采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计算
采暖固定支架及补偿器
快速设计热水采暖系统固定支架和补偿器简介：对设计中经常遇到的热水(95/70℃)采暖系统的固定支架和管道补偿器的设计计算和设置问题进行了归纳总结,给出了具体设计方法和实例。
关键字：热水采暖固定支架补偿器1 引言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，本文根据笔者经验，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。
由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。
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。
2.1 计算管道热伸长量(1)△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;0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃按t1=95℃简化得(2 )2.2 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2.3 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。
大型热网架空管道补偿器选择
大型热网架空管道补偿器选择近年来，随着城镇集中供热的普及，补偿器作为热力管网中的重要管道特殊 件，在热力管网中的应用越来越广泛。
本文将针对常见的波纹补偿器（轴向型、 横向型、角向型）、旋转补偿器的结构特点和应用进行介绍和对比，同时对各种 补偿器的应用场合、原理、固定墩推力计算进行了总结。
1波纹补偿器1.1波纹补偿器的分类根据所吸收的位移形式分类，波纹补偿器可分为轴向型、横向型和角向型， 以及三者的组合位移形式。
根据波纹管的承压形式分类，可分为内压和外压形式。
在实际应用中，为限制波纹补偿器对管线固定支架受力的要求， 还有压力平衡型 波纹补偿器。
图1内压和外压状态下的波纹管内压状态下，波纹管的波纹被推开，使波纹管伸长，该压力推力作用在管线 固定支架和系统设备上；在外压情况下相反，波纹被压缩，波纹管缩短，但压力 推力仍旧作用在管线固定支架或系统设备上。
有效面积是平均直径的断面面积，压力推力是系统压力和有效面积的乘积图2波纹补偿器位移形式■内压二_J CL I 一横向製他向型性能简介轴向乃压適(RNY1■脚询压式SE铁补礙上要用于补& 轴向检楼.也町以补悽横甸也禅或戟JM与捕向自戎检籟”具克补偿曲他藩哺能力・ti一&人见它来补警细住彩・勒M4-A :DS1制|「一」心宀器卜宴用于补盘ft!冉位襌.牢育対尅询却I：寸无汀叭袖向氐钓克暹狡补備疥圧要fD于补卿网也锹悔一严閒證驚他心—「讣卜架，袖“J取式l<FSJ巴理内虽式樹向里丈股纹补懐辩具奇鞍K的釉向补侶1L刃列！聃1訂恃存枝人的特SL屋轴冈外儿戈ITWY)A埠忙压式(ZMWY：戸哩内氐讓戢补卷滞帀〒嘅掘氏埋廿爼的割虻盘鼻r不用魅小躍、可区浙恃越首扛坤it舉瞳，足首u旨立竝以逹甘包继护.轴曲堂IT KJi rMi«.叫韭吐瞪iV?”4拠外怎啟啟补蛍細卩「吐皈r_ Jffi ii 議的料乌吨移,邢用偿冲牢.可以嗨替*殳直援血鼻谀.具和自汗制能」人務册免:;rj' . jr.i.^t!'幹心巾七—名称及型号结构型式性能简介轴向内外压平衡述(NWP)—*ME3/[|内外压半猶式波tt补傥癸HJ1暇收管线的轴向他移.菽览力襦力由小佑器口豺结构所玖曼.曾线固定支架仅弔冷刚度力和处用力即可.尤加适台带以没迈咬犬固定支次的栗空管线.轴向全外压平衡式(QWP)险j•具玄内外;£平俺式敲纨卜供益的ft 点外.外压平扁型披坟补供茂还幷别遹仟于钢伕.石化.冶金岑行心的爲瞪角压工艺管线.初温烏乐炊态下嶷供九的钻向补偿就~ti埋内外压平衡式(ZMNWP)同内外压千•Mt!亲却•松随符线口接坤人地乩花小同定支绘的椎力。
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。
直埋热水管道固定支架推力计算
单补固定 支架最不 利时计算 结果2 （正常运 行时压力 -合适离 多5米时 的摩擦 力） 516889.1 423454.9 372741.5 331675.2 287792.4 237542.4 199007 179553.3 162304.6 135898.7 119083.8 101850.1 85296.14 60318.7 53200.99 47581.63 40650.96 37088.07 32471.31
