热力管线补偿器的计算
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。
角向型波纹管补偿器热补偿时的图解法精确计算
角向型波纹管补偿器热补偿时的图解法精确计算热能动力工程所杜西普摘要现有的产品手册或设计手册中均没有精确计算角向型补偿器热补偿时的变形，属于空白。
本文介绍了角向型补偿器热补偿的各种应用实例，并对各种应用的变形进行详细的图解计算。
本文对热力管道热膨胀量的计算具有工具手册的功能关键词角向型波纹管补偿器、热胀、热补偿、图解法、精确计算一、热力管道补偿器的种类1．自然补偿：利用管道的自然转弯。
2．门形补偿器：人为地设置方形转弯。
是自然补偿的补充。
3．套筒式补偿器：像活塞一样。
只进行轴向补偿。
4．波纹管补偿器：利用波纹管，实现轴向和角向位移。
5．旋转式补偿器：利用盘根密封，实现管道扭转，进行补偿。
6．球型补偿器：和波纹管角向补偿器一样，实现角向位移。
二、各种补偿器的优缺点1．自然补偿：顺其自然，工作可靠，工作压力和温度范围最宽。
但必须有现成的地形或平面位置，能使管道有较多的转弯，满足热补偿的要求。
2．方形补偿器：类似自然补偿，人为地增加方形转弯，以弥补自然补偿器弯头数量的不足。
优点也是不受工作压力和温度的限制，缺点：流体阻力大，占地面积多，管道支架多，不美观，投资较大。
用于自然补偿不能满足热补偿要求时而采用的“自然补偿”。
对于压力超过4.0MPa的场合，几乎没其他产品可以替代。
3．套筒补偿器：也能够承受较高的压力和温度，补偿量大，安装方便。
缺点：容易泄漏，检修频繁、推力大。
不能用于对流体纯度要求高的场合。
4．波纹管补偿器：种类较多，分为轴向型（内压和外压或有推力和无推力或架空型直埋型。
）、角向型（平面和复式）、和横向型（平面和复式）。
应用广，无泄漏，可靠性较好，但运行温度和压力有限制，温度，400度，压力不超过4.0MPa。
角向型通过组合（2到3个），可以满足大位移量和产生小的推力，应用前景光明。
本次重点讲述。
5．旋转式补偿器：最近推出的新产品，通过2个组合和管道转弯实现热补偿。
补偿量大，推力小，最高温度可达到485度，压力可达5.0MPa。
热力管线补偿器的计算
热力管线补偿器的计算 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】2010-12-0616:401 、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，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。
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。
、计算管道热伸长量△X=(t1-t2)L (1)其中：△ 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;——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃按t1=95℃简化得：△X= ……(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、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。
热力管线补偿器的计算
热力管线补偿器的计算热力管线补偿器是工业生产中常用的管道连接件，主要用于补偿管道中由于温度变化引起的热胀冷缩应力，以保证管道的正常运行。
本文将从热胀冷缩的基本原理、补偿器的种类和结构特点以及补偿器的计算方法等方面进行详细阐述。
一、热胀冷缩的基本原理热胀冷缩是指物体在温度变化时因热量的增加和减少而导致体积的变化。
对于管道来说，当管道在工作温度下受热胀冷缩引起的应力超过一定限制时，就会产生管道的变形和破裂等严重后果。
因此，为了保证管道的正常运行，必须采取一定的措施，如采用热力管线补偿器来吸收管道的热胀冷缩应力。
二、热力管线补偿器的种类和结构特点热力管线补偿器根据其结构形式可以分为固定式补偿器、游动式补偿器和活动式补偿器三大类，其中又有多种不同的型号。
这些不同类型的补偿器在结构上略有差异，但其共同特点是能够在管道受到热胀冷缩作用时保持一定的相对位移，以吸收管道的应力。
固定式补偿器主要由支座、托座、伸缩节等组成。
它通过固定管道的一端，使另一端能够在一定范围内自由伸缩，以吸收管道的热胀冷缩应力。
游动式补偿器是通过管道各部分的游动连接实现补偿效果的。
它具有较强的自适应能力，能够根据管道的变形情况自动调整自身的形状，以保证管道的正常运行。
活动式补偿器则是通过活动的波纹管、金属软管等实现补偿效果的。
