淺談旋轉(zhuǎn)補償器在熱網(wǎng)工程中的應(yīng)用

劉邦龍

摘 要：介紹了旋轉(zhuǎn)補償器的基本工作原理，對旋轉(zhuǎn)補償器在熱網(wǎng)工程中的應(yīng)用優(yōu)勢進行了探討。相比于傳統(tǒng)補償器而言，旋轉(zhuǎn)補償器具有補償距離長、壓力損失小、安全性高、使用壽命長、水平推力小和工程造價低等特點。針對熱網(wǎng)工程應(yīng)用旋轉(zhuǎn)補償器過程中需要注意的問題進行了分析、研究。

關(guān)鍵詞：熱網(wǎng)工程；旋轉(zhuǎn)補償器；補償距離；旋轉(zhuǎn)臂

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.140

在熱網(wǎng)工程的建設(shè)過程中，補償器的選擇和應(yīng)用會直接對整個熱網(wǎng)工程的運行質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，需要工作人員根據(jù)技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向，積極引入新型補償器，以促進熱補償水平的提高。

1 旋轉(zhuǎn)補償器工作原理分析

圖1為在當前技術(shù)條件的支持下，旋轉(zhuǎn)補償器最常見的平面結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可見，在將旋轉(zhuǎn)補償器應(yīng)用于熱網(wǎng)工程的過程中，基本工作原理可概括為：由熱網(wǎng)管道上安裝的2個旋轉(zhuǎn)補償器與旋轉(zhuǎn)臂（圖1中的“L”）共同構(gòu)成旋轉(zhuǎn)補償器組，在熱網(wǎng)工程管道按照雙向補償方式布置的條件下，旋轉(zhuǎn)臂會以環(huán)繞Z軸中心的方式旋轉(zhuǎn)動作。如果熱網(wǎng)工程管道按照單向補償?shù)姆绞讲贾?，則旋轉(zhuǎn)臂會通過環(huán)繞有固定端補償器的方式旋轉(zhuǎn)動作。在旋轉(zhuǎn)過程中，可吸收支管道上的熱膨脹量，以達到旋轉(zhuǎn)補償?shù)哪康摹?/p>

從旋轉(zhuǎn)補償器工作原理的角度上看，在熱網(wǎng)工程的運行實踐中，旋轉(zhuǎn)補償器可能占用較大的空間，因此，從適用范圍的角度上看，對景觀無特殊要求，且直線距離較長的熱網(wǎng)管道多布設(shè)在工業(yè)區(qū)或城郊區(qū)。在遵循適用范圍的條件下，合理應(yīng)用旋轉(zhuǎn)補償器能促進熱網(wǎng)工程整體運行質(zhì)量的提升，從而實現(xiàn)熱補償功能和經(jīng)濟性效益的提升。

2 旋轉(zhuǎn)補償器的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 補償距離長，壓力損失小

在熱網(wǎng)工程實踐中引入旋轉(zhuǎn)補償器后，可按照200.0～500.0 m的長度距離分組設(shè)置旋轉(zhuǎn)補償器組，同時，也可以根據(jù)實際運行情況，在管線兩端固定點的直線段上對旋轉(zhuǎn)補償器的布置位置進行靈活調(diào)整。相比于傳統(tǒng)的補償器而言，旋轉(zhuǎn)補償器的安裝數(shù)量較少，且自身沒有壓力降作用，蒸汽輸送壓力較?。▽τ诒瘸Ｒ?guī)意義上的軸線波紋管式補償器而言，壓力降可下降至0.03 MPa/km左右）。由于壓力損失較小，因此，在遠距離供熱工程中，旋轉(zhuǎn)補償器的綜合應(yīng)用優(yōu)勢將得到更加突出的體現(xiàn)。

