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大拉杆波纹补偿器在供热管网中的应用

发布时间:2012-05-03

      供热管道在运行受热后会膨胀伸长,如果不对热膨胀进行补偿,会产生很大的热应力,造成管道和支架的严重损坏。供热系统中最经济简单的补偿方式是自然补偿法,即在管道走向的L和Z形部分,利用管道本身的柔韧性来补偿热位移,设计中都会充分利用。如果自然补偿不够时,则必须加装补偿器。可选用的补偿器有方型补偿器、轴向波纹补偿器套筒补偿器、角向补偿器、球形补偿器和大拉杆补偿器等,都有各自的特点。大拉杆补偿器作为一种较新型的波纹补偿器,具有补偿量大、刚性小、无介质压力推力、安全、无泄漏、造价低等优点,近年来在供热管网中得以广泛应用。
    一、结构及工作原理
    大拉杆式波纹补偿器(又称复式拉杆式)是由两个相同的波纹管及端管、端板和拉杆组成的挠性部件,通过波纹管的角偏转可吸收管道单平面或多平面的横向位移。4只长拉杆能承受压力、推力和其他附加外力的作用,拉杆两端的螺栓出厂前已调好间距,安装前大拉杆是松动的,在补偿器工作变形后,大拉杆可以起到限制变形量,保护波纹管的作用。
    大拉杆补偿器在安装前,通常会沿热膨胀反方向进行1/2的冷紧,以获得更大的工作补偿能力。因此冷态下,补偿器呈负变形状态,管道受热伸长后,波纹管依靠柔韧性横向变形,补偿器外观上可呈现工作变形状态,管道热膨胀得以补偿。
    二、特点及优势
  补偿量大,无内压作用力,对支架推力小
    由于有弹性波纹管结构,大拉杆补偿器比方形补偿器刚性要小。与普通轴向型和外压轴向型补偿器比较,其补偿量大,刚性小,对固定支架推力小的优点也十分明显。三种补偿器在工作压力1. OMPa,管道通径DN=300mm的蒸汽管道中比较如下。
    (1)普通轴向型波纹补偿器只可补偿60mm的膨胀量,其弹性反力为39kN,介质内压力为171.2kN,对盲端固定支架总作用力为210.2kN。
    (2)外压轴向型波纹补偿器补偿300mm的膨胀量时,其弹性反力为32.7kN,对介质内压力为227.2kN,对盲端固定支架总作用力为259.9kN。
    (3)大拉杆式波纹补偿器补偿300mm的膨胀量时,其弹性反力为3.9kN,无介质内压力,即对盲端固定支架的总作用力为3.9kN。
    值得注意的是,固定支架受力为管道补偿器作用力、活动支架摩擦反力等作用力的矢量和,支架布置对称、合理可以抵消不少。但补偿器的作用力越小,对支架安全越有利。这是因为在转弯处和盲端固定支架作用力无法抵消,同时因为各支架实际运行中有可能不能达到理想平衡对称,如摩擦力局部增大、启动时膨胀瞬间不均等等。
    2.安全无泄漏
    大拉杆补偿器与管道采用焊接或法兰联接形式,相比采用填料密封结构的球形补偿器和套筒补偿器,不易泄漏,运行更为安全,维护工作量少。球形补偿器的补偿能力和对固定支架作用力均比大拉杆表现要好,但其最大缺点就是填料结构容易泄漏,甚至不能顺利通过验收前水压试验(试验压力=1.5倍工作压力x温度系数)。此外,由于球形补偿器补偿量很大,为充分发挥其补偿能力,固定支架间距通常增大到400-500m,两固定支架间的活动支架数量增加,必须采用摩擦力小的滚筒或四氟乙烯支架,以防活动支架累计作用在固定支架的摩擦力过大,因自动调整支烟管阀门开启角度大小。
 
    波纹补偿器改造后的净化载氟烟气负压调整系统运行正常,降低了粉尘和烟气的排放,提高了技术装备水平。