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旋轉(zhuǎn)補償器在熱力管道上的應(yīng)用

文檔作者：石勝華1，李冬梅2 文檔來源： 1．山東華魯恒升化工股份有限公司 2．山東力能化工裝備有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月26日
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上一篇：循環(huán)水中總磷含量測量方法的改進

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2014年第9期(總第108期)
缸濠與芋釷
ENERGY AND ENEI；CGY CONSERVATl0N
2014年9月
旋轉(zhuǎn)補償器在熱力管道上的應(yīng)用
石勝華1，李冬梅2
(1．山東華魯恒升化工股份有限公司，山東德州253024；2．山東力能化工裝備有限公司，山東德州253024)
摘要： 熱力管道比較常見的補償方式經(jīng)常出現(xiàn)不能長周期穩(wěn)定運行或投資大、成本高的問題。通過調(diào)查研究，我們
嘗試應(yīng)用旋轉(zhuǎn)補償器這一技術(shù)。該技術(shù)不但可以降低投資。而且可降低管道壓力損失，降低生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞：熱力管道；補償器；旋轉(zhuǎn)補償
中圖分類號：TKl 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2014)09—0130—03
Application of Rotating Compensator in the Heating Pipeline
SHI Sheng-hual，LI Dong-mei2
(1．Shandong Hualu—Hengsheng Chemical Co．，Ltd．，Dezhou 253024，Shandong，China；2．Shandong Lineng Chemical
Engineering equipment Co．，Ltd．，Dezhou 253024，Shandong。China)
Abstract：The common compensation modes of heating pipeline often can't run steady for a long period of time，and is always of
high investment and high cost．Through the investigation and study，we tried to apply the technology of rotating compensator，
which not only can reduce the investment，but also can reduce the of loss pipeline pressure and reduce the production cost．
Key words：heating pipeline；compensator；rotating compensation
O引言1旋轉(zhuǎn)型補償器的工作原理及選型要點
在設(shè)計熱力管道時通常會涉及到熱補償問題。目
前設(shè)計的管道中，比較常見的補償方式有自然補償
(L型、z型及空間立體自然補償)、n(方)形補償
器、套筒補償器、波紋補償器等方式。
在使用過程中，套筒補償器和波紋補償器是管道
系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，均出現(xiàn)泄漏和疲勞損壞，輕則停汽
檢修，重則引起系統(tǒng)被動停車，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的長周
期穩(wěn)定運行，影響裝置經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。
長期以來，解決管道熱膨脹最安全的方式一直是
n(方)形補償器。但n(方)形補償器投資大、阻
力大，導(dǎo)致投資和運行成本雙高。
如何經(jīng)濟合理地解決熱力管道熱補償問題，一直
是困擾設(shè)計的一大難題。在調(diào)查過程中，我們對旋
轉(zhuǎn)補償器進行了重點調(diào)查研究，并嘗試了這一技術(shù)的
應(yīng)用。
旋轉(zhuǎn)型補償器作為熱力管道補償方面的一種新型
補償器，不但降低投資，而且可以降低管道壓力損
失，降低生產(chǎn)成本。
收稿日期：2014—06—30
第一作者簡介：石勝華，1976年生，男，山東德州人，2000年
畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)熱動專業(yè)，工程師。
·130·
旋轉(zhuǎn)型補償器的工作原理及選型要點、使用時需
注意的事項、與其它傳統(tǒng)補償器的經(jīng)濟比較及在工程
中的具體應(yīng)用介紹如下。旋轉(zhuǎn)補償器通過成雙旋轉(zhuǎn)筒
和三力臂形成力偶，使大小相等、方向相反的一對力，
由力臂回繞著z軸中心旋轉(zhuǎn)，以吸收力偶兩邊熱管邊
產(chǎn)生的熱脹量。
兀型組合旋轉(zhuǎn)式補償器如圖l、圖2所示。
圖1 n型組合補償器立體圖(平行布置J
y 一圖2 n型組合補償器
萬方數(shù)據(jù)
2014年第9期石勝華，等：旋轉(zhuǎn)補償器在熱力管道上的應(yīng)用2014年9月
當(dāng)補償器安裝于2個固定支架中間時，熱管運行
時的兩端有相同的熱脹量和相同的熱脹推力，將力偶
回繞著0中心旋轉(zhuǎn)了p角，以吸收兩端方向相對、大小
相同的熱脹量A。A=L·sin(0／2)，2個固定支架之間總
的補償量為2A。
當(dāng)補償器未安裝在2個固定支架中心，而偏向熱
管較短的一端，在運行時力偶臂L的中心D偏向較短的