它具有良好的柔性和弹性，能够在管道受到热胀冷缩应力时自由伸缩，有效减少管道的应力。
三、热力管线补偿器的计算方法1.管道的补偿量计算管道的补偿量计算一般根据管道的材质、长度、温度变化和管道支承方式等要素进行综合考虑。
具体计算方法可参考以下公式：△L=α×L×△T其中，△L表示管道的补偿量，α为管道材料的线膨胀系数，L为管道长度，△T为管道工作温度变化量。
2.补偿器的选择计算补偿器的选择计算主要根据管道的补偿量、管道支承方式和环境条件等因素进行综合考虑。
一般需要计算和确定补偿器的安装位置和型号，以保证补偿器的有效工作。
正确计算方形补偿器安装冷拉值的公式
管 道 的 补 偿 ，就 是 合 理 确 定 固 定 支 架 的 位 置 ，使 管 道 在 两 固定 支 架 间进 行 有 控 制 的伸 长 与 缩 短 ， 以便 通 过 补 偿 器 和 管 道 本 身 的 弯 曲部 分进 行 长度 补 偿 。这 里 的 固定 支 架 具 有 象 征 意 义 ，不 单 指 固 定 支架 ，凡 是 对 管 道 的伸 长 或 缩 短起 抑 制 作 用 的抑 制 点均 可 视 作 固定 支 架 ，如 管 道 相 连 塔
作者 简介 ： 秦小刚 （９４ １７一）， 甘肃镇原 ， 男， 人
程 师・长期从 事炼 油生产工艺和技术管理 工作 。
２管道补偿
第８ 期
秦小 刚等
正确计算方形补偿器 安装冷拉值 的公式
一 ９一 ３
低 、最 高设计温度 时的垂直 臂与 自然状态 下的垂
。
法的弊端，并得 出正确的计算方法 。
动 补偿 。 自动补 偿 的优 点是 简 单 、可 靠 ，无 需 另 外 添 加 补 偿 装 置 ，缺 点 是管 道 变 形 时 会 产 生 横 向 位移 ，且补偿 的管段 不宜 超过２ ，２ｍ。当 自动 补 ０ ，５ ￣ 偿 不 能 满 足 要 求 时 ，要 考 虑 补 偿 器 补 偿 。常 用 的 有 方 形 补 偿 器 、 Ｑ形 补 偿 器 、填 料 式 补 偿 器 、波 形 补偿 器 。庆 阳石化 公司 ６ 万 吨／ 催 化 重 整装 置 Ｏ 年 转 油 线 上 选 用 的是 一 个 方 形 补 偿 器 ， 在施 工 安 装 方 形 补 偿 器 过 程 中 ，对 方 形 补 偿 器 安 装冷 拉值 进 行 了详 细 计 算 ，成 功 地 安 装 了补 偿 器 ， 装 置 开工 后 ，方 形 补 偿 器 随装 置 的安 全 平 稳 运 行 使 用状 态 良好 。
热力管道的补偿类型和方法[最新]
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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。
波纹补偿器相关计算公式
波纹补偿器相关计算公式波纹补偿器习惯上也被称为称为膨胀节、伸缩节，其补偿能力源于波纹管的弹性变形，包括拉伸、压缩、弯曲及组合变形这几种状态。
安装环境不同，波纹管补偿器发生的变化也不同。
因此在选择波纹补偿器时，是需要依据相关公式进行计算的。
波纹管补偿器的相关计算公式：1.热力管道的热伸长量通常按下式计算：Δx=α(t1-t2)L其中：Δx ——管道的热伸长量，mm;α——钢管的线膨胀系数，mm/(m ℃)；t1 ——管内介质温度，℃，管内介质指蒸汽、热水、过热水等；t2 ——管道安装时的温度,℃；L ——管道计算长度，m。
2.安装轴向型补偿器的管道轴向推力F，按下式计算：Fx=Fp+Fm+Fs式中：Fp——内压力产生的推力；FS——波纹管补偿的弹性反力；Fm——管道活动支架的摩擦力。
计算固定支架推力时，应按管道的具体敷设方式，参考上述公式按支架两侧管道推力的合力计算。
3.管道应力验算补偿器在内压作用下的失稳包括两种情况，即平面失稳和轴向柱状失稳。
（1）平面失稳：表现为一个或几个波纹的平面相对于波纹管轴线发生转动而倾斜，但其波平面的圆心基本在波纹管的轴线上。
这是由于内压产生的子午向弯曲应力和周向薄膜应力的合力超过材料屈服强度，局部出现塑性变形所致。
（2）柱失稳：波纹管的波纹连续地横向偏移，使波纹管偏移后的实际轴线成弧形或S 形（在多波情况下呈S形）。
这种情况多数是因为波纹数太多，波纹管有效长度L跟内径d 之比（L/d）太大造成的。
为避免失稳情况发生，对管道应进行应力验算。
客户在购买波纹补偿器时，需要详细说明补偿器的安装地点及管道的相关信息，协助技术人员进行计算，以挑选出最合适的设备。
亚太拥有具备充足经验的生产队伍，专业的技术人员，相信定能为客户提供最合适的产品。
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算
平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算随着工业技术的不断发展，热力管道系统已广泛应用于炼油、化工、食品、制药、电力等领域。
