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鞏義市新華豐管道設(shè)備有限公司
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熱力管道補(bǔ)償器用于蒸汽架空管道的類型介紹
熱力管道補(bǔ)償器的幾種形式有金屬波紋補(bǔ)償器、方形補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器、無推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器。本文結(jié)合具體工程,熱力管道補(bǔ)償器用于蒸汽架空管道的類型介紹。
一、工程概況
某熱電廠,室外架空蒸汽管線,管徑DN300,設(shè)計(jì)參數(shù)為2.5MPa,230℃,屬壓力管道GC2類;蒸汽管線總長度約為1500m。
二、熱力管道補(bǔ)償器在架空蒸汽管道上的應(yīng)用、選型及特點(diǎn):
①方形補(bǔ)償器
方形補(bǔ)償器是熱力管道補(bǔ)償器設(shè)計(jì)中的一種形式。
其優(yōu)點(diǎn):對熱伸長量補(bǔ)償能力大,作用在固定支座上軸向應(yīng)力小,維護(hù)費(fèi)用少;
其缺點(diǎn):尺寸大,占地面積大,對介質(zhì)流動(dòng)助力大,補(bǔ)償器變形時(shí),兩端的法蘭及管道受到彎曲,易產(chǎn)生疲勞破壞且會(huì)產(chǎn)生軸向位移。
選用原則:方形補(bǔ)償器按其外形可分為Ⅰ型-標(biāo)準(zhǔn)式(c=2h),Ⅱ型-等邊式(c=h),Ⅲ型—長臂式(c=0.5h),Ⅳ型-小頂式(c=0)。制作方形補(bǔ)償器選用無縫鋼管揻制而成,補(bǔ)償器用一根管子揻成,如果制作大規(guī)格的補(bǔ)償器也可用兩根彎管或三根彎管焊制,方形補(bǔ)償器不宜用沖壓彎頭焊制而成。焊制方形補(bǔ)償器的焊接點(diǎn)應(yīng)放在外伸臂的中點(diǎn)處,因?yàn)榇颂幍膹澗匦?,?yán)禁在補(bǔ)償器的水平臂上焊接。焊制方形補(bǔ)償器時(shí),當(dāng)DN≤200mm時(shí),焊縫與外伸臂垂直,當(dāng)DN>200mm時(shí),焊縫與軸線成45°角 。
本工程管道總長1500m,每60米設(shè)1個(gè)方形補(bǔ)償器,共需設(shè)置25個(gè)方形補(bǔ)償器,方形補(bǔ)償器的外伸臂長達(dá)10m,每個(gè)補(bǔ)償器按4個(gè)彎頭計(jì)算,共計(jì)增加100個(gè)彎頭,500m管道。
②套筒補(bǔ)償器
套筒補(bǔ)償器的活動(dòng)套管可沿管道產(chǎn)生軸向位移。
其優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,補(bǔ)償能力大,一般補(bǔ)償量可達(dá)250~400mm;對介質(zhì)產(chǎn)生的阻力比方形補(bǔ)償器小。
其缺點(diǎn):補(bǔ)償器在軸向產(chǎn)生的推力大,填料需經(jīng)常檢修,易發(fā)生泄漏,對管道支座的設(shè)計(jì)和安裝要求高,若管道在運(yùn)行過程中產(chǎn)生銹蝕和結(jié)垢,都有可能產(chǎn)生補(bǔ)償器失效。
選用原則:套筒補(bǔ)償器一般用于管徑大于100mm,工作壓力小于1.6Mpa,安裝位置受到限制的熱力管上;套筒補(bǔ)償器不宜使用于不通行地溝之中;單向套筒補(bǔ)償器應(yīng)安裝在固定支架近旁的平直管段上,在其活動(dòng)側(cè)設(shè)導(dǎo)向支架,雙向套筒補(bǔ)償器設(shè)在固定支架中間,套管須固定,補(bǔ)償器工作界限應(yīng)有明顯的標(biāo)記。
本工程管道工作壓力2.5Mpa>1.6Mpa,不適合本工程。
③金屬波紋補(bǔ)償器
金屬波紋補(bǔ)償器(又稱金屬波紋膨脹節(jié)),由一個(gè)或幾個(gè)波紋管及結(jié)構(gòu)件組成,用來吸收由于熱脹冷縮等原因引起的管道或設(shè)備尺寸變化的裝置。
其優(yōu)點(diǎn):金屬波紋補(bǔ)償器具有結(jié)構(gòu)緊湊、承壓能力高、配管簡單、支架費(fèi)用低、維修方便。