一端回繞來吸收兩端方向相對、大小不等的膨脹量
△l、△2。
長臂熱管道的熱脹量△。=2L。sin(0／2)，短臂熱管
道的熱脹量A2=2(￡也。)sin(0／2)，則2個固定支架之
間總的補償量為△。+△：。
此類補償器的布置和球形補償器類似，當(dāng)吸收熱
膨脹量時，在力偶臂旋轉(zhuǎn)至0／2時出現(xiàn)熱管道發(fā)生最大
擺動y值。
該補償器適應(yīng)性較廣，對平行路徑、轉(zhuǎn)角路徑和
直線路徑及地埋過渡至架空均可布置。
2使用時需注意的事項
a)長距離安裝時，需注意滑動及導(dǎo)向支架的管托
長度，越遠(yuǎn)離固定支架管道熱位移就越大，要選擇足
夠長的管托，以防止管道脫架。另外，管托需沿管道
熱膨脹相反方向提前進行預(yù)偏裝，一般預(yù)偏量是管道
設(shè)計熱位移的一半；
b)為了保證整個管網(wǎng)的安全性，需在一定管段內(nèi)
安裝導(dǎo)向支架；
C)由于旋轉(zhuǎn)補償器在擺動過程中有一定的側(cè)向位
移，故離補償器最近的幾個支架不應(yīng)設(shè)限制側(cè)向位移
較小的導(dǎo)向支架； 、
d)雖然吸收熱脹值隨著轉(zhuǎn)角卿溈偶臂L的加大而增
加，但為了限止y擺動過大，最好L選為2-p3 m為宜；
e)盡管旋轉(zhuǎn)補償器補償量非常大，為安全起見，
布置時盡量不要過長，設(shè)計溫度不超過300℃時管道
不要超過450 m。若設(shè)計溫度超過300℃時，布置間
距應(yīng)相應(yīng)減小；
D一定要充分考慮疏水方案，尤其是疏水點在旋
轉(zhuǎn)補償器附近時，應(yīng)盡量避免因管道產(chǎn)生振動而對疏
水閥造成破壞。
3與其它傳統(tǒng)補償器的經(jīng)濟比較
以2 000 m①377 mm的熱網(wǎng)管線為例，對選用不
同型補償器的總投資進行測算比較，結(jié)果如下表1。
根據(jù)上述測算表，從經(jīng)濟總投資比較看，選用旋
轉(zhuǎn)補償器最為經(jīng)濟劃算。
表1投資測算對比表
序號項目內(nèi)容兀型自然補償方式軸向波紋管補償器旋轉(zhuǎn)型補償器
需直管2 310 m，168 200 kg，計： 需直管1 970 m，143 450 kg，計： 需直管1 995 m，145 240 kg，計：
1 0377 mmx8 mm螺旋焊管
655 980元559 455元566 436元
利用彎頭和直管對接不單獨列支需波紋管32只，單價：18 000列需旋轉(zhuǎn)型補償器6組12只，單
2 補償器
費用只，計：576 000元價：16 000元，只，計：192000元
需165只，單價：700元，只，計： 需5只，單價：700元，只，計：3 500 需24只，單價：700列只，計：
3 900彎頭
115 500元元16 800元
需40支，單價：3 250元，支，計： 需32支，單價：3 250元，支，計： 需7支，單價：2 200元，支，計：
4 固定支架
130 000元104 000元15 400元
滑動支架(旋轉(zhuǎn)補償器采需145支，單價：2 000元，支，計：
需152支，單價：2 000元，支，另
需147支，單價：2000列支，計：
5 需8支補償器兩端大固定柱。單
用滾動支架) 290 000元294 000元
價：9 500元，支，計：380 000元
需147只，單價：500元，只，計：
6 滾動支架不需不需
73 500元
需20套，單價：1 500元，套，計： 需13套，單價：1 500元，套。計： 需7套，單價：1 500元，套，計：
7 疏水器
30 000元19 500元lO 500元
8 安裝費計：295 000元計：266 000元計：290 000元
內(nèi)860硅棉外880巖棉
9 80．5鍍鋅鐵皮外包扎保溫計：450 000元計：410 000元計：430 000元
施工
10 支架油漆計：15 000元計：15 000元計：15 000元
11 合計1 981 480元2 333 455元l 903 636元
·131．
萬方數(shù)據(jù)
2014年第9期缸漾占芋釷2014年9月
4旋轉(zhuǎn)補償器的具體應(yīng)用
．管道室內(nèi)外架空敷設(shè)時，可在長直管道上設(shè)置旋
轉(zhuǎn)補償器。
為了確保使用效果，應(yīng)做好以下技術(shù)工作。
a)重視連接件的選擇。連接件強度的計算雖然有
規(guī)定，但因為旋轉(zhuǎn)補償器連接件的應(yīng)用工況比較復(fù)
雜，有的產(chǎn)品還布置有彈簧。所以，應(yīng)加大連接件的
選取安全余量。在網(wǎng)上了解到曾出現(xiàn)過旋轉(zhuǎn)補償器爆
炸的案例。經(jīng)過分析，爆炸原因之一與連接強度不足
有直接關(guān)系；
b1重視旋轉(zhuǎn)元件的對比。布置旋轉(zhuǎn)元件的位置T
況惡劣，該處的旋轉(zhuǎn)元件可能會出現(xiàn)滾珠失效問題；
C)密封裝置。蒸汽密封主要取決于結(jié)構(gòu)和密封材
料。應(yīng)選取合理的密封結(jié)構(gòu)和密封材料；
d)焊接質(zhì)量。旋轉(zhuǎn)補償器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，焊接件
(上接43頁)
表1 管線點重復(fù)檢查中誤差統(tǒng)計表
平面位置平面位置埋深埋深
檢查內(nèi)容中誤差中誤差限差中誤差中誤差限差
Cm Cm Cm Cm
隱蔽管線點+-2．63 +-7．0 ±5．2l ±7．5
本測區(qū)重復(fù)檢查60個管線點，合格率100％。對
重復(fù)檢查管線點進行了中誤差統(tǒng)計，各類管線點檢查
中誤差見表1。地下管線開挖檢查無超限差點。
4結(jié)語
通過對所列范圍進行探測，共探查出與線路相交
的輸油管線7處、燃?xì)夤艿?處、給水管道7處、軍用
電纜4處、電力電纜4處及通信電纜12處、雨水管道5
處。共47處與線路相交，5條管道與線路平行。
為避免對地下能源輸送管道輸油管、燃?xì)夤?、?