为了确保管道系统的安全运行，必须对热力管道固支架进行合理设计和计算。
本文将介绍平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算方法。
一、平衡式波纹补偿器的结构与作用原理平衡式波纹补偿器是一种用于热力管道补偿的新型产品，其主要结构包括两侧法兰、波纹衬垫、波纹外套管、平衡板和螺栓等组成。
当管道发生热胀冷缩时，平衡式波纹补偿器能够吸收热应力，使管道保持平衡状态。
二、热力管道固支架受力计算方法1. 确定受力情况首先需要确定管道的受力情况，包括水平力、垂直力和弯曲力等。
通常情况下，管道的水平力由泵、阀门和风压等因素引起，而垂直力则主要受管道自重和介质重量的影响。
2. 计算管道的应力值根据弹性力学原理和管材的力学性能参数，可以计算出热力管道在各种工况下的应力值。
然后根据应力值和管道的受力情况，就可以计算出管道固支架所受的力值。
3. 选择合适的波纹补偿器根据热力管道的特点和受力情况，选择合适的平衡式波纹补偿器。
在选择时，需考虑波纹补偿器的承载能力、刚度和柔性系数等因素。
4. 确定波纹补偿器的数量和位置根据管道的长度、直径和受力情况，确定波纹补偿器的数量和位置。
一般情况下，波纹补偿器布置在管道的弯曲或连接处，以达到补偿管道的热胀冷缩，保证管道的正常运行。
5. 设计固支架的尺寸和材料最后，在确定波纹补偿器的数量和位置后，需要设计固支架的尺寸和材料。
一般情况下，固支架的尺寸应具备承受波纹补偿器的力值和溶剂介质的耐腐蚀特性。
材料的选择应根据工作环境和力学性能的需求而定。
总之，平衡式波纹补偿器的热力管道固支架受力计算是一个综合性的问题。
需要综合考虑管道的受力情况、波纹补偿器的选择、布置和固支架的设计等因素，以达到保证管道系统的安全运行。
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热力管线补偿器的计算 Final approval draft on November 22, 2020
2010-12-0616:40
1 、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，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。
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。
、计算管道热伸长量
△X=(t1-t2)L (1)
其中：△ 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;
——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃
按t1=95℃简化得：
△X= ……(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
、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。
计算这部分伸长量，
如果较长要设置多个补偿器，应注意均匀设置;并在两个补偿器中间设置固定支架。
选择时注意套筒补偿器容易漏水漏气，适合安装在地沟内，不适宜安装在建筑物上部;波纹管补偿器能力大耐腐蚀，但造价高并且需要设置导向支架;方形补偿器需要的安装空间较大，但运行可靠应用广泛。
设计时可以根据工程具体情况选用。
3 、例题[已知] 如图1所示，某民用建筑95/70℃热媒供热管道a-b段长度为32m，b-c段长
度为24m，c-d段长度为63m，d-e段长度为48m，管径如图所示。
[求] 计算管道热伸长量，设置补偿器和固定支架。
[解] 首先按照公式(2)计算可得
a-b段管道热伸长量=
b-c段管道热伸长量=
c-d段管道热伸长量=
d-e段管道热伸长量=
图1 供热干管示意图干管示意图
由以上计算可知，
a-b段和b-c段伸长量不超过规定值，可不设补偿器，但应在管段中部(点f、g)设一固定支架，使管道可以有固定点向两侧自由伸缩。
d-e段可以从e点开始向d点量33m的p处设一固定支架。
p-d段长15m.。
c-d段上设h和k点,这样g-c和c-h形成“г”型补偿器, k-d和d-p形成另一“г”型补偿器。
根据管径查表1知c-h长度介于到18m之间,本系统定为15m; k-d长度介于3m到20m之间,本系统定为15m.。
h-k长度为33m设置一个方形补偿器，详见国标图N106，本不再赘述。
设定好固定支架和补偿器的系统如图2所示。
图2 供热干管补偿器和固定支架设置示意图4、固定支架和补偿器的设置应按照一定的步骤精心设计，并密切配合施工单位施工才能获得较好的效果。
对此我们应充分重视，不能草草了事。