近年來(lái),隨著(zhù)集中供熱工程的快速發(fā)展,城鎮直埋供熱管道的敷設逐漸普及。為了保證管道在運行中的穩定性和安全性,減小管道熱脹冷縮引起的應力,應考慮熱補償問(wèn)題。管道的熱補償方法是利用彎管的自然補償,用金屬膨脹節進(jìn)行補償。下面簡(jiǎn)要介紹直埋供熱管道的熱補償方法。
管道熱補償方式設計原則:
1) 管道布置應充分利用管道轉角管段進(jìn)行自然補償。
2) 當自然補償不能滿(mǎn)足管道熱伸長(cháng)補償的要求時(shí),應選用補償器進(jìn)行補償。
3) 在選擇管道補償器時(shí),應根據敷設條件選用維修工作量小、工作可靠、價(jià)格低廉的補償器。
4) 補償器的位置應使管道布置美觀(guān)、協(xié)調。管道熱補償方法主要分為自然補償和金屬補償器補償。
1、自然補償
供熱管道的自然彎曲用來(lái)補償管段的熱伸長(cháng)。管道的自然補償角應小于150°,大于150°時(shí),不能作為自然補償。自然補償的缺點(diǎn)是管道變形產(chǎn)生側向位移,補償管段不能很長(cháng)。自然補償管的臂長(cháng)不應超過(guò)25,彎曲應力不應超過(guò)80MPa。
自然補償常用的有L形直角彎、Z形轉角彎、U形彎折補償。
2、金屬補償器補償
1) 普通套筒補償器。補償器由密封填料的套管和同心安裝、軸向補償的套管組成。用填料環(huán)密封套管,填料由前后壓力法蘭壓緊,保證密封和密封。補償器直接焊接在鋼管上。目前,柔性填料的套筒補償器可以通過(guò)殼體上的小孔直接注入補償器的填料函中,不停機即可進(jìn)行維護和檢修。修復工藝簡(jiǎn)單,普通套筒補償能力大。一般在150mm~500mm之間,占地面積小,流阻小,造價(jià)低。但壓實(shí)換填的養護工作量較大。同時(shí),管道埋地敷設時(shí),應增設檢查井。如果管道變形中有側向位移,容易造成填料環(huán)堵塞,只能在直管段使用。在彎頭或閥門(mén)附近使用時(shí),由于彎頭或閥門(mén)的軸向盲板力較大,應增設主固定墩。
2) 無(wú)推力套筒補償器。無(wú)推力套筒補償器的推力計算是基于封閉容器內各方向產(chǎn)生的壓力相等的帕斯卡定律。利用雙頭同時(shí)作用,固定支座兩端設置的補償器或一端有補償器的彎頭與另一端彎頭產(chǎn)生的內壓相互抵消,即消除盲板力的影響。在設計或施工中,只考慮補償器本身的摩擦力、土摩擦力和工字形彎頭對固定支座軸向推力的彈性力,不需要計算介質(zhì)壓力對固定支座的推力,大大降低了固定支架的應力,降低了工程造價(jià)。無(wú)推力套筒補償器補償量與普通套筒補償器相似,但其流阻大,管間距大,密封面多,維修工作量相對較大,需要專(zhuān)門(mén)的檢查井進(jìn)行維護檢修。
3) 波紋補償器。它是由單層或多層薄壁金屬管制成的軸向波紋管補償裝置。工作時(shí),利用波紋變形來(lái)補償管內熱量。加熱管中使用的波紋管大多由不銹鋼制成。波紋補償器分為U形、Ω形和V形。
根據補償方式可分為軸向橫向補償和角向補償。軸向補償器能吸收軸向位移,按其承壓方式可分為內壓式和外壓式。跟蹤補償器可以沿補償器的徑向變形。通常安裝在管道的水平管段上。吸收管熱膨脹長(cháng)角補償器利用波紋管的平面角來(lái)吸收平面管系上一個(gè)或多個(gè)方向的側向位移。需要成對或三套安裝。波紋管補償器的主要優(yōu)點(diǎn)是占地面積小,無(wú)需特殊維護,介質(zhì)流動(dòng)阻力小。但氯離子腐蝕嚴重,對水處理要求較高。
4) 球形補償器。它由一個(gè)球體和一個(gè)外殼組成。球殼密封性能好,使用壽命長(cháng)。它可以隨球體的旋轉中心自由轉動(dòng),吸收管道的熱位移,從而降低管道的應力。它具有承受空間變形、補償能力大、占地面積小、流阻小、安裝方便、投資少等缺點(diǎn),如側向位移、易滲漏、需要加強維護等。該補償器最適用于具有三維位移的供熱管道。
以上為久安波紋補償器廠(chǎng)家對直埋供熱管道的熱補償方法。從各種補償方式的結構特點(diǎn)、補償容量、安裝方式等方面進(jìn)行了介紹。在實(shí)際工程中,可根據周?chē)h(huán)境中管線(xiàn)路由節點(diǎn)的變化、工程投資等情況,靈活采取適當的補償方式。