如何選擇煤氣管道補償器
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如何選擇煤氣管道補償器
煤氣管道因季節更替及輸送介質高于常溫將發生熱脹冷縮,長度發生變化。當溫度較高或管道較長時,以上因素可導致管道超過本身極限應力而破裂,甚至破壞被連接的設備和支架。因此,不能忽視膨脹量及其產生的熱應力,必須采取補償措施,減小管道熱脹冷縮時所產生的應力,使熱應力減到管道允許應力之下,以保證管道穩定和安全工作。目前,煤氣管道補償器種類繁多,設計人員必須充分了解各種補償器的特點,并能夠正確選擇合適的補償器。
煤氣管道補償器的種類和特點:
為了減少管道的熱應力,一般在管道之間安設補償器,或者利用管道本身的彎曲以自動補償。在管道的配置中,應優先考慮利用管道彎曲的自然補償作用,這種利用管道自身長度變化的自行補償是最好的辦法,當自然補償不能滿足要求時,可設置補償器。
1、管道的自動補償
它是利用管道敷設上的自然彎曲來吸收管道的熱伸長變形,常見的有L形或z形。L形與z形補償器(又稱自然補償器)可以利用管道中的彎頭構成,且便于安裝。在管道施工中,應充分利用這兩種補償器做熱膨脹的補償,然后再考慮采用其它種類的補償器。自動補償的優點是可以節省補償器,缺點是管道變形時產生橫向位移。
2、鼓形補償器
鼓型補償器安裝簡單,流體阻力小,但補償能力小,強度較弱,一般用于直徑大,低壓而又怕泄漏的介質,在高爐煤氣輸送中常用。鼓型補償器應配置在距離不大于6m的曲早片支架,而且一般布置在兩固定支架中間。鼓型補償器優點是制作較容易,投資較??;缺點是抗腐蝕性不好。
3、填料補償器
填料式補償器又稱套管式補償器,它可以分為鑄鐵和鋼制兩種。填料補償器的工作原理是當管道熱脹冷縮時,大小套筒作相對移動以吸收其膨脹長度。填料與套筒之間因為摩擦產生反推力,其大小與管道內壓力成正比,而與管道的變形量無關。安裝時,填料式補償器的大小套簡兩端各有一個支點,一個固定,一個滑動。這種補償器的優點是占地面積小,安裝簡單,流體阻力小,壁厚耐腐蝕,有較大的補償能力。其缺點是造價較高,制作較為困難,容易漏水、漏氣,它適用于溫差大、內壓力低以及介質不易泄漏的管道,常壓煤氣管道中常采用。
4、方形補償器
方形補償器廣泛用于碳鋼、不銹鋼管道以及有色金屬管道。它是由4個90。彎管組成,采用冷彎法或熱彎法彎制,也可以采用折皺彎頭。方形補償器的優點是制造方便,軸向推力較小,補償量大,運行可靠,嚴密性好,不需要經常維修。其缺點是單面外伸臂較長,占地面積較大,需要增設管架,當管徑較大時不宜采用。
5、波紋補償器
目前,煤氣管道上最常用的是波紋補償器。波紋補償器最主要元件是波紋管;主要性能包括:補償量、彈性剛度,耐壓強度、穩定性、疲勞強度等。一般設計管網時要求波紋補償器在滿足強度、穩定性和疲勞壽命前提下,補償量越大越好,剛度值越小越好。波紋補償器允許的補償能力一般按最大補償能力的1/2~2/3計算。為了防止橫向突出,波紋補償器的波數不宜太多,一般常用的是1~4個波,因為波數太多就會破壞對稱變形。
目前在煤氣管道補償中應用最為廣泛的一種補償器,也可適用于蒸汽、熱水、氧氣、氮氣或其它無腐蝕性介質的管道系統。
煤氣用的波紋補償器種類很多,主要包括以下幾種類型:
(1)軸向型波紋補償器。它是一個波紋元件和兩個可與相鄰管道、設備相連接的接管(或法蘭)組成的撓性部件,主要用于直管段補償軸向位移。補償器設在兩固定支架之問,一端靠近一個固定支架。補償器不能約束管道壓力推力,壓力推力由其兩側的固定管架承受。
(3)拉桿型波紋補償器。它是由兩個相同波紋元件和兩個可與相鄰管道、設備相連接的接管(或法蘭)及一個中問管,一組能承受壓力推力組成的撓性部件,主要用十補1嘗橫同位移。補償器能約束管道壓力推力,固定管架可不考慮承受管道壓力推力。
(2)自由復式型波紋補償器。它是由兩個相同波紋元件和兩個可與相鄰管道、設備相連接的接管(或法蘭)及一個中問組成的撓性部件,主要用于直管段補償軸向位移及橫向位移。
波紋補償器的優點是制作時采用先進的、對波紋管無損傷的整體一次液壓成型工藝。產品特點是尺寸精度高,使用壽命長,性能可靠,結構緊湊,補償量大,疲勞壽命長,承壓能力高,用材廣泛,在工程應用中,具有配管簡單,不用維修等特點,口徑大,耐溫高,有較強的抗應力腐蝕能力。但它也有不易解決的缺點:例如軸向型波紋補償器對固定支架產生壓力推力,造成固定支架推力大,從而造價高;另外波紋補償器管壁較薄不能承受扭力、振動,安全性差;設備投資高、設計要求嚴、施工安裝精度高、往往達不到預期壽命等一系列缺點。
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