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常见补偿器的分析

（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、Q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。

3、波纹补偿器的优点：

结构紧凑，占空间较少，可直埋；缺点是制造比较困难、耐压低、补偿能力小。其补偿能力与波形管的外形尺寸、壁厚和管径大小有关：压力越高、波壁越厚、管径越小、其刚性越大，补偿能力越小。

波形补偿器一般用于公称压力 < I.OMPa、公称直径》150mm的场合，也可用于常压和低压的大口径管道。在锅炉烟风管道中应用的可以达到DN4000mm 。

4、波纹补偿器的缺点：

波纹补偿器管壁较薄不能承受扭力、振动，安全性差；设备投资高、设计要求严、施工安装精度高、往往达不到预期寿命；轴向型波纹补偿器对固定支架产生压力推力，造成固定支架推力大，从而造价高。

5、波纹补偿器的应用条件：

波纹补偿器不能承重，应单独吊装，除非对波纹补偿器采用加固措施，否则不允许波纹补偿器与管道焊后一起吊装。

在安装中应按照厂家推荐的数据来正确设计波纹补偿器的度，在任何情况下不能拉伸或压缩或扭转波纹管去补偿安装偏差，以免影响波纹补偿器的正常功能，降低使用寿命和增加管系、设备接管及支撑构件的载荷。

膨胀节周围要留有足够的空间，以保证膨胀节在设计范围内能自

由运动。

（二）旋转补偿器

1、旋转补偿器的优点

(1)产品安全性能高：

产品结构合理，旋转补偿器采用的是双密封形式，一面为端密封，一面为环密圭寸；

(2)设计方便：

设计热网时，波纹管补偿器补偿的条件较苛刻，必须遵循五大黄金原则，套筒补偿器要严格找中”的原则，并要考虑波纹管补偿器、套筒补偿器的应力、盲板力等。旋转补偿器的型式多样，可根据管道的走向不同，选择适合的旋转补偿器型式，即可解决管道的补偿问题；

(3 )产品的寿命长：

产品的寿命可达20年以上；

(4)补偿量大：

补偿量可达1800 mm (其他的补偿器，如波纹管补偿器的补偿量最大补偿量在300〜400 mm )，对于DN 200以上的管线，单边补偿量可达到130〜200 m，对于w DN 200的管线，单边补偿量可达到100〜130 m，可以长距离输送蒸汽管线补偿使用；

(5)管道运行经济性高：

使用旋转补偿器补偿，由于补偿器补偿距离增长，比自然补偿和套筒补偿减少弯头，从而减少压降，使热网的管损减少，作为长距离输送热网的主要补偿方式之一；

(6)安装方法和型式多样化:

根据管线的走向，结合现场的地形，选择旋转补偿器补偿的型式，解决蒸汽管道的补偿问题，工程安装方便，无需冷拉、预紧等施工工艺，对焊即可；

（7 ）投资省：

因旋转补偿器的补偿距离长，采用的补偿器数量减少，且对土建的固定墩推力小，固定墩的设置数量比较少，固定墩的规模比较小，大大节

省了土建的投资，与其它的补偿器相比，工程总投资要节约2 0%〜40%，经济效益可观。

2、旋转补偿器的应用条件：

旋转补偿器在管道上一般按200〜500m安装1组（可根据自然地形确定），有10多种安装形式，可根据管道的走向确定布置形式。采用该型补偿器后，固定支架间距增大，为避免管段挠曲要适当增加导向支架；为减少管段运行的摩擦阻力，在滑动支架上应安装滚动支座。

（三）方型补偿器

1、方型补偿器的含义

方型补偿器也叫方胀力或胀力弯，由管子弯制的弹性变形吸收管道的热膨胀。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管，整个补偿器最好用一根管子煨制而成。

2、方形补偿器的优点：

(1)制造安装方便，与套筒补偿器和波纹补偿器相比，作用在固定支架上的轴向推力较小，热补偿量较大，适用于各种压力和温度条件；

(2)安全性较高，正常运行中无需维护，不需要设置检查井。

3、方型补偿器的应用条件：

安装方形补偿器时，为减小补偿器的变形弹力和提高补偿能力，须将其外臂预先拉开一定的长度，再安装在管道上。

四、补偿器安装和使用要求

1、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计要求；