2.2 安全性能高，使用壽命長

旋轉(zhuǎn)補償器的自身結(jié)構(gòu)具有較好的剛性水平，對水擊作用力有良好的抵抗效果，且在應(yīng)用于熱網(wǎng)工程的過程中不需要考慮氯離子腐蝕性因素和應(yīng)力腐蝕性因素對旋轉(zhuǎn)補償器造成影響，在確保熱網(wǎng)工程管道安全、可靠運行方面的意義巨大。更為關(guān)鍵的是，在現(xiàn)階段技術(shù)條件的支持下，旋轉(zhuǎn)補償器使用的密封形式為徑向密封，因此，不會產(chǎn)生軸向位移作用力，可在確保密封材料密封性能的前提下，使管網(wǎng)長期投入運行，節(jié)省大量的維護工作量。

2.3 水平推力小，工程造價低

由于旋轉(zhuǎn)補償器采用螺栓剛性連接，所以，不會產(chǎn)生內(nèi)壓推力，從而使固定支架受到的水平推力較小，加上補償點少，可使固定支架的數(shù)量和體積大大減少。應(yīng)用在架空管道中時，與采用其他補償方式的管網(wǎng)相比較，采用旋轉(zhuǎn)補償器的管網(wǎng)工程造價可以降低5%以上。

3 旋轉(zhuǎn)補償器應(yīng)用中需要注意的問題

旋轉(zhuǎn)補償器應(yīng)用中需要注意的問題有以下3點：①由于旋轉(zhuǎn)補償器具有較高的補償能力，且補償能力會隨著管托位移量的增大而增強，因此，可采用滾筒支架或滑動支架將其布置在長距離、移動的架空管線中，從而減少摩擦阻力，達到合理控制支架推動作用力的效果。同時，在應(yīng)用旋轉(zhuǎn)補償器的過程中，可根據(jù)膨脹的具體方向和膨脹量計算各個管托對應(yīng)的長度，并在計算長度基礎(chǔ)上增加一定的安全余量，其目的是避免旋轉(zhuǎn)補償器管托在運行期間無法固定在支架上，進而掉落的問題。在管托長度的計算上，必須考慮環(huán)境溫度和安裝溫度對管道位移的影響，以確保旋轉(zhuǎn)補償器的穩(wěn)定運行。②在熱網(wǎng)工程運用旋轉(zhuǎn)補償器后，靠近補償器的管段可能會產(chǎn)生一定的側(cè)向位移作用力，因此，在旋轉(zhuǎn)補償器的設(shè)計階段，必須根據(jù)說明和規(guī)范要求設(shè)置對應(yīng)的滑動和導(dǎo)向支架結(jié)構(gòu)。需要特別注意的是，由于旋轉(zhuǎn)補償器會對存在彎管的管段起到一定的補償作用，因此，彎管兩側(cè)不得使用導(dǎo)向支架（存在彎管的區(qū)域建議以滑動支架作為首選方案），其目的是避免在彎道影響下，側(cè)向位移對導(dǎo)向板與管托的關(guān)系產(chǎn)生影響，從而杜絕土建支架在受力后發(fā)生后傾現(xiàn)象。③如果將旋轉(zhuǎn)補償器應(yīng)用在直埋敷設(shè)式的熱網(wǎng)工程中，在選擇旋轉(zhuǎn)補償器的安裝位置時，應(yīng)將其設(shè)置在與架空管道連接的轉(zhuǎn)角位置。如果現(xiàn)場的實際情況無法滿足該方案，則可將其放置于鐵箱中（鐵箱需要預(yù)先做好防腐、防銹蝕處理）。同時，在施工過程中，需要通過焊接的方式將導(dǎo)管與鐵箱固定。由于套管具有熱位移的特性，因此，還需要在套管焊接前加裝補償器，避免焊接后鐵箱出現(xiàn)變形或其他質(zhì)量缺陷。

4 結(jié)束語

本文重點分析了熱網(wǎng)工程中旋轉(zhuǎn)補償器的應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)補償器具有非常理想的應(yīng)用優(yōu)勢和價值，比其他方案更加有效，值得推廣。

〔編輯：張思楠