熱補(bǔ)償

為了防止供熱管道升溫時(shí)，由于熱伸長(zhǎng)或溫度應(yīng)力而引起管道變形或破壞，需要在管道上設(shè)置補(bǔ)償器，以補(bǔ)償管道的熱伸長(zhǎng)，從而減少管壁的應(yīng)力和作用在閥件或支架結(jié)構(gòu)上的作用力。

利用材料的變形來(lái)吸收熱伸長(zhǎng)的補(bǔ)償有：自然補(bǔ)償器、方形補(bǔ)償器和波紋管補(bǔ)償器。

利用管道的位移來(lái)吸收熱伸長(zhǎng)的補(bǔ)償有：套筒補(bǔ)償器和球形補(bǔ)償器。

熱力網(wǎng)管道的熱補(bǔ)償設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮如下各點(diǎn) ：

（1） 充分利用管道的轉(zhuǎn)角等進(jìn)行自然補(bǔ)償。

（2） 采用彎管補(bǔ)償器或軸向波紋管補(bǔ)償器時(shí)，應(yīng)考慮安裝時(shí)的冷緊。

（3） 采用套筒補(bǔ)償器時(shí)，應(yīng)計(jì)算各種安裝溫度下的安裝長(zhǎng)度，保證管道在可能出現(xiàn)的最高和最低溫度下，補(bǔ)償器留有不小于20mm的補(bǔ)償余量。

（4） 采用波紋管軸向補(bǔ)償器時(shí)，管道上安裝防止波紋管失穩(wěn)的導(dǎo)向支座，當(dāng)采用套筒補(bǔ)償器、球形補(bǔ)償器、鉸接波紋補(bǔ)償器，補(bǔ)償管段過(guò)長(zhǎng)時(shí)，亦應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)導(dǎo)向支座。

（5） 采用球形補(bǔ)償器、鉸接波紋補(bǔ)償器，且補(bǔ)償管段較長(zhǎng)時(shí)，宜采取減小管道摩擦力的措施。

（6） 當(dāng)一條管道直接敷設(shè)于另一條管道上時(shí)，應(yīng)考慮兩管道在最不利運(yùn)行狀態(tài)下熱位移不同的影響。

（7） 直埋敷設(shè)管道，宜采用無(wú)補(bǔ)償敷設(shè)方式。

供熱管道安裝投運(yùn)后，由于管道被加熱引起管道受熱伸長(zhǎng)。管道受熱的自由伸長(zhǎng)量，可按下式計(jì)算 ：

Δx=a(t₁-t₂)·L

式中 Δx—管道的熱伸長(zhǎng)量，m；

a—管道的線膨脹系數(shù)，一般可取a=12×10^-6m/(m·℃)；

t₁—管壁最高溫度，可取熱媒的最高溫度，℃；

t₂—管道安裝時(shí)的溫度，在溫度不能確定時(shí)，可取最冷月平均溫度，℃；

L—計(jì)算管段的長(zhǎng)度，m。

根據(jù)上式可以算得，如安裝溫度為5℃，對(duì)95/70℃的采暖系統(tǒng)，鋼管每m供水管熱伸長(zhǎng)量為1mm左右，而回水管為0.8mm。如直管段較長(zhǎng)，溫度變化范圍大，其長(zhǎng)度的變化量較大，須由熱補(bǔ)償裝置來(lái)解決熱膨脹冷縮問(wèn)題，以保證管道系統(tǒng)和設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

管道熱補(bǔ)償方形補(bǔ)償器

用無(wú)縫鋼管煨彎制成（大直徑管道可用焊接彎管制成）。其優(yōu)點(diǎn)是制造方便，軸向推力較小，補(bǔ)償能力比L形和Z行自然補(bǔ)償大，運(yùn)行可靠，嚴(yán)密性好，不需要經(jīng)常維修；其缺點(diǎn)是單面外伸臂較長(zhǎng)，占地面積較大，需增設(shè)管架。

管道熱補(bǔ)償套管補(bǔ)償器

通過(guò)芯管與外殼之間的相對(duì)位移來(lái)吸收管道熱膨脹，可分單向式和雙向式兩種。

優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，流動(dòng)阻力小，安裝方便。

缺點(diǎn)：長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致密封填料的磨損或失去彈性，造成介質(zhì)泄露。

