位3.1.1方型补偿器固定支架及导向支架的定位见下图1。
方型补偿器一般布置在两固定支架中间，偏离中心不应超过8m。
3.1.2波纹补偿器固定支架及导向支架的定位见下图，波纹补偿器一般靠近其中的一个固定支架安装。
41 234（上图参考暖通动力施工安装图集，第114-116页）3.2补偿器的安装3.2.1 安装前的准备必须前确保管道的导向支架、固定支架已定位安装完成，以确保补偿器的同心不受影响。
3.2.2安装补偿器的热力管道固定支架最大允许跨距Lg 表（m ）（本表摘自《动力管道设计手册》第489页表7-22） 3.2.3计算两固定支架间管道的膨胀量计算公式：X=a ·L ·△Tx 管道膨胀量其中a －线膨胀系数，取0.0126mm/m ·℃12 3 3 463L－补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度△T－为温差（介质温度-安装时环境温度）3.2.4补偿器进行预压缩或预拉伸△X=△L•(0.5-（t-tmin）/(tmax-tmin)其中: △X－预压缩或预拉伸量，当△X＞0时预拉伸，当△X＜0时预压缩；△L－补偿器最大补偿量； t－安装时的环境温度；tmin－管道运行时的最低温度； tmax－管道运行时的最高温度；预压缩或预拉伸应根据补偿器安装时的环境状况决定预压缩或预拉伸的量；最大预压缩或预拉伸量不超过补偿器额定补偿量的40%。
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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热力管道的补偿器使用分类
通常讲的热力管道的补偿方式有两种：自然力补偿和补偿器补偿。
1．自然力补偿
自然力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，能用作自然力补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然力补偿。
自然力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．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的热变形量。
管道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。
波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好，配管简单、耐腐蚀、维修方便等优点。
波纹管材料。
波纹管补偿器是采用疲劳极限较高的不锈钢板或耐蚀合金板制成的，不锈钢板厚度为0.2～10mm，适用于工作温度在550℃以下，公称压力PN为0.25～25MPa，公称直径为DN25～DN1200mm 的弱腐蚀性介质的管路上。
（3）套筒式补偿器。
套筒式补偿器又称填料式补偿器，它由套管、插管和密封填料等三部分组成，它是靠插管和套管的相对运动来补偿管道的热变形量的。
套筒式补偿器按壳体的材料不同分为铸铁制和钢制两种，按套筒的结
构分为单向套筒和双向套筒，按连接方式的不同分为螺纹连接，法兰连接和焊接。
套筒式补偿器结构简单、紧凑、补偿能力大，占地面积小，施工安装简便，这种补偿器的轴向推力大，易渗漏，需经常维修和更换填料；当管道稍有径向位移和角向位移时，易造成套筒被卡住现象，故使用单向套筒式补偿器，应安装在固定支架附近，双向套筒式补偿器应安装在两固定支架中部，并应在补偿器前后设置导向支架。
（4）球形补偿器。
球形补偿器是利用补偿器的活动球形部分角向转弯来补偿管道的热变形，它允许管子在一定范围内相对转动，因而两直管可以不保持在一条直线上。
二、补偿器安装
1．补偿器安装前的检查
1）按设计图纸的要求核对补偿器的规格、型号和安装位置。
2）对补偿器进行外观检查，检查补偿器有无伤损、缺陷。
3）检查产品安装长度是否符合管网设计要求。
4）校对产品合格证。
2．补偿器安装
（1）方形补偿器安装
方形补偿器安装应符合下列规定：
1）方形补偿器水平安装时，伸缩臂应水平安装，水平臂的坡度应与管道坡度一致。
2）方形补偿器垂直安装时，不得在弯管上开孔安装放气阀和泄水阀。
3）方形补偿器安装前，应按设计要求进行冷拉。
冷拉应在补偿器两侧同时均匀进行，并记录补偿器的预拉伸量。
4）方形补偿器安装时，应防止各种不规范操作损伤补偿器。
5）方形补偿器安装完毕后，应按设计要求拆除运输、固定装置，并按要求调整限位装置。
（2）波纹管补偿器安装
波纹管补偿器安装应满足以下要求：
1）波纹管补偿器应与管道同轴。
2）有流向标记（箭头）的补偿器，箭头方向代表介质流动的方向，不得装反。
3）波纹管补偿器安装。
波纹管补偿器无论是钢管焊接还是法兰连接的，通常采用后安装的方法。
即在管道安装时，先不安装波纹管补偿器，在要安装的位置上先用整根直管直接过去，并按设计要求和补偿器生产厂对补偿器附近支架设置的要求安装好导向支架和固定支架，待支架达到设计要求，再开始安装补偿器。
波纹管补偿器安装的程序、步骤、方法如下：
1先丈量已准备好的波纹管补偿器的全长（含连接法兰），在管道上为补偿器安装画出定位中线，按补偿器长度画出补偿器的边线（至连接法兰的边缘）。
2依线切割管道，当法兰连接时要考虑法兰及垫片所占长度。
3连接焊接接口的补偿器：用临时支吊架将补偿器支吊起进行对口，补偿器两边的接口要同时对好，同时进行点焊，检查补偿器位置合适
后，顺序进行焊接。
4连接法兰接口的补偿器：先将两个法兰垫片临时安装在补偿器上，用临时支、吊架将补偿器支吊起来，进行对口，同时进行点焊，检查补偿器位置合适后，卸开法兰螺栓，卸下补偿器，对两个法兰进行焊接，焊好后清理焊渣，检查焊接质量，合格后再对内外焊口进行防腐处理，最后将补偿器抬起进行法兰的正式安装。
4）波纹管补偿器安装时应注意的技术问题
1安装波纹管补偿器时应设临时固定，待管道安装完后（包括系统试压、吹洗合格后），方可拆除临时固定装置。
2波纹管补偿器的预拉伸问题比方形补偿器显得更为重要，不可忽视。
在向厂家订购补偿器时，应向厂家提供供热管道的介质温度、压力参数、安装时可能的环境温度参数和补偿器的布置图，以便生产厂能了解所需的补偿器应有的补偿能力，或者直接向生产厂提出补偿能力的要求。
3波纹管补偿器前后的管子应在同一轴线上。
（3）套筒补偿器
套筒补偿器安装应符合下列下列规定：
1）套筒补偿器应与管道保持同心，不得倾斜。
2）套筒补偿器的管路上安装的导向支架应确保补偿器运行时自由伸缩，不得偏离中心。
3）应按设计文件规定的安装长度及温度变化留有剩余的收缩余量，设计文件无规定时，剩余收缩余量应进行计算。