本站原创【关键词】旋转补偿器热力管道应用
在热力管道中，补偿器的目的主要是吸收管道热位移，是保证管系安全运行的重要设备。常见的补偿器有：竹型补偿器、波纹管补偿器、套筒式偿器、球型补偿器。
旋转式补偿器是一种新型的补偿器。主要用于架空敷设的蒸汽和热水管道，介质设计温度-60～485 ℃，设计压力0～5．0 MPa。安装在热力管道上需要两个或三个成组布置，形成相对旋转吸收管道热位移，从而减少管道应力。由于其优越的性能，近年来被各行业广泛使用。
一、旋转型补偿器的工作原理及选型要点
旋转补偿器通过成双旋转筒和L力臂形成力偶，使大小相等、方向相反的一对力，由力臂回绕着z轴中心旋转，以吸收力偶两边热管边产生的热胀量。П型组合旋转式补偿器如图1、图2所示。
当补偿器安装于2个固定支架中间时，热管运行时的两端有相同的热胀量和相同的热胀推力，将力偶回绕着O中心旋转了θ角，以吸收两端方向相对、大小相同的热胀量△。△=L•sin(θ/2)，2个固定支架之间的总的补偿量为2△。
当补偿器不被安装在2个固定支架中心，而偏向热管较短的一端，在运行时的力偶臂L的中心O偏向较短的一端回绕来吸收两端方向相对、大小不等的膨胀量△1，△2。
长臂热管道的热胀量△l=2L1sin(θ/2)，短臂热管道的热胀量△2=2(L-L1)sin(θ/2)，则2个固定支架之间的总的补偿量为△1+△2。
此类补偿器的布置和球形补偿器类似，当吸收热膨胀量时，在力偶臂旋转至θ/2时出现热管道发生最大的摆动Y值。
该补偿器适应性较广，对平行路径、转角路径和直线路径及地埋过渡至架空均可布置。
二、使用时需注意的事项
(1)在长距离安装时，需注意滑动及导向支架的管托长度，越远离固定支架管道热位移就越大，要选择足够长的管托，以防止管道脱架。另外，管托需沿管道热膨胀相反的方向提前进行预偏装，一般预偏量是管道设计热位移的一半。(2)为了减少固定支架的摩擦推力，有条件的话尽量选用滚动支架。为了保证整个管网的安全性，需在一定管段内安装导向支架。
(3)由于旋转补偿器在摆动过程中有一定的侧向位移，故离补偿器最近的几个支架不应设限制侧向位移较小的导向支架。
(4)虽然吸收热胀值随着转角θ或力偶臂L的加大而增加，但为了限止y摆动过大，最好L选为2～3m为宜。
(5)尽管旋转补偿器补偿量非常大，为安全起见，布置时尽量不要过长，设计温度不超过300℃时管道不要超过450m．若设计温度超过300℃时，布置间距应相应减小。
(6)当管道敷设于地下(地沟或直埋敷设)时，一定要充分考虑疏水方案，尤其是疏水点在旋转补偿器附近时，应尽量避免因管道产生振动而对疏水阀造成破坏。
三、旋转补偿器与传统补偿器性能比较
旋转补偿器作为一种新型的补偿器，在补偿量、工程投资、运行可靠性等方面与传统补偿器相比，都有其独到之处，近年来在热网工程中得到了越来越多的应用。华电旋转补偿器补偿量大，推力小，最高温度可达到485度，压力可达5.0MPa。制造技术日渐成熟，不易泄漏。但存在管道在不同平面的变化，对于产生凝结液体的介质的输送管道，需要设置较多的排水排气阀门。而传统补偿器主要有方形补偿器、波纹补偿器和套筒补偿器。且各有优点，但在实际应用中也存在一定的缺陷：
(1)方型补偿器的优点是安全性较高；缺陷是占用空间大，补偿距离少，流动阻力大，弯头及管材消耗多，工程费用高。
(2)波纹补偿器的优点是种类较多，有轴向、横向、铰链等多种形式可以选择。缺陷是轴向式存在极大的内压推力，补偿距离少，易失稳，工程费用高。横向和铰链式虽然在上述几方面有所改进，但由于不锈钢波纹管受氯离子腐蚀、应力腐蚀影响较明显，易造成突发性事故，水击承受能力较差，使用寿命短(有使用次数限制)，无法保证长期正常运行。