管道熱補(bǔ)償波紋補(bǔ)償器

優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償量大、補(bǔ)償方式靈活；結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠。

根據(jù)吸收熱位移的方式，波紋補(bǔ)償器可分為軸向型、橫向型和角向型三大類。

管道熱補(bǔ)償球型補(bǔ)償器

優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償能力大；流體阻力小，無(wú)內(nèi)壓推力，鋼材消耗少，安裝簡(jiǎn)便，宜于架空管道上使用。

缺點(diǎn)：存在側(cè)向位移，易泄露。

熱的重燃料油管道由于油品的粘度大，一般都以采用較高的加熱溫度和外加保溫層較為經(jīng)濟(jì)。用聚氨酯泡沫塑料保溫后的總傳熱系數(shù)可接近甚至低于1千卡/米2·時(shí)·℃。熱油管道在保溫的某些具體條件下，中間加熱站數(shù)比不保溫時(shí)可減半或減得更少。熱油管道當(dāng)安裝和運(yùn)行時(shí)的溫度差所引起的熱膨脹受到限制時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力；溫差愈大,應(yīng)力就愈大。為了把溫度應(yīng)力限制在允許范圍內(nèi)，架空的熱油管道均須設(shè)置熱補(bǔ)償器、導(dǎo)向支架和固定支墩等。埋地管道的直線段受土壤的約束，不能軸向位移。但在管道各轉(zhuǎn)角處的彎管內(nèi)側(cè)可能產(chǎn)生顯著的變形，并承受很大熱脹應(yīng)力，此時(shí)必須妥善處理。例如在轉(zhuǎn)角處盡量采用大的曲率半徑，限制加熱時(shí)的升溫速度，以及選擇適宜的轉(zhuǎn)角等。

無(wú)保溫埋地?zé)嵊凸艿赖膯?dòng) 　長(zhǎng)距離管道建成投產(chǎn)時(shí),由于管道周圍的冷土壤大量吸熱,油流的散熱和溫降很快。為防止易凝高粘油品輸入長(zhǎng)距離的冷管道后，因溫降快而導(dǎo)致摩擦阻力過(guò)大，甚至凝結(jié)，須用熱的輕油或熱水預(yù)熱管道。待管道周圍的土壤積蓄一定的熱量后，再輸入熱的易凝高粘油品。在輸送熱油的初期，管道周圍土壤將繼續(xù)吸熱；長(zhǎng)期運(yùn)行后，逐漸形成穩(wěn)定的土壤溫度場(chǎng)。

熱油管道的停輸和再啟動(dòng) 　輸油管道的維護(hù)和搶修都可能要求管道暫時(shí)停輸。熱油管道停輸后油溫不斷下降，管內(nèi)存油的粘度上升，管壁上的凝油層加厚，使管道再啟動(dòng)時(shí)摩擦阻力增大。對(duì)于易凝油管道，還可能在管道中形成凝油段，再啟動(dòng)時(shí)的壓力必須足以破壞凝油中蠟的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，才能使油品恢復(fù)流動(dòng)。如再啟動(dòng)所需的壓力超過(guò)管道的容許強(qiáng)度，就要采取分段頂擠等措施。因此，要根據(jù)管材的強(qiáng)度、管內(nèi)油品的溫降及不同溫度下的粘度和屈服值（凝油中蠟的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開(kāi)始破壞時(shí)的剪切應(yīng)力）確定管道的允許停輸時(shí)間。 　架空和水下管道停輸后的溫降要比埋地管道快得多，因此熱油管道停輸后難以再啟動(dòng)的，往往是加熱站之間末端的架空或水下管段。對(duì)這些管段除了加強(qiáng)保溫外，還須在其兩端設(shè)置截?cái)嚅y，并在截?cái)嚅y的兩側(cè)設(shè)有接頭，以便與臨時(shí)增壓泵相接，必要時(shí)可分段頂出凝油。在泵站或加熱站上常設(shè)小排量、高壓力的往復(fù)泵或螺桿泵,為發(fā)生故障時(shí)頂推管道中的冷油用。對(duì)有計(jì)劃的停輸，可在停輸前向油品中添加降凝劑或輕質(zhì)油等。2100433B