旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在直埋中的運(yùn)用

1、旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在直埋中的運(yùn)用合肥市熱力工程設(shè)計(jì)院 劉浩 張志軍 胡偉【摘 要】本文通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)單分析，并通過(guò)對(duì)一些工程實(shí)例的介紹，供廣大供熱科技人員參考?！娟P(guān)鍵詞】蒸汽 旋轉(zhuǎn) 補(bǔ)償器 推力 直埋1 簡(jiǎn)述在我國(guó)許多城市，集中供熱事業(yè)正日益蓬勃地發(fā)展。對(duì)于采用蒸汽熱媒供熱的城市，其直埋管道的敷設(shè)一般以運(yùn)用波紋補(bǔ)償器為主。但波紋補(bǔ)償器的壽命低，推力大，容易受水擊而損壞，管道間歇供汽時(shí)，更易泄露，因此對(duì)管道的安全及減少管道的熱損產(chǎn)生不利的影響。此外，管道過(guò)路時(shí)，經(jīng)常需要頂管，如果頂管段較長(zhǎng)不能利用自然補(bǔ)償?shù)脑?，則需設(shè)置補(bǔ)償器來(lái)對(duì)管道進(jìn)行熱補(bǔ)償。如設(shè)置波紋補(bǔ)償器，則更容易受水擊影

2、響而損壞。以安徽省合肥市為例，在管道故障中，補(bǔ)償器的損壞占據(jù)主要原因，而頂管段的波紋補(bǔ)償器一旦損壞，其維修工作將是復(fù)雜而巨大的。對(duì)于超過(guò)150米的頂管，波紋補(bǔ)償器幾乎已經(jīng)不能滿足管道補(bǔ)償?shù)男枨蟆? 原理近年來(lái)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種新型的旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，其基本結(jié)構(gòu)就是分為內(nèi)外旋轉(zhuǎn)筒，將兩端的管道連接起來(lái)，筒間填有密封填料，起密封和潤(rùn)滑作用。其補(bǔ)償?shù)幕驹砭褪菍⒐艿赖妮S向位移轉(zhuǎn)換為內(nèi)外旋轉(zhuǎn)筒的角向位移（見(jiàn)圖一）。而固定端所需克服的力僅為補(bǔ)償器旋轉(zhuǎn)筒產(chǎn)生的摩擦力及管道與支架之間產(chǎn)生的摩擦力，固定端所受的推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于采用波紋補(bǔ)償器產(chǎn)生的盲板力。當(dāng)補(bǔ)償器布置于兩固定支架之間時(shí)，則熱管運(yùn)行時(shí)的兩端有相同的熱脹量

3、和相同的熱脹推力，將力偶回繞著O中心旋轉(zhuǎn)了角，以達(dá)到吸收兩端方向相對(duì)、大小相同的熱脹量。當(dāng)補(bǔ)償器的布置不在兩固定支架中心，而偏向熱管較短的一端，在運(yùn)行時(shí)的力偶L的中心O偏向較短的一端回繞來(lái)吸收兩端方向相對(duì)、大小不等的膨脹量1，2。圖1：旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器基本原理圖在應(yīng)用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的時(shí)候，我們主要考慮的就是不要角超過(guò)一定的限值，同時(shí)也要使擺動(dòng)值y不超過(guò)一定的限值。而和y的值主要通過(guò)控制兩固定點(diǎn)之間的距離以及中間臂L的值即可。3 直埋應(yīng)用概述旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器補(bǔ)償量大，但補(bǔ)償器自身旋轉(zhuǎn)所需的空間大，在架空管道的敷設(shè)中由于空間大，應(yīng)用比較方便，本文將不再贅述。而在地埋管道中則需采取措施來(lái)提供補(bǔ)償器旋轉(zhuǎn)的空間。目前，

4、常見(jiàn)的兩種方式是：1、加大補(bǔ)償器段的外套管管徑；2、采用鋼板箱將補(bǔ)償器段包在其中。對(duì)于補(bǔ)償量不太大的管段可采取加大外套管管徑的方法，如果補(bǔ)償量過(guò)大的管道則需采用鋼板箱的方式。對(duì)于以上第一種方式不再贅述，設(shè)計(jì)中只需注意正確計(jì)算管道補(bǔ)償量并選取合適的外套管即可。對(duì)于第二種方式，下面介紹幾種常見(jiàn)的布置方式：3.1 架空管道與地埋管道的結(jié)合應(yīng)用。圖2：旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在架空與直埋結(jié)合處的應(yīng)用該種補(bǔ)償方式常用在架空與直埋的轉(zhuǎn)換時(shí)，地埋段的彎頭處補(bǔ)償量較大，若采用外套鋼管，則需外套鋼管的尺寸較大，與直管段外套管連接不易。故可以用上圖用鋼板方箱的方式來(lái)對(duì)彎頭處進(jìn)行補(bǔ)償。3.2 全直埋管段的補(bǔ)償器設(shè)置方式。圖3：旋

