旋轉補償器是一種新型無(wú)推力的管道補償器,在城市供熱管網(wǎng)工程的應用中具有極大的優(yōu)越性和靈活性。本文就旋轉補償器在熱網(wǎng)管道改造工程中的應用做一下分析。

供熱熱作為城市重要的基礎設施之一，因其符合國家節能、環(huán)保的政策，近幾年得到了較快的發(fā)展。熱網(wǎng)建設中補償器形式的選擇作為熱網(wǎng)工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，直接關(guān)系到熱網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟性。旋轉補償器作為一種新型的補償器，在補償量、工程投資、運行可靠性等方面與傳統補償器相比，都有其獨到之處，近年來(lái)在熱網(wǎng)工程中得到了越來(lái)越多的應用。

1 旋轉補償器的工作原理

其工作原理是安裝在熱網(wǎng)管道上的兩個(gè)旋轉補償器和旋轉臂組成旋轉補償器組，當管道布置成雙向補償的形式時(shí)，旋轉臂環(huán)繞著(zhù)z軸中心旋轉；當管道布置成單向補償的形式時(shí)，旋轉臂環(huán)繞著(zhù)固定端的補償器旋轉。通過(guò)旋轉以達到吸收直管段上產(chǎn)生的熱膨脹量的目的?！　?/p>

2 旋轉補償器常見(jiàn)布置方式

旋轉補償器的布置方式多種多樣，

3 旋轉補償器與傳統補償器性能比較

蒸汽管道的熱補償有兩種形式，一種是通過(guò)改變管道方向的自然補償，另一種是補償器補償。傳統的補償器主要有方形補償器和套筒補償器。

上述傳統補償器各有優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應用中也存在一些缺陷：（1）方形補償器具有安全性高、占地面積大、補償距離小、流動(dòng)阻力大、彎頭和管材消耗高等缺點(diǎn)，工程造價(jià)高。（2） 波紋補償器有軸向、橫向、鉸鏈式等多種形式。距離大、軸向壓力大、易補償的缺點(diǎn)。雖然橫向波紋管和鉸接波紋管在上述方面有所改進(jìn)，但由于不銹鋼波紋管受氯離子腐蝕和應力腐蝕的影響明顯，容易造成突發(fā)事故，水錘承載能力差，使用壽命短（受使用次數限制），無(wú)法保證長(cháng)期正常運行。（3） 套筒補償器的優(yōu)點(diǎn)是管路布置成直線(xiàn)，壓力降小。缺點(diǎn)是內壓推力大，補償距離小，工程造價(jià)高；填料函容易泄漏，特別是啟停次數過(guò)多或蒸汽流量不穩定時(shí)，不能保證長(cháng)期正常運行。與上述傳統補償器相比，旋轉補償器具有以下特點(diǎn)。

（1） 補償距離長(cháng)，壓力損失小。一般按200-500m設計一組旋轉補償器，可布置在管道兩固定點(diǎn)之間直線(xiàn)上的任意位置，由于補償器數量較少，旋轉補償器本身不產(chǎn)生壓降，而蒸汽輸送的壓降相對較小，比軸向波紋管補償的壓降小0.02-0.03兆帕/公里，這對長(cháng)距離供熱尤為重要。

（2） 安全性能高，使用壽命長(cháng)。旋轉補償器主體剛性好，不怕水錘，不需要考慮氯離子腐蝕和應力腐蝕的突然破壞，保證了管道的安全運行。由于旋轉補償器采用徑向密封，不會(huì )產(chǎn)生軸向位移。在保證密封材料質(zhì)量的前提下，管網(wǎng)可長(cháng)時(shí)間運行，無(wú)需維護。

（3） 水平推力小，工程造價(jià)低。由于旋轉補償器采用螺栓剛性連接，不會(huì )產(chǎn)生內壓推力，因此固定支架的水平推力較??；另外，由于補償點(diǎn)較少，固定支架的數量和體積也大大減少。應用于架空管道，與其它補償方法相比，采用旋轉補償器的管網(wǎng)費用可降低5%以上。旋轉補償器的工作原理決定了其布置時(shí)會(huì )占用較大的三維空間，因此一般只適用于景觀(guān)要求低、管道直線(xiàn)距離較長(cháng)的工業(yè)區或城市郊區的熱網(wǎng)工程。由于地下空間有限，使用旋轉補償器比較困難。盡管許多新建道路綠化帶較寬，可供旋轉補償器使用的空間較大，但從工程造價(jià)和施工難度來(lái)看，如果補償裝置不能從地面引出，必須安裝在地下鋼箱中，旋轉補償器可能不是最佳選擇。

　　1987年，在某公司投運的一期熱網(wǎng)工程(X377管線(xiàn))中，大部分采用方型補償器，還有一些套筒補償器。到目前為止仍在運行，但存在一些問(wèn)題，主要是部分支柱出現傾斜、部分套筒補償器泄漏、引起管損升高。近年來(lái)公司對部分管網(wǎng)進(jìn)行了技術(shù)改造，具體是:（1）用三組旋轉補償器代替10只套筒補償器(近500 m熱網(wǎng)管道改造);（2）在地面用一組旋轉補償器代替l00m埋地管的熱補償。改造后，消除(原套筒補償器)泄漏，降低了管損;原l00 m埋地管安裝至少需3個(gè)固定支架和2個(gè)全埋波紋補償器，現在整條埋地管無(wú)管件既安全，同時(shí)節約資金約5萬(wàn)元。

　　2001年，公司投運的屺亭熱網(wǎng)一期和2004年投運的屺亭熱網(wǎng)二期熱網(wǎng)(均為X377)工程，總長(cháng)約22 km，除自然補償、地溝內用波紋補償器外，其他都采用了旋轉補償器。運行后，節約效益顯著(zhù)，體現在(1)供熱半徑擴大。由原來(lái)的小于8 km擴大到目前的14 km，在此供熱半徑范圍內無(wú)一小鍋爐，達到節能減排目的。(2)在滿(mǎn)足熱用戶(hù)的同時(shí)，該管線(xiàn)對外供熱出口壓力由1.1 MPa下降到1.03 MPa，降低0.07 MPa，產(chǎn)生的效益是可觀(guān)的。

　　公司在對華法紙業(yè)和國豐制衣供熱的熱網(wǎng)(均X219)管線(xiàn)上，采用了套筒補償器，運行后發(fā)現，土建支架水平度和直線(xiàn)度都不符合要求，套筒補償器制造質(zhì)量也有問(wèn)題，致使管線(xiàn)內蒸汽參數變化較大。

　　公司在2006--2009年間利用節假日停汽機會(huì )，用旋轉補償器更換套筒補償器獲得成功。在應用旋轉補償器的管網(wǎng)建設中，尤其采用了國家星火計劃項目產(chǎn)品“免維護旋轉補償器”，其性能更優(yōu)越。

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