技术应用
波纹补偿器在蒸汽管道上的应用
2016-01-07 13:50  

  按补偿方式分为轴向、横向和铰接等形式。

  目前波纹补偿器以体积小、易安装、不用专门维修等优点,在蒸汽管道架空敷设中的应用逐步ALmax=0.蒸汽管道的敷设方式分为明装和暗装两种,明装即架空敷设,但由于受到外部空间的限制和美观要求,有时只能地下敷设,即暗装。地下敷设中有地沟敷设和直埋两种,传统的方式均为地沟敷设。

  在蒸汽管道的地沟敷设中,传统采用方形补偿器和套筒补偿器,但由于方形补偿器热损失大,且占地面积大,目前逐步被淘汰。而套筒补偿器用于蒸汽管道时由于密封填料不过关,使系统泄露严重,使用不可靠且维护费用高。采用波纹补偿器代替原有地沟敷设的蒸汽系统中的的套筒补偿器后,系统运行安全,且大大减少了维护工作量和降低了维修费用。

  2波纹补偿器的工作原理蒸汽管道在输送具有一定压力和温度的蒸汽时,管道升温会由于热伸长或温度应力而造成管道变形或破坏,需要在管道上设置补偿器,以补偿管道的热伸长,从而减少管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力,因此蒸汽管道的敷设*大问题就是补偿问题。

  波纹补偿器是由单层或多层薄壁金属管制成的具有轴向波纹的管状补偿设备。工作时,它利用波纹变形吸收管道的热伸长来进行管道的热补偿。供热管道上使用的波纹管,多用不锈钢制造。波纹补偿器按波纹形状主要分为*u*形和*n*形两多,但地沟敷设中使用的较少。

  3地沟敷设某厂蒸汽管道全部为地沟敷设,主地沟1.3MPa蒸汽管道原采用套筒补偿器,因腐蚀泄露严重,每年用于填料外购和维护费用很大,为此1998年对该蒸汽管道补偿器进行改造,采用复式带座轴向补偿器代替原套筒补偿器,取得较好的效果。现结合本次改造谈谈地沟敷设波纹补偿器的校核设计计算要点。

  本次改造选用复式带座轴向补偿器16ZB300X8结构形式:SIK即双层波纹管带铠装环。

  一2―3为例进行计算(见),先计算管段2―3对固定支架2的作用力。

  3.1管道热伸长量AL(mm)计算一两固定支架间的距离,m;tg―蒸汽温度,C te―管道安装温度,C由于是波纹补偿器代替原有套筒补偿器,所以原固定支架不动,保持原距离65~75m且取tg=260Cte=20C则*大热伸长量:3.5,导。向支架配置本次改造选用复式带座轴向补偿器,*大补偿量为Xmax =308mm,大于*大伸长量,完全满足要求。

  32固定支架间*大安装距离Lmax(m)当管道新安装时,应计算主固定支架间的距离,有如下两种方式:按管子强度考虑,管道受热伸长沿导向支架产生的轴向力,应小于管道的许用应力,使管子处于稳定状态。

  按波纹补偿器的样本*大补偿量考虑,两固定支架间能安装一组补偿器(复式型也算一组)。两固定支架间的热伸长量不能大于该补偿器的补偿量,且留有安全裕量(安全裕量系数一般取1.2)。

  3.3主固定支架的受力计算固定支架的配置一般有5处,分别在介质流向改变处、管道分支处、管径变径处、两个补偿器之间的管段上和在管道的盲端。

  补偿器内压产生的推力(又称盲板力)A―波纹管的有效面积(查产品样本),cm2;P*工作中*大压力,MPa.波纹补偿器的轴向弹性力K*补偿器的刚度(查产品样本),N/nm;X*管段热位移量及热伸长量,mm.卜一摩擦系数,钢管与钢制管架之间一般取0. 3;L*从固定支架至补偿器之间的管段的长直管段部分固定支架承受的总荷载为:推力是较大的,但进行推力计算时要注意固定支架两端所受水平推力方向相反,所以正确的计算应该是推力大的一端减去70%推力小的一端。

  计算1一2管段右端固定支架的受力为Fv=Fs+F,u+Fg(71+25)=275101N所以中间固定支座所受水平推力为F=Fv*Fv‘X固定支架基础上更换补偿器。在布置管网时,应合理确定每一个补偿器的具体位置,使固定支架两端所受水平推力接近平衡,计算出来的固定支架所受水平推力,*经济的应该是*大一侧推力的30%.一般在始末端或转弯处固定支架受力*大,应认真计算确定。

  3.4次固定支架的配置计算次固定支架位于直管段,只承受轴向弹性力Fm和摩擦力Fg总负荷为:=118962N从计算看,次固定支架所受负荷也较大,应慎重选取。对于直管段来说,次固定支架通常是为了把两个固定支架之间较长的管段分割成若干管段单元,以便每个管段间只设置一个补偿器,保证补偿器能正常工作。

  波纹补偿器必须设置导向支架,它能保证波纹补偿器沿规定方向位移,防止管段轴向失稳。

  导向支架除承受限制管段横向位移的荷载外,还应该考虑承受管道自重等载荷,一般其设计强度按10~ 15%的压力推力Fs考虑。

  (2)导向支架的配置配置**导向支架和第二导向支架的距离很重要,可有效保证波纹补偿器的轴向位移,如一管子的惯性矩,cm4;时取“一”号。

  36安装时注意事项除设计要求预拉伸(压缩)或“冷紧”的预变形量外,不能用波纹补偿器(压缩、拉伸、偏移、扭转)的方法来调整管段的安装偏差,以免影响补偿器的正常功能,降低使用寿命和加管系、设备及支架的荷载。建议管系上的一个配对法兰保留到就位后焊接。

  安装时如果需要焊接,必须保护波纹管表面,防止焊接飞溅物和引弧烧伤波纹管,通常可用中性湿石棉保护。

  当补偿器被正确固定和导向后,应拆除补偿器上用于安装运输的辅助定位构件及紧固件或按设计要求将限位装置调到规定位置。

  补偿器所有活动元件不能被外部构件卡死或限制其活动范围,波纹管的波间不应有防止其变形的异物。

  5倍公称压力。

  4结论3MPa)采用套筒补偿器,腐蚀泄露严重,每年用于填料外购和维护的资金很多,采用波纹补偿器代替了套筒补偿器后,几年来运行安全可靠,完全达到补偿要求,不用维护检修,尽管电厂送汽多次发生水击,但管线波纹补偿器完好无损,大大减少了维护工作量和维护费用。

  目前,波纹补偿器在国内几个生产厂家以国家标准技术进行优化设计,与传统产品相比,在连接方式、导流套安装及导向、抗弯方面都采取了一系列措施,产品更为简单可靠。因此,只要产品质量能够保证,波纹补偿器应是蒸汽管道**的热补偿装置,应广泛推广应用。

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