热力管道方形热补偿器的制作安装技术

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1、热力管道方形热补偿器的制作安装技术黄位昌，马锦静（广西建工集团第一安装有限公司，广西 南宁 530001）     [摘  要]文章系统分析了热力管道热膨胀情况和介绍常用方形补偿器的制作与安装技术。     [关键词]热膨胀；方形补偿器；制作安装     [中图分类号]TK11+4             [文献标识码]A            ［文章编号］1008-1151(2005)10-0094-03     [收稿日期]2005-06-17     [作者简介]黄位昌（1972—　），男，广西平南人，广西建工集团第一安装有限公司工程师，研究方向：工程施工技术管

2、理。     1热力管道膨胀长度及膨胀力分析　　1.1膨胀长度　　热力管道安装完毕、投入运行后，常因温度变化较大而产生伸缩。温度变化有两方面的因素，一方面是由于环境温度的变化，冬季和夏季的温差可达到30℃以上；另一方面是由于管道本身的工作介质温度较高，热膨胀量较大。钢管道受热后的膨胀量，按下式计算：　　△L=a△tL　　式中：△L———管道膨胀长度（毫米）　　a———管材的线膨胀系数（毫米/米·度）　　△t———管道工作温度与安装时温度之差（℃）　　L———管道长度（米）　　钢管道在安装中应用最广，一般可用以下公式计算：△L=0.012△tL毫米　　1.2膨胀应力分析

3、　　如果在受热膨胀的管道两端加以限制，不让管道膨胀，这时在管道内部将产生很大的热膨胀应力，根据虎克定律，热膨胀应力可按以下公式进行计算：　　σ=εEkg/cm2　　式中：σ———热膨胀应力；　　ε———相对压缩量，ε=△L/L；　　E———钢材的弹性模数，随材质品种和工作温度的不同而变化，常用钢材的弹性模数为2×106。　　上式表明，热膨胀应力的大小与相对压缩量和弹性模数成正比，而与管道的长度无关。　　上式用△L/L代替ε，用a△tL代替△L，则变为：　　σ=Ea△tkg/cm2　　这表明热膨胀应力与管道的材质、工作温度和温差有关。在这三个因素中，温度差是最主要的因素

4、。　　对于常用的钢管，其线膨胀系数通常取12×10-6，弹性模数常取2×106，热胀应力公式可简化为：　　          σ=24△tkg/cm2　　利用上述公式，可以很容易地计算出钢管道热膨胀受到限制时产生的热胀应力。例如有一根Φ325×8的无缝管，投入运行后的温度为150℃，而安装时的温度为25℃，则：　　热膨胀应力σ=24△t=24×（150-25）=3000kg/cm2　　截面积A=π[（D/2）2-（d/2）2]=3.142×[（32.5/2）2-（30.9/2）2]=79.7cm2　　故管道产生的轴向推力为F=Aσ=3000×79.7=239100公斤

5、。　　由此可见，管道受热膨胀时，能产生极大的轴向推力。因此，热力管道受热后产生的膨胀必须得到补偿，否则将对管架和构筑物造成破坏，危及管道系统的安全运行。　　2固定支架的间距　　管道的热补偿，就是合理地确定固定支架的位置，使管道在一定范围内进行有控制的伸缩，以便通过补偿器和管道本身的弯曲部分进行长度补偿。　　固定支架的间距必须满足以下条件：　　2.1管道伸长量不能超过补偿器的补偿能力，因膨胀而产生的轴向推力不能超过固定支架所能承受的限度。　　2.2不得使管子产生纵向弯曲　　架空敷设和地沟敷设的热力管道，固定支架的最大间距见下表： 　　     3常用热力管道热补偿的形式

6、　　3.1布置热力管道的固定支架和补偿器时，应首先考虑利用管道的弯曲部分进行自然补偿。自然补偿大致可分为三种：　　3.1.1L形补偿：当管道有90转弯时，称为L形补偿，如下图：  　　3.1.2Z形补偿：如图所示:        3.1.3T形补偿：当干管与支管作丁字形连接时，形成了T形补偿。如图：　　　　　　3.2当自然补偿无法满足要求时，热力管道一般采用方形补偿器。方形补偿器一般由管子煨制而成，或由冲压弯头组对而成。方形补偿器的优点是；制作简单、工作可靠，不需要进行专门的维修。其缺点是：占地面积大、水流阻力大。管道采取地沟敷设时，应把地沟局部加宽；架空敷设时，应设

7、置专用的管架。　　方形补偿器主要有以下四种形式:     3.2.1Ⅰ型：B=2A；　　3.2.2Ⅱ型：B=A；　　3.2.3Ⅲ型：B=A/2；　　3.2.4Ⅳ型：B=0。　　4方形补偿器的选择　　选择方形补偿器前，首先要计算管道的热膨胀长度（即补偿量），根据热膨胀长度和管径，确定补偿器的形式，一般选用Ⅱ型、Ⅲ型。方形补偿器的补偿性能如附表。     5方形补偿器的制作     方形补偿器必须用优质流体用无缝管制作。整个补偿器可以用一根管子弯制而成，制作尺寸大的补偿器也可以用两根或三根管子焊接而成。     制作方形补偿器的技术条件和具体规定如下：