
1、補償器的選型
非金屬波紋補償器是一種撓性、薄壁、有橫向波紋的具有伸縮功能的器件,它由金屬波紋管與構(gòu)件組成。波紋管補償器利用自身的彈性變形功能,補償管道由于熱變形、機械變形和各種機械振動而產(chǎn)生的軸向、角向、鋇1向及其組合位移。按波紋管的位移型式,可分為軸向型、橫向型、角向型及壓力平衡型波紋管補償器。軸向型波紋管補償器主要包括:內(nèi)壓式、外壓式、復式、平衡式等。
補償器選型的步驟:通常是在設(shè)計中配合工藝設(shè)計、管道布置,首先選擇固定管道的位置,借助于固定點,將復雜的管系劃分為簡單的、一定數(shù)量的單個膨脹管段,再計算出這些管段的軸向位移、橫向位移和角位移。然后根據(jù)管內(nèi)流動的介質(zhì)、壓力、溫度、位移量、有無振動、工程外部條件等選擇補償器。
熱水管網(wǎng)中直埋補償器配合傳統(tǒng)的聚氨醋泡沫保溫管使用,關(guān)鍵在于做好補償器的絕熱、防水。在無地表水地區(qū)使用自然無問題,在地表水位高的地區(qū)補償器防水就特別關(guān)鍵。在很多情況下采用無補償冷安裝技術(shù),而不使用波紋管補償器的工程越來越多。實際工程中,對于應力較集中的位置,為了消除管道應力,保護管網(wǎng)的安全運行,不得不采用補償器等措施,消除應力的影響。因此,做好補償器防水,確保外防護管連續(xù)、嚴密,這樣外防護管可實現(xiàn)封閉,避免地下水侵蝕波紋管。
軸向型波紋管補償器的結(jié)構(gòu)簡單、價格低、占用空間小、阻力小,在熱網(wǎng)中得到了廣泛應用。外壓軸向型波紋管補償器在抗沖擊、防失穩(wěn)、波紋間不藏匿泥沙等性能上優(yōu)于普通軸向型,在重要場所應作為首選。
某集中供熱工程一級管網(wǎng)工程中,管道最大規(guī)格為DN1200mm,管網(wǎng)雙向長度為24km。該工程采用冷安裝直埋敷設(shè)方式,管道的熱補償盡量利用自然補償,對三通、閥門、變徑等薄弱環(huán)節(jié),在應力不滿足安全條件時,采用外壓軸向型波紋管補償器,直埋方式不設(shè)檢查井,在距離80~200m內(nèi)合理設(shè)置固定支座及補償器。采用預制直埋保溫管,保溫材料采用聚異氰尿酸泡沫塑料,外保護層采用高密度聚乙烯套管,并配備相應的管道附件及保溫管接頭材料。由于聚異氰尿酸泡沫塑料與鋼管緊密的結(jié)合有效隔絕了鋼管外表面與空氣、水的接觸,因此具有良好的防腐效果。波紋管補償器的直埋敷設(shè)方式具有占地少、施工方便、施工期短、維修量小、壽命長等優(yōu)點,現(xiàn)已成為城市熱網(wǎng)采用的主要方式。
2、補償器的補償能力
熱網(wǎng)設(shè)計中要確定波紋管補償器的補償能力。理論上軸向型波紋管補償器的補償能力是無限的,只要波數(shù)多,補償能力就大。但從穩(wěn)定性角度出發(fā),軸向型波紋管補償器的波數(shù)則是有限的。常用的方法是用波段來表示補償能力,通常一個波段包含了8個波,可將補償器做成一波段、兩波段,最多做成三波段,設(shè)計中以兩波段應用最多。根據(jù)選定的補償器能力,將熱網(wǎng)分隔成若干補償段。
熱網(wǎng)在工作中參數(shù)涯力、溫度)經(jīng)常變化,
非金屬波紋管補償器幾乎每時每刻都在縮短或伸長,但每次變化極少達到補償器額定伸縮距離。為此,設(shè)計者可按用戶性質(zhì)和管道分類來確定補償器的荷載;或者先定補償器,依據(jù)補償器的能力合理確定補償段長度。
3、補償器的損壞原因
波紋管補償器的波紋管壁厚度只有1~左右。盡管采用雙層或三層,但相對管道而言其壁厚要薄很多,因此波紋管補償器在熱網(wǎng)中成為薄弱的部件。在各種事故中,補償器損壞的概率最高。熱力管網(wǎng)中波紋管補償器損壞的原因主要為疲勞損壞、腐蝕、水擊。通過實際檢查發(fā)現(xiàn),布置在檢查井或者管溝內(nèi)的補償器腐蝕較快,特別是熱水管網(wǎng)檢查井內(nèi)供水管補償器最為嚴重,主要原因是發(fā)生電化學腐蝕。這類問題可以通過設(shè)計優(yōu)化予以解決,在布置補償器時尤其注意最好不并列布置,有條件的應在供回水管道上錯位布置蠟開一個補償器的距離就可以天敷設(shè)時最好采用直埋方式不設(shè)檢查井,并做好標志。若必須設(shè)在檢查井內(nèi),必須做好防水保溫,防止污水雨水進入。
水擊對波紋管補償器的影響極大,水擊產(chǎn)生的能量釋放不出來,最終作用在管道保溫結(jié)構(gòu)、支架、補償器及閥門上。彎頭處或管道出地處,發(fā)生水擊情況較多,由于管道是剛性的,抗水擊能力強。但波紋管補償器的波紋是柔性體,無法抵御水擊,從而造成破壞。從破壞的部位來看,一是波紋,二是導流套,而最薄弱的環(huán)節(jié)是波紋,水擊的結(jié)果造成波紋變形甚至破裂,導流套翻轉(zhuǎn)或撕裂,嚴重危及管網(wǎng)安全。
防止水擊的措施:除合理根據(jù)熱負荷確定相應管徑,有針對性設(shè)置好疏水點,有效及時進行疏水外,在補償器的設(shè)計布置方式上,也應加以改進。建議將波紋管補償器遠離彎頭及上翻處的固定支座,改在靠近另一側(cè)固定支座,這樣即使管道中存在少量積水,但水擊作用點的位置也遠離補償器,可大大減少水擊對
非金屬補償器造成的破壞。另外選用外壓軸向型波紋管補償器,改進導流套形式也能起到一定的防范水擊作用。
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