探討熱力管道補(bǔ)償器在供熱管道中的運(yùn)用

杜正明

（甘肅第一安裝工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

探討熱力管道補(bǔ)償器在供熱管道中的運(yùn)用

杜正明

（甘肅第一安裝工程有限公司，甘肅 蘭州 730060）

在設(shè)計(jì)供熱管道時(shí)，一個(gè)必須要考慮到的因素就是熱膨脹問(wèn)題，如何簡(jiǎn)單而有效的設(shè)置熱力補(bǔ)償設(shè)施，確保在加熱狀態(tài)下管道的安全使用，在熱力管道的設(shè)計(jì)過(guò)程中就顯得尤為重要了。

熱力管道；補(bǔ)償器；波紋補(bǔ)償器

熱力管道建成投入使用后，如果遇到特殊情況，如外部環(huán)境溫度突然升高或是工作介質(zhì)的溫度很高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)管道系統(tǒng)產(chǎn)生大量的熱膨脹以及軸向推力，如果熱膨脹在短時(shí)間內(nèi)不能很快消除的話，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞管道系統(tǒng)，導(dǎo)致熱力管道不能正常工作而造成各種各樣的損失。為了使供熱管道在穩(wěn)定安全的條件下正常運(yùn)行使用，設(shè)計(jì)之初就必須考慮到管道的熱補(bǔ)償問(wèn)題，在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中遵循安全、可靠、經(jīng)濟(jì)適用的原則，選用合適的補(bǔ)償器就顯得尤為重要。

一、供熱管道設(shè)置補(bǔ)償器的必要性

在生活中我們常發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象，一些供熱管道折成了幾字形，旁邊又沒(méi)有看到明顯障礙物需要避讓，為什么要折成這個(gè)形狀呢？這是因?yàn)橛捎阡摬氖軣崤蛎浀奶匦裕峁艿涝谠O(shè)計(jì)時(shí)需要采取措施消除由于管道受熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力。幾字形是熱力管道的π型補(bǔ)償彎，屬自然補(bǔ)償?shù)囊环N，較為常見(jiàn)，設(shè)計(jì)安裝都很方便；缺點(diǎn)是彎頭處局部阻力大，管道內(nèi)介質(zhì)流經(jīng)時(shí)壓降大，多適用于短距離的管道。熱力管道由于溫度高，熱脹冷縮的效應(yīng)很明顯，在管道布置時(shí)需增加補(bǔ)償器或自然補(bǔ)償來(lái)吸收熱膨脹，否則會(huì)造成管道局部應(yīng)力過(guò)大，引起管道撕裂等事故。所以在供熱管道中設(shè)置補(bǔ)償器是非常有必要的。

二、補(bǔ)償器安裝使用中存在的問(wèn)題

目前，一些施工單位在熱力管道施工過(guò)程中，不按照施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范正確安裝補(bǔ)償器，部分工程師也不夠重視補(bǔ)償器的選擇，在實(shí)際施工中因此引發(fā)的問(wèn)題層出不窮，集中體現(xiàn)為：在設(shè)計(jì)中為降低成本，使用金屬軟管替代波紋管補(bǔ)償器；隨意選擇和安裝補(bǔ)償器（補(bǔ)償量達(dá)不到熱膨脹的變形量）；不按照要求設(shè)計(jì)、安裝固定支架和活動(dòng)支架，安裝完畢后不起作用。這些安裝過(guò)程中存在的隱患不僅導(dǎo)致補(bǔ)償器失效不起作用，而且會(huì)對(duì)管道系統(tǒng)帶來(lái)諸多安全隱患。所以設(shè)計(jì)人員和施工單位在熱力管道設(shè)計(jì)施工中必須重視補(bǔ)償器，根據(jù)規(guī)定做好補(bǔ)償器的工作。

三、供熱管道中補(bǔ)償器的選擇

選擇補(bǔ)償器時(shí)應(yīng)注意區(qū)分補(bǔ)償器類型，補(bǔ)償器目前主要有自然補(bǔ)償器和人工補(bǔ)償器兩種類型。其中常見(jiàn)的自然補(bǔ)償器有π型補(bǔ)償器、L型補(bǔ)償器、Z型補(bǔ)償器等幾種，其優(yōu)點(diǎn)是安裝制造過(guò)程較簡(jiǎn)單，能適用于各種惡劣的溫度條件和壓力，熱補(bǔ)償范圍也比較大，損壞率低，且維修也較方便。而波紋補(bǔ)償器、旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器等則屬于常見(jiàn)的人工補(bǔ)償器。其中波紋補(bǔ)償器是目前在供熱管道中使用最普遍的補(bǔ)償器，本文以波紋補(bǔ)償器為例，分析補(bǔ)償器在供熱管道中的運(yùn)用。

四、波紋補(bǔ)償器在供熱管道中的安裝和運(yùn)用

1 波紋補(bǔ)償器

波紋補(bǔ)償器適用于供熱管道管徑較大、溫度較高時(shí)進(jìn)行管路補(bǔ)償工作。波紋補(bǔ)償器構(gòu)造并不復(fù)雜，主要由波紋管（彈性元件）和端管，再搭配支架、導(dǎo)管、法蘭等組件構(gòu)成，工作原理是利用變形彈性元件所具有的有效擴(kuò)張伸縮性，從而使其中的吸收管道、導(dǎo)管因?yàn)闊崦浝淇s的原因?qū)е鲁叽绱笮∽兓漠a(chǎn)生。所以彈性元件是其工作的核心，一般來(lái)說(shuō)，彈性元件的材質(zhì)大部分都是不銹鋼波紋管，通過(guò)波紋管膨脹、彎曲變化，進(jìn)行管道中橫向、軸向的補(bǔ)償。同時(shí)波紋補(bǔ)償器還可以利于管道中閥門的安裝與拆卸工作環(huán)節(jié)。