DN1400 DN1200 DN1000 DN900 DN800 DN700 DN600 DN500 DN450
DN400
12628 8992 7574 5822 4717 3484 24 1300
1220 1090 1160
DN350 DN300
DN250 DN200 DN150 DN125 DN100 DN80 DN65 DN50
2788000 2033600 1738800 1372400 1172760 901720 707080 605520 562720 488480 365240 271440 212360 158560 133760 106920 110200 82440 73200
63047.29 51688.91 42345.49 37274.15 33167.52 28779.24 23754.24 19900.7 17955.33 16230.46 13589.87 11908.38 10185.01 8529.614 6031.87 5320.099 4758.163 4065.096 3708.807 3247.131
0 505120 359680 302960 232880 188680 139360 97800 80120 69680 55960 41840 30600 19160 10280 7200 4840 3240 2200 1480
补偿器的选用及工程设计要求【全网推荐】
补偿器的选用及工程设计要求[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!【学员问题】补偿器的选用及工程设计要求？【解答】1.1管道最大安装长度计算有补偿直埋的管道应在二处高固定点，一是在直管段的端部，二是在管道的分支处。
长的无分支的直线管道两补偿器之间可以不设固定点，靠管道自然形成的驻点即可发挥固定点的作用。
驻点是两补偿器之间管道的那个不动点，在管径相同，埋深一致时，驻点与两补偿器间的距离相等。
褡补偿器（包括转角处自然补偿器）至固定点之间的距离不得超过管道的最大安装长度Lmax，管道最大安装长度的定义是固定点至自由端（补偿器）的长度，在此长度下产生的摩擦力不得超过管道许用应力下相应的弹性力。
Lmax按下式计算：常用管道的最大安装长度Lmax.应考虑16kgf/c㎡内压力所产生的环向应力的综合影响。
1.2固定支座的设计计算具有2个管道分支并在主干线上有一处转角管道平面，补偿器的布置应满足Ln F1=Pb2+L2f-0.8（Pb3+L2f）式中F1-固定支座G1的水平推力，kgf；f-管道单位长度摩擦力，Kgf/mPb2-B2膨胀节的弹性力，Kg；Pb3-B3膨胀节的弹性力，Kgfk2-B2膨胀节的刚度，Kgf/mm；△L2-B2膨胀节的补偿量，mm；L2-膨胀节至G1的距离，m；假如某一分支如自G2接出的分支带有补偿器B.那么，G2还受到一侧向推力的作用，如图中的F2（y），当L5很短（实际布置时L5也应很短），那么，侧向力F2（y）的大小为：F2（y）=Pn*A5+Pb5式中Pn-管道工作压力，Kgf/c㎡A5-B5膨胀节的有效面积，c㎡；Pb5-B5膨胀节的弹性力kgf.固定支座G3也驻点位置，从管道和土壤的摩擦力来讲，该点也受到大小相等，方向相反的两个时作用，但应注意到该点同时又受到转角处的盲板力的作用，考虑驻点漂移的影响，固定支座G3的推力F3=1.2Pn*A4式中F3-作用在固定支座G3的水平推力，Kgf；Pn-管道工作压力，Kgf/c㎡；A4-B4膨胀节的有效面积，c㎡.3.3补偿器的选用计算直埋管道由于土壤摩擦力的影响，实际热伸长量要比架空和地沟敷设的管道热热伸长量要小。
波纹补偿器与支架在热水供热系统中的合理布置
［ 关键词］供 热管道 ；热伸 长量； 固定支架；波纹补偿 器；设计
热 水 供 热 系 统 中 ， 因 管道 的 热胀 冷 缩 会 产 生 热 位 移 现 象 。在 管 网 设 计 中 ，为 保 证 管 道 在 热 状 态 下 稳 定 和 安 全 运 行 ，减 少 管 道 热 胀 冷 缩 时 产 生 的 应 力 ，管 道 上 每 隔 一 定 距 离 应 设 置 固 定 支 架 及 热 力 补偿 装 置 。现行 规 范 中 并 未 对 设 计 时 依 据 的 伸 缩 量 、 管 径 等 条件 进 行 明 确 规 定 ， 设 计 人 员 在
图 １ 直管段热位移示意图
计 手册 计 算 。 各 支 架 之 间 的 距 离 可 按 以下 原 则 确 定。
作者 简介 ：刘佳明 （９４ １８一），男， 甘肃平凉人， ０６ ２ ０年毕业
于 青岛理 工大学建 筑环境 与设备 工程专业 ，学士 ，工程 师。现从
