如何选择煤气管道补偿器
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如何选择煤气管道补偿器
煤气管道因季节更替及输送介质高于常温将发生热胀冷缩,长度发生变化。当温度较高或管道较长时,以上因素可导致管道超过本身极限应力而破裂,甚至破坏被连接的设备和支架。因此,不能忽视膨胀量及其产生的热应力,必须采取补偿措施,减小管道热胀冷缩时所产生的应力,使热应力减到管道允许应力之下,以保证管道稳定和安全工作。目前,煤气管道补偿器种类繁多,设计人员必须充分了解各种补偿器的特点,并能够正确选择合适的补偿器。
煤气管道补偿器的种类和特点:
为了减少管道的热应力,一般在管道之间安设补偿器,或者利用管道本身的弯曲以自动补偿。在管道的配置中,应优先考虑利用管道弯曲的自然补偿作用,这种利用管道自身长度变化的自行补偿是最好的办法,当自然补偿不能满足要求时,可设置补偿器。
1、管道的自动补偿
它是利用管道敷设上的自然弯曲来吸收管道的热伸长变形,常见的有L形或z形。L形与z形补偿器(又称自然补偿器)可以利用管道中的弯头构成,且便于安装。在管道施工中,应充分利用这两种补偿器做热膨胀的补偿,然后再考虑采用其它种类的补偿器。自动补偿的优点是可以节省补偿器,缺点是管道变形时产生横向位移。
2、鼓形补偿器
鼓型补偿器安装简单,流体阻力小,但补偿能力小,强度较弱,一般用于直径大,低压而又怕泄漏的介质,在高炉煤气输送中常用。鼓型补偿器应配置在距离不大于6m的曲早片支架,而且一般布置在两固定支架中间。鼓型补偿器优点是制作较容易,投资较省;缺点是抗腐蚀性不好。
3、填料补偿器
填料式补偿器又称套管式补偿器,它可以分为铸铁和钢制两种。填料补偿器的工作原理是当管道热胀冷缩时,大小套筒作相对移动以吸收其膨胀长度。填料与套筒之间因为摩擦产生反推力,其大小与管道内压力成正比,而与管道的变形量无关。安装时,填料式补偿器的大小套简两端各有一个支点,一个固定,一个滑动。这种补偿器的优点是占地面积小,安装简单,流体阻力小,壁厚耐腐蚀,有较大的补偿能力。其缺点是造价较高,制作较为困难,容易漏水、漏气,它适用于温差大、内压力低以及介质不易泄漏的管道,常压煤气管道中常采用。
4、方形补偿器
方形补偿器广泛用于碳钢、不锈钢管道以及有色金属管道。它是由4个90。弯管组成,采用冷弯法或热弯法弯制,也可以采用折皱弯头。方形补偿器的优点是制造方便,轴向推力较小,补偿量大,运行可靠,严密性好,不需要经常维修。其缺点是单面外伸臂较长,占地面积较大,需要增设管架,当管径较大时不宜采用。
5、波纹补偿器
目前,煤气管道上最常用的是波纹补偿器。波纹补偿器最主要元件是波纹管;主要性能包括:补偿量、弹性刚度,耐压强度、稳定性、疲劳强度等。一般设计管网时要求波纹补偿器在满足强度、稳定性和疲劳寿命前提下,补偿量越大越好,刚度值越小越好。波纹补偿器允许的补偿能力一般按最大补偿能力的1/2~2/3计算。为了防止横向突出,波纹补偿器的波数不宜太多,一般常用的是1~4个波,因为波数太多就会破坏对称变形。
目前在煤气管道补偿中应用最为广泛的一种补偿器,也可适用于蒸汽、热水、氧气、氮气或其它无腐蚀性介质的管道系统。
煤气用的波纹补偿器种类很多,主要包括以下几种类型:
(1)轴向型波纹补偿器。它是一个波纹元件和两个可与相邻管道、设备相连接的接管(或法兰)组成的挠性部件,主要用于直管段补偿轴向位移。补偿器设在两固定支架之问,一端靠近一个固定支架。补偿器不能约束管道压力推力,压力推力由其两侧的固定管架承受。
(3)拉杆型波纹补偿器。它是由两个相同波纹元件和两个可与相邻管道、设备相连接的接管(或法兰)及一个中问管,一组能承受压力推力组成的挠性部件,主要用十补1尝横同位移。补偿器能约束管道压力推力,固定管架可不考虑承受管道压力推力。
(2)自由复式型波纹补偿器。它是由两个相同波纹元件和两个可与相邻管道、设备相连接的接管(或法兰)及一个中问组成的挠性部件,主要用于直管段补偿轴向位移及横向位移。
波纹补偿器的优点是制作时采用先进的、对波纹管无损伤的整体一次液压成型工艺。产品特点是尺寸精度高,使用寿命长,性能可靠,结构紧凑,补偿量大,疲劳寿命长,承压能力高,用材广泛,在工程应用中,具有配管简单,不用维修等特点,口径大,耐温高,有较强的抗应力腐蚀能力。但它也有不易解决的缺点:例如轴向型波纹补偿器对固定支架产生压力推力,造成固定支架推力大,从而造价高;另外波纹补偿器管壁较薄不能承受扭力、振动,安全性差;设备投资高、设计要求严、施工安装精度高、往往达不到预期寿命等一系列缺点。
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