热力管道补偿器

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热力系统补偿类型和方式
热力系统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
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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
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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。
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