(3)套筒补偿器的优点是管道直线布置，压力降小。缺陷是存在极大的内压推力，补偿距离少，工程费用高；盘根密封填料易泄漏，特别是开停次数多或蒸汽流量不稳定时更易泄漏，无法保证长期正常运行。
与上面列举的几种传统补偿器相比较，旋转补偿器具有以下几方面的特点。
(1)补偿距离长，压力损失小。一般可按200— 500 m设计一组旋转补偿器，并可以在管线两固定点之间直线上的任意位置布置；由于补偿器数量相对较少，旋转补偿器本身不产生压力降，蒸汽输送的压力降相对较小，同比用轴向波纹管补偿方式的压力降小0．02—0．03 MPa／km，这点在实现远距离供热时尤其重要。
(2)安全性能高，使用寿命长。旋转补偿器本体结构刚性好，不怕水击，也无需考虑氯离子腐蚀和应力腐蚀的突发性破坏，可保证管道的安全运行。由于旋转补偿器采用径向密封，不会产生轴向位移，在保证密封材料质量的前提下，管网可长期运行而无需维护。
(3)水平推力小，工程造价低。由于旋转补偿器采用螺栓刚性连接，因此不会产生内压推力，使固定支架受到的水平推力较小；加上补偿点少，使固定支架的数量和体积大大减少。应用在架空管道上时，与采用其他补偿方式的管网相比较，采用旋转补偿器的管网工程造价可以降低5％以上。旋转补偿器的工作原理决定了它在布置时必然会占用比较大的立体空间，所以一般只适宜用于对景观要求不高、管道直线距离较长的工业区或城市郊区的热网工程。在城市中心热力管道大多采用埋地敷，由于地下空间有限，很难使用旋转补偿器。即使现在很多新建道路有比较宽的绿化带，有使用旋转补偿器的空间，但从工程造价角度及施工难度来看，如果不能将补偿器引出地面而必须在地下钢箱内布置时，旋转补偿器不一定是最佳选择。
四、旋转补偿器的具体应用
1、GSJ-V型系列无推力旋转补偿器在直埋式蒸汽管道上得到了具体应用；某热电厂在长距离蒸汽直埋管道上就采用了GSJ-V型无推力旋转补偿器。在直埋蒸汽管道上使用旋转型补偿器后，可以解决以下问题：
（1）实现了地埋管长距离两端补偿，即500米直管段内中间无需设置补偿器，所以补偿器的使用数量极少，同样配套的维修井极少；
（2）GSJ-V型系列无推力旋转补偿器不易泄漏，不易损坏，对热网压力和温度变化适应性强，而且运行安全，维修工作量少且方便。
（3）GSJ-V型系列无推力旋转补偿器不产生内压推力，其他轴向力也比套筒或波形补偿器小得多。
（4）GSJ-V型系列无推力旋转补偿器的特有补偿能力，使直埋管中无需设置混凝土固定墩。
（5）GSJ-V型系列无推力旋转补偿器的在直埋管上的应用大大降低了工程投资。
2、SZG旋转补偿器在架空热力管道上的应用
管道室内外架空敷设时，可以在长直管道上设置旋转补偿器，下面将某石化源于：论文格式www.808so.com
热电部门技术改造项目热力管道设计中选用的旋转型补偿器安装图介绍给大家：
结束语
旋转补偿器与传统常用的补偿器相比，在长距离管道方面具有明显优势，如选用得当可发挥巨大作用，不仅节约资金，施工简便，管网的安全性也得到了提高，是长距离热力管道设计时的首先选择的对象。
参考文献：
施振球．动力管道设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2006．
顾顺符,潘秉勤.管道安装工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1987．
[3]《管道施工》张志贤编.山东科学技术出版社.
[4]《管道施工简明手册》王旭编.上海科技出版社.
[5]《管道工程安装手册》顾顺符.潘秉勤主编.中国建筑工业出版社.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。