其缺點(diǎn):金屬波紋補(bǔ)償器補(bǔ)償能力較?。ㄒ话阋粋€(gè)僅為10~20mm),為了提高補(bǔ)償能力可將數(shù)個(gè)串聯(lián)在一起,但這樣易產(chǎn)生側(cè)向彎曲應(yīng)力而使兩端過載。串聯(lián)個(gè)數(shù)一般為4~6個(gè),不能超過8個(gè)。
選用原則:選用金屬波紋補(bǔ)償器時(shí)應(yīng)考慮預(yù)拉伸量50%,安裝和訂貨時(shí)應(yīng)提出要求;在直管段上兩固定支架之間只能安裝一套金屬波紋補(bǔ)償器;軸向型波紋補(bǔ)償器一端應(yīng)布置在靠近固定支架處,另一端應(yīng)安設(shè)直線導(dǎo)向管架。
本工程管道工作壓力2.5Mpa,管道總長1500m,波紋補(bǔ)償器75m一個(gè),共需20個(gè)。由于一般情況下波紋補(bǔ)償器的工作壓力≤1.6Mpa,2.5Mpa時(shí)需訂貨。
④球形補(bǔ)償器
球形補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)主要由球體與密封裝置等元件組成,安裝在熱力管道上受熱后以球體回轉(zhuǎn)中心自由轉(zhuǎn)動(dòng),吸收管道熱位移,從而減少管道之應(yīng)力。
其優(yōu)點(diǎn):補(bǔ)償能力大,占據(jù)空間小,流動(dòng)阻力小,安裝方便,投資省等。
其缺點(diǎn):存在側(cè)向位移,易泄漏,要求加強(qiáng)維修。
選用原則:1)球形補(bǔ)償器在球道上一般距離400~500m安裝一組,安裝形式有水平、垂直、傾斜等。2)采用該型補(bǔ)償器后,固定支架間距增大,為避免管段撓曲,應(yīng)適當(dāng)增設(shè)導(dǎo)向支架,同時(shí),為減少管段運(yùn)行的摩擦阻力,在導(dǎo)向支架上應(yīng)安放滾動(dòng)支座。3)垂直安裝時(shí),球體外露部分向下安裝,以防污物堵塞而造成球體磨損。
本工程管道工作壓力2.5Mpa,管道總長1500m,球形補(bǔ)償器共需要5個(gè);適用于本工程的球形補(bǔ)償器的加工工藝非常復(fù)雜,國內(nèi)生產(chǎn)廠家較少,供貨周期較長,價(jià)格較高,嚴(yán)重制約了工程進(jìn)度。
⑤無推力旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器
無推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器是熱力管道補(bǔ)償器中的一種新型補(bǔ)償器,其構(gòu)造主要有整體密閉座、密閉封蓋、大小頭、減磨定心軸承、密封材料、旋轉(zhuǎn)筒體等構(gòu)件組成,安裝在熱力管道上需兩個(gè)以上組對成組,形成相對旋轉(zhuǎn)吸收管道熱位移,從而減少管道之應(yīng)力。
其優(yōu)點(diǎn):補(bǔ)償量大,可根據(jù)自然地形及管道強(qiáng)度不知,大一組補(bǔ)償器可補(bǔ)償500m管段;不產(chǎn)生由介質(zhì)壓力產(chǎn)生的盲板力,固定支座可做的很小,適用于大口徑管道;運(yùn)行可不需維護(hù);
選型:1)選用低壓管道補(bǔ)償器:壓力0~1.6Mpa,溫度-60~330℃;2)選用中壓管道補(bǔ)償器:壓力1.6~2.5Mpa,溫度-60~440℃;3)選用高壓管道補(bǔ)償器:壓力2.5~5.0Mpa,溫度-60~485℃;
此類補(bǔ)償器的布置和球形補(bǔ)償器類似,當(dāng)吸收熱膨脹量時(shí),在力偶臂旋轉(zhuǎn)至θ/2 時(shí)出現(xiàn)熱管道發(fā)生擺動(dòng)Y值。
本工程管道工作壓力2.5Mpa,管道總長1500m,旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器共需要8組,彎頭總數(shù)46個(gè); 由于旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器已經(jīng)在化工管道中應(yīng)用,與球形補(bǔ)償器相比:供貨周期短。
綜上所述:本工程中的熱力管道補(bǔ)償器用于蒸汽架空管道的類型有三種:方形補(bǔ)償器、金屬波紋補(bǔ)償器、旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器。