力線及居民生活保障的通信電纜、給水管、雨污水管
道的損害，造成不必要的安全事故，在施工開鉆前，
建議鉆孔處挖深2 m后再進行大型機械施工。在成果
描述中采用了里程表示管線位置，因此在南欽客運專
線鐵路工程建設(shè)施工中，對涉及到的管線成果施用
時，應(yīng)以實測管線點坐標(biāo)為準(zhǔn)。
參考文獻：
[1] 高慶強，張勇，李黎．地下管線普查工程監(jiān)理實施方法
探討[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2003(02)：37—38．
[2]封崇德，史保連．地下管線探測的基本原理及解釋方法研究
[J]．物探與化探，1994(06)：463—467．
·132·
的作用很重要。無論何種方式，用戶都不便進行內(nèi)部
裝置的檢查驗收。在履行合同過程中應(yīng)安排專職人員
進行監(jiān)造；
e)重視對供貨單位特殊材質(zhì)的確認(rèn)力度。采取措
施對旋轉(zhuǎn)補償器的材質(zhì)逐件進行現(xiàn)場確認(rèn)。
山東華魯恒升化工股份有限公司201 1年新建項目
中應(yīng)用了旋轉(zhuǎn)補償器。經(jīng)過生產(chǎn)檢驗，使用效果很
好，達到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。經(jīng)初步估算，選用旋轉(zhuǎn)
補償器后，降低投資270×104元，同時可降低生產(chǎn)成
本50×l釅元／a。
5結(jié)語
旋轉(zhuǎn)補償器與傳統(tǒng)常用補償器相比，在長距離管
道方面具有明顯優(yōu)勢，不僅節(jié)約資金，施工簡便，管
網(wǎng)的安全性也得到了提高。建議大力推廣。
(責(zé)任編輯：劉倩倩)
[3]李學(xué)軍，洪立波堿市地下管線探測與管理技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)
用[J]．城市勘測，2010(04)：5-11．
(責(zé)任編輯：高志鳳)
摯逝肇坐逝坐糇
鬻能源知識器
湊恭芥奪帶奪米
水環(huán)境
水環(huán)境是指自然界中水的形成、分布和轉(zhuǎn)化所處
空間的環(huán)境。是指圍繞人群空間及可直接或間接影響
人類生活和發(fā)展的水體，其正常功能的各種自然因素
和有關(guān)的社會因素的總體。也有的指相對穩(wěn)定的、以陸
地為邊界的天然水域所處空間的環(huán)境。在地球表面，水
體面積約占地球表面積的7l％。水由海洋水和陸地水
二部分組成，分別占總水量的97．28％和2．72％。后者所
占總量比例很小，且所處空間的環(huán)境十分復(fù)雜。水在地
球上處于不斷循環(huán)的動態(tài)平衡狀態(tài)。天然水的基本化
學(xué)成分和含量，反映了它在不同自然環(huán)境循環(huán)過程中
的原始物理化學(xué)性質(zhì)，是研究水環(huán)境中元素存在、遷移
和轉(zhuǎn)化和環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)與水質(zhì)評價的基本依
據(jù)。水環(huán)境主要由地表水環(huán)境和地下水環(huán)境兩部分組
成。地表水環(huán)境包括河流、湖泊、水庫、海洋、池塘、沼
澤、冰川等，地下水環(huán)境包括泉水、淺層地下水、深層地
下水等。水環(huán)境是構(gòu)成環(huán)境的基本要素之一，是人類社
會賴以生存和發(fā)展的重要場所，也是受人類干擾和破
壞最嚴(yán)重的領(lǐng)域。水環(huán)境的污染和破壞已成為當(dāng)今世
界主要的環(huán)境問題之一。
按照環(huán)境要素的不同，水環(huán)境可分為：海洋環(huán)境、
湖泊環(huán)境、河流環(huán)境等。

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