5、轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在全直埋管道中的應(yīng)用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在直埋管道上的應(yīng)用少，主要是因?yàn)樾枰峁┬D(zhuǎn)補(bǔ)償器旋轉(zhuǎn)的空間，在城市的市政道路上很難能找到一處位置能設(shè)置如圖三中的那種龐大的鋼板方箱。在設(shè)計(jì)該種方式時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員與道路規(guī)劃部門(mén)密切聯(lián)系，以找出一處位置來(lái)設(shè)置方箱。而一旦成功設(shè)置該種補(bǔ)償器，其好處也是顯而易見(jiàn)的。旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的補(bǔ)償量最大能達(dá)到約1800mm，相當(dāng)于設(shè)計(jì)溫度300的蒸汽管道最大能補(bǔ)償480米，故對(duì)于大口徑蒸汽管道，可以每400米左右設(shè)置一組旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器。這樣集中設(shè)置補(bǔ)償器，可以在以后的維護(hù)中方便維護(hù)管理。對(duì)于方箱可能產(chǎn)生的防水問(wèn)題，可以引出一個(gè)人孔高于地面，這樣就可避免雨水進(jìn)入，疏水管從人孔側(cè)邊引

6、出，同時(shí)在方箱的另外一端設(shè)置一處排潮口（作用是為了排除管道中的濕氣，同時(shí)在日常維護(hù)中，巡檢人員進(jìn)入人孔之前需用鼓風(fēng)機(jī)將方箱內(nèi)有毒氣體通過(guò)排潮口排出）。當(dāng)補(bǔ)償器產(chǎn)生損壞時(shí)，只要將方箱頂割開(kāi)，即可更換。3.3旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在頂管工程中的應(yīng)用。圖4：旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在頂管中的應(yīng)用簡(jiǎn)圖如前所述，對(duì)于超過(guò)150米的蒸汽管在頂管的時(shí)候，幾乎無(wú)法采用波紋補(bǔ)償器，而旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器以如上方式頂管的話，頂管段理論上可以達(dá)到400米長(zhǎng)。如果在頂管兩端分別設(shè)置旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，則頂管段理論上可達(dá)到800米長(zhǎng)度。以上是旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在應(yīng)用中采用的幾種常見(jiàn)方式，而旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的布置多種多樣，只要符合旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器應(yīng)用規(guī)則，則完全可以依據(jù)設(shè)計(jì)人員的空間

7、想象來(lái)設(shè)置補(bǔ)償器。此外，定制該補(bǔ)償器時(shí)，只需提供設(shè)計(jì)壓力、溫度、管徑即可，因此對(duì)于管道維護(hù)部門(mén)來(lái)說(shuō)，只需備用相關(guān)管徑的旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，在需要更換的時(shí)候直接替換即可，而波紋補(bǔ)償器還得考慮補(bǔ)償量的大小。對(duì)于一些間歇使用及雙向供汽的管道，為保證旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器筒間填料在一定年限內(nèi)不發(fā)生泄露，可在向補(bǔ)償器廠家訂制的時(shí)候提出增加旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器筒間填料的長(zhǎng)度及內(nèi)旋轉(zhuǎn)筒的壁厚以增加補(bǔ)償器使用年限。最后，將筆者在江蘇省遇到的一處工程簡(jiǎn)單介紹一下：在該工程中，管道需要頂管過(guò)一條河，河道本身寬度約80米，加上兩側(cè)均需預(yù)留一段距離以防未來(lái)拓寬，最后頂管長(zhǎng)度約240米，故采用河岸一端固定，另一端使用一組旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的補(bǔ)償方式（方式同圖1）。工程自竣工到使用已有一年時(shí)間，至今運(yùn)行良好。以下附上該工程頂管過(guò)路及過(guò)河相關(guān)圖片：【參考文獻(xiàn)】1李善化、康慧，實(shí)用集中