旋转补偿器在热力管道中的应用优势

旋转补偿器在热力管道中的应用优势

热力管道由输送高温的介质（水或蒸汽），在系统投入运行或停止时，温度变化引起管道膨胀而使管壁内产生巨大的热应力，如果此应力超过管材的许用应力，就会使管道处于危险状态甚至破坏。因此，在热力管网系统中，常常设置一些弯曲的管段或可伸缩的装置以添加管道的柔性，减小热应力。这些能减小热应力的弯曲管段和伸缩装置称为补偿器。

根据补偿器的形式可以分为两类：一类是由于工艺需要在布置管道时自然形成的弯曲管段。另一类是专门设置用于吸收管道热膨胀的弯曲管段或伸缩装置，如Ⅱ型补偿器，波纹式补偿器或填料函式补偿器、旋转补偿器等。

只有在自然形成的管道接头不能满足系统的膨胀要求时，才采用专门设置的补偿器。

人工设置补偿器中常用的是Ⅱ型补偿器，它是用与原管道材料、规格相同的无缝管制成，较其他型式的易制造，且补偿能力大，能用在温度、压力较高的管线上。但是占地或占空间较多，管材消耗多，支柱土方量很大，补偿距离少，压力降大。

波纹补偿器是用金属薄片制成，它利用金属本身的弹性伸缩来吸收管线的热膨胀，每个波纹可吸收5~15mm的膨胀量。它的优点是体积小，结构紧密，但是为了防止补偿器本身产生纵向弯曲，补偿器不能做得太长，这使它的补偿能力受到限制。使用寿命短，造价较高，无法保证长期正常运行。

填料函式补偿器是由铸铁或钢制成的。它的优点是体积小，补偿能力较波纹式大，这是补偿器主要使用在受地形限制不宜采用Ⅱ型补偿器的管道上。但是它的缺点是密封难以做到十分严密，填料压得太紧妨碍伸缩，太松则易引起泄露。旋转补偿器在热网管网中越来越得到广泛应用（图1）。

旋转补偿器是一种自调密封无推力可旋转式套管补偿器，它由变径管、内管、密封座、填料、螺母、螺栓、填料压盖构成；填料压盖与相对静止的填料及密封座的轴向压紧，及时的、自动的进行补偿填料的磨损量，保持密封。另外，内管与变径管相配合处有间距地设置两圈滚珠，有利于结构自动补偿或调整密封，利用本补偿器可获得较大的补偿量和平衡能力，也可根据管网的结构改变管道的走向。

旋转补偿器通过安装在管道内一对旋转筒和L旋转壁形成的力偶，通过旋转一定角度，达到吸收管道热位移的目的。当管道布置要求双向补偿时，大小相等、方向相反的一对力偶，围绕L壁中心线旋转，见图2；当管道布置要求单向补偿时，一旋转筒围绕另一旋转筒旋转，见图3。

旋转补偿器与波纹补偿器等其它补偿器相比具有以下优点：

（1）旋转补偿器在管线使用中，典型的安装方法有两种组合（Ⅱ型和Ω型），其中Ω型组合用于直管段时，双向补偿量大，这是波纹补偿器无可比拟的，一组补偿器可代替多个波纹补偿器。

（2）旋转补偿器在管道补偿时，不会产生盲板推力或内压推力，不存在失稳、水锤现象，实践表明，在外管设计时它的推力可忽略不计，对于管道两头的固定支架作用很小，因此固定支架和混凝土座基可以做得小一些，工程成本相对降低。

（3）旋转补偿器采用独特的密封技术和国内较先进的密封材料，由于运行方式的不同，旋转筒体与密封材料磨损极小，所以不存在泄漏现象。

（4）其它型式补偿器由于补偿能力小，布置点多，安全性能差，维修不方便，尤其使用在城市地下管网危险性大，实践证明选择旋转补偿器可以长距离铺设管网，补偿器使用数量及维修很少，管道泄漏点很少，流体阻力降低、压损降低，运行成本降低，由于补偿点少、固定支架小，工程造价降低，大大节约了管网的总投资。

（5）维修方便：实现在不停气的情况可带温、带压进行检修。

（6）设计方便：当热力管网中的轴向位移或轴向推力较大，以及管网结构走向需要调整时，应用多只组成立体管道结构，可获得较大的补偿量和平衡能力，也可根据管网的结构改变管道的走向，只要计算其摩擦力即可。

（7）为了防止波纹补偿器等其它补偿的损坏，设计和安装要求“严格对中”，因此每一个补偿器前必须额外增加导向支架。旋转补偿器不存在“找中”问题，因此也不必额外增加导向支架，安装方便。

旋转补偿器安装时须注意以下几点：

1. 注意补偿器的安装方向；

2. 须先计算出管道的补偿长度，然后根据该长度设置预偏装量；

3. 严禁将预偏装方向装反；严禁强行组装；严禁拆散补偿器本体，如果在安装时不慎把内管拉出，应重新组装并试验合格后方能在管路上安装。

总之，旋转补偿器的应用优势使其在石油、化工等各行各业中的应用将越来越广泛。