事 油 田供 热 工程 设 计 工 作 。
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２ 工程案例
２１概 述 ． 长 庆油 田某站场 ９／０ ５ ℃热水 供热系 统 ，运行 压 ７ 力０４Ｏ５ ＭＰ ，管线采 用架空敷 设 。投运 半年后 发 ．－ ． ５ ａ 现 有 多处直 管段扭 曲变 形 ，且保温 层 破裂 ，部分 支 架 倾斜 ，无 法承 受管 线压力 。局 部管 线甚 至 出现 漏 水 现象 ，供 热效 果较 差 ，一些 并排布 置 的管线 已紧 靠 在一起 ，导致 管线 强度 降低 ，易造 成安 全 隐患 。 经 过 专 家 现 场 考 察 ，发 现 所 装 波 纹 补 偿 器 未 动 作 （ 热膨 胀 ） ，显 然未 起到补 偿 作用 。当管 线受 热膨 胀 时 ，热 力 补偿 器 应如 图３ 示动 作 ，Ｌ１ 波纹 补 所 为 偿 器未 动作 前长度 ，Ｌ 为波 纹补偿 器动 作后长 度 ， ２ 伸 缩 量 为 △Ｌ 。若 管线 热 胀冷 缩 受 阻 ，则热 力 补偿 器 不动作 ，也就起 不到补 偿作用 。
学习笔记-直埋供热管道设计要点
直埋供热管道设计要点一、横断面设计
1、对于有地下水的直埋管道，基础增加天然级配砂石；
2、对于湿陷性黄土地带，天然级配砂石改为三七灰土。
二、稳定性设计
三、管道受力分析及管道分类
（1）热膨胀力
（2）泊松力
3、管段分类
（1）过渡段（直管段）
过渡段是主要克服管段的约束反力-被动力作用，使热膨胀得以全部或部分释放的管段，通常有一个自由端，能自由伸缩，如补偿器、弯头等处。
设计的主要任务是，确定管道轴向方向的热伸长，从而合理的选择补偿器和引出分支。
（2）锚固段（直管段）
锚固段由于被动力的作用，管段进入自然锚固状态。
设计的主要任务是，核算管段的机械强度以及进行管段稳定性验算。
四、直管段安定性设计
1、应力分类法
2、计算公式及最大温差
五、直管段安定性设计
1、补偿弯管的分类
2、弹性臂长
3、L型补偿弯管设计
4、Z型补偿弯管设计
5、U型补偿弯管设计
六、管道附件设计
1、阀门
（5）蝶阀公称直径为DN50~DN1200，压力等级为 2.5MPa以下；球阀公称直径为DN15~DN300，压力等级为2.5MPa以下。
2、补偿器的选择计算
3、分支引出
七、固定支架设计。
热力管道补偿器两侧支架偏心基准点应选择？
热力管道补偿器两侧支架偏心基准点应选择**补偿器中心**。
在安装热力管道时，补偿器的作用是**为了吸收管道由于温度变化而产生的轴向位移**。
为了保证补偿器能够正常工作，其两侧的支架安装需要特别注意。
具体如下：
1. **偏心设置**：靠近补偿器两侧的几个支架在安装时应装偏心，这样做是为了确保在管道热胀冷缩时，补偿器能够自由地移动而不受约束。
偏心的长度应是该点距固定点的管道热伸量的一半。
2. **偏心方向**：所有支架的偏心方向都应以补偿器的中心为基准，这样可以保证补偿器在工作时的对称性和平衡性。
3. **支架和托架**：在安装导向支架和活动支架的托架时，应考虑支架中心与托架中心一致，避免活动支架在热胀后发生偏移。
综上所述，正确选择偏心基准点对于确保热力管道系统的安全和稳定运行至关重要。
在实际操作中，应严格按照设计要求和相关规范进行安装，以保证管道系统的可靠性和耐用性。
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采暖固定支架及补偿器的选择、设计与计
算
1、固定支架及热补偿的重要性
在暖通空调设计中，固定支架是一个不可避免的技术节点。
特别是在北方冬季的热水采暖管道、冬季空调冷冻水供回水管道以及生活热水管道中，管道在“热胀冷缩”的情况下必然产生巨大的自然推力。
如果不按照预先的设计方案来泄掉这部分巨大的自然推力，其产生的后果将是毁灭性的。
例如，前段时间某商业广场项目地库车位上方的热水管道瞬间脱离，管道支吊架等根本支撑不住瞬间的巨大推力。
许多非专业人员基本都会认为是施工技术差，或者认为施工方偷工减料，其实首先应该检查的是热水系统管道是否做了冷热补偿和合理的固定支架。
2、补偿器的分类
在大面积的地库平面图中，如何做热水管道冷热补偿和合理的固定支架是有规律和技巧的。
但这些规律和技巧对于刚刚入职设计院的暖通设计师来说根本不掌握，或者说根本引起不
了设计人员的注意。
在“三边工程”盛行的今天，出事的概率是非常高的。
首先，热水管道的托架和吊架跟固定支架并非一个意思。
只有把管道固定不动的吊架才叫“固定支架”，而普通支吊架是允许管道在其内顺着管道敷设方向自由移动的。
因为热膨胀产生多余的管道长度必须在此处让其释放、延申，吸收此多余长度的管件就是“补偿器”。