2 波紋補(bǔ)償器的分類

在供熱管道設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)管道周圍環(huán)境溫度因素以及具體補(bǔ)償需求，在安全第一、確保質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則前提下，合理選用適當(dāng)?shù)牟y補(bǔ)償器。波紋補(bǔ)償器主要依據(jù)吸收熱位移的方式進(jìn)行分類，主要分為三類：一是軸向型補(bǔ)償器，其中包括平衡式、內(nèi)壓式、直埋式、外壓式等；二是角向型補(bǔ)償器，包括鉸鏈補(bǔ)償器以及萬(wàn)向鉸鏈補(bǔ)償器等；三是橫向型補(bǔ)償器，主要包括大拉桿式橫向補(bǔ)償器和萬(wàn)向鉸鏈?zhǔn)綑M向型補(bǔ)償器等。

3 波紋補(bǔ)償器的優(yōu)缺點(diǎn)

①波紋補(bǔ)償器優(yōu)點(diǎn)：眾所周知的是，與小區(qū)供熱網(wǎng)相比較，城市供熱管網(wǎng)的影響面更大，所以這就要求熱網(wǎng)的運(yùn)行也必須更可靠。波紋補(bǔ)償器在不斷更新?lián)Q代過(guò)程中，漸漸適應(yīng)了城市熱網(wǎng)的發(fā)展方向，受到城市規(guī)劃和地理位置的影響越來(lái)越小，具有了不泄露、結(jié)構(gòu)緊湊、維修率低、吸收設(shè)備振動(dòng)幅度大，減少因設(shè)備振動(dòng)對(duì)管道造成的損耗、流動(dòng)阻力小、減少地震、地陷對(duì)管道的影響等一系列優(yōu)點(diǎn)，波紋補(bǔ)償器已經(jīng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于城市供熱網(wǎng)中。

②波紋補(bǔ)償器缺點(diǎn)：同樣，我們也注意到波紋補(bǔ)償器存在的缺點(diǎn)與不足也有很多，集中表現(xiàn)為制造過(guò)程中耗費(fèi)鋼材，管壁較薄，承受扭力、振動(dòng)的能力較弱，安全性差，在安裝波紋補(bǔ)償器的過(guò)程中，因其投資高、施工要求嚴(yán)格、設(shè)計(jì)安裝準(zhǔn)確度高，只要稍有差錯(cuò)，就往往達(dá)不到預(yù)期的使用壽命。目前，在大口徑的供熱主干線上，補(bǔ)償設(shè)備唯一的選擇就是波紋補(bǔ)償器，一旦發(fā)生問(wèn)題會(huì)造成十分嚴(yán)重的影響，所以必須引起高度重視。

4 波紋補(bǔ)償器的安裝

安裝波紋補(bǔ)償器的過(guò)程中，首先應(yīng)該使用外力拉伸波紋補(bǔ)償器，逐漸增大拉伸作用力，以保證圓周面節(jié)點(diǎn)受力均勻，在拉伸到補(bǔ)償量二分之一時(shí)，利用補(bǔ)償器自帶的螺母或固定裝置進(jìn)行固定，所有的管道支架安裝完畢和管道壓力測(cè)試合格后，才可以松開(kāi)螺母及固定裝置。波紋補(bǔ)償器應(yīng)不偏不倚的與管道相連接，對(duì)于帶內(nèi)套筒的波紋補(bǔ)償器內(nèi)套筒安裝的方向應(yīng)與管道介質(zhì)流向一致，鉸鏈型補(bǔ)償器的鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)與位移動(dòng)平面一致，防止介質(zhì)沖刷，波紋補(bǔ)償器的兩端應(yīng)安裝支架，確保管道軸向不位移。安裝時(shí)防止焊渣飛濺到波殼表面，防止安裝時(shí)損壞波殼；波紋補(bǔ)償器的所有活動(dòng)原件不得卡死或限制其活動(dòng)范圍，以保證波紋補(bǔ)償器的正常使用

結(jié)語(yǔ)

熱力管道在工作運(yùn)行時(shí)溫度一般都比較高，管道系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生很大的熱膨脹和軸向推力。為確保管道系統(tǒng)的安全，應(yīng)確保系統(tǒng)有足夠的伸縮余量。在補(bǔ)償器安裝過(guò)程中，充分考慮實(shí)際中所應(yīng)用介質(zhì)的壓力、承受溫度范圍、安裝位置、后期維護(hù)等問(wèn)題，科學(xué)合理選擇適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償器，確保熱力管道安全穩(wěn)定運(yùn)行是十分重要的。

[1]李漢明.波紋補(bǔ)償器在管系工程中應(yīng)用[J].冶金設(shè)備，2006（03）：38.

[2]陳潔.熱力管道補(bǔ)償器在采暖項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].科技信息，2010（01）：626.

[3]龍躍.熱力管道波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)選用淺析[J].中國(guó)水運(yùn)，2011（03）：96.

TU995

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.028