所以采暖系统中必须设置固定支架限定其只向一个预想的方向延申，而设置固定支架就必须配合使用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。
在本文中，我们首推“自然补偿器”。
管道的自然补偿是利用管道本身自然弯曲来补偿管道的热伸长。
自然补偿常用的有L形补偿器、Z字形补偿器及“几”字型补偿器。
与自然补偿相对应的是人工补偿器，常用的人工补偿器有波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器、方形补偿器及填料式补偿器等。
自然补偿器相对于人工补偿器来说优点颇多，比如减少初投资、节省施工工期、系统安全不漏水以及补偿能力不会随着时间的推移而打折扣等。
当供回水系统为大口径管道时，人工煨弯也存在一定难度。
3、自然补偿器的设计步骤
自然补偿器的设计步骤主要包括以下几个方面：
1）确定管道的自由长度，即管道在不受限制的情况下，
由于热胀冷缩而产生的长度变化。
2）确定管道的弯曲半径，即管道的弯曲部分的半径。
3）根据管道的自由长度和弯曲半径，计算出管道的弯曲
角度。
4）根据管道的弯曲角度，确定自然补偿器的型号和数量。
4、实例演练
以某地下车库的热水管道为例，该管道的直径为DN50，
管道长度为30m，设计温度为60℃，设计压力为1.6MPa，管
道的敷设方式为挂吊式。
根据设计要求，该管道应设置自然补偿器。
首先，确定管道的自由长度。
由于该管道的长度为30m，根据公式ΔL=αLΔT，其中α为管道的线膨胀系数，ΔT为管道
的温度变化，当ΔT=60℃时，α为0.012mm/m℃，因此，
ΔL=αLΔT=0.012×30×60=21.6mm。
其次，确定管道的弯曲半径。
由于该管道的直径为DN50，根据规范，其弯曲半径应不小于5倍的管径，即
R≥5D=5×50=250mm。
然后，根据管道的自由长度和弯曲半径，计算出管道的弯曲角度。
由于弯曲角度为弧度制，因此，弯曲角度
θ=ΔL/R=21.6/250=0.086rad。
最后，根据管道的弯曲角度，确定自然补偿器的型号和数量。
根据自然补偿器的参数表，选择L形补偿器，其补偿量
为16mm，因此，所需的自然补偿器数量为2个。
5、设计总结
固定支架及补偿器是采暖系统设计中不可或缺的一部分。
在设计过程中，应根据管道的长度、直径、温度、压力、敷设方式等因素，合理选择固定支架和补偿器，并进行必要的计算和设计。
在选择补偿器时，应优先考虑自然补偿器，以减少初投资、节省施工工期、保证系统安全不漏水以及保持补偿能力长期稳定等优点。
固定支架在系统中的作用是固定和支撑管道，但规范中对其设置方案的规定较少，设计人员只能根据经验进行选用。
然而，现在许多设计人员对此不重视，导致漏画错画屡见不鲜，位置和数量都没有经过仔细推算，或者说设计的图纸根本起不到合理补偿的作用。
因此，本文提炼多年设计行业经验，总结了一套在室内高温热水采暖系统设计中设置固定支架和自然补偿器的方法，设计要点是整体考虑，切勿以偏概全。
自然补偿器的设计步骤包括补偿量计算公式和设计思路。
首先，在管径计算及路由完全合理敷设完毕之后，计算管道的热伸长量。
然后，确定可以不设置“L”型、“Z”型及“几”字型补偿器的管段。
对于本文所述系统由固定点起，第一个固定点可以以在穿越防火分区防火墙处必须设置的固定支架为固定点为第一个起点，也可以以此点作为设计起始点向两侧依次设计。
不装补偿器时允许的管道伸长量分别为民建40mm、20mm和工业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。
“L”型补偿器一般用于DN150以下管道；最大允许距离与管径有关。
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。
确定自然补偿部分管道后，需要设置补偿器来补偿其余部分的伸长量。
在计算伸长量时，若较长则需设置多个补偿器，应注意均匀设置，并在两个补偿器之间设置固定支架。
在选择补偿器时，建议优先选择自然补偿器，若选择人工补偿器则需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，但运行可靠应用也相对广泛一些。
设计时应根据具体情况选用。
对于某民用建筑的热媒供热管道，根据公式计算得出各段管道热伸长量，并确定哪些部分需要设置补偿器和固定支架。
在设计固定支架和补偿器时，应逐步设计，避免选择补偿量远大于实际膨胀量的补偿器，以及在穿越防火分区防火墙时必须设计固定支架。
对于自然弯补偿器的管径，一般不建议大于等
于DN200，否则需要加波纹补偿器。
在设计超高层项目给水系统时，即使是自来水常温水系统，也需考虑补偿问题，具体取决于补偿量。