旋转补偿器与传统补偿器性能比较

热力管道补偿及常见补偿器浅谈丁真裔【摘要】论述了热力管道安装运行过程中发生的管道热胀冷缩的问题,详细介绍了几种常用的补偿器形式,并针对各个补偿器的特点进行了阐述,同时也介绍了几种补偿器在实际安装运行中的注意事项及常见的问题.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】5页(P28-32)【关键词】热力管道;补偿器;布置形式【作者】丁真裔【作者单位】华东理工大学工程设计研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ055.8在热力管道设计时，必须重视管道热胀冷缩的问题。

为了使管道在热态工况下稳定安全地运行，必须减少管道热胀冷缩时所产生的应力。

管道受热时的热伸长量应考虑采用补偿方式来维持管道稳定安全地运行，因此补偿方式的选择显得尤为重要。

常用的补偿方式可分为两大类：一是利用管道本身的弯曲进行自然补偿，二是利用补偿器进行补偿。

1 自然补偿自然补偿即利用管道本身自然弯曲来补偿管道的热伸长量，当弯管转角小于150°时才能作为管道的自然补偿。

动力配管设计中常用的自然补偿分别为L形直角弯、Z形折角弯及空间立体弯三类补偿方式。

自然补偿的管道臂长决定了端点处的位移量，因此自然补偿时靠近弯角处管道支架顶面大小应根据管道的位移量进行计算，以免管道自然膨胀导致管托从支架上掉落。

在考虑蒸汽外管网的管道补偿时，自然补偿是不可忽略的，充分利用管道的自然补偿，可以最大限度地减少管道对补偿器的依赖度，降低工程的总造价。

2 补偿器补偿器按大类可分为方形补偿器（π型补偿）、套筒式补偿器、波纹补偿器及旋转式补偿器。

由于套筒式补偿器容易泄漏、检修频繁、轴向推力大，现在已经较少使用，文中主要介绍几类常用的补偿器。

2.1 方形补偿器方形补偿器是最常用的补偿器，由四个90°弯头组成。

安装方形补偿器时，一般需对管道进行预拉伸，预拉伸量一般为管道膨胀伸长量的50%，具体如图1所示。

图 1 方形补偿器安装示意图方形补偿器的优点为制造、维修方便，轴向推力小，运行可靠且不存在介质泄露的隐患。

管道补偿器的选择及优缺点分析一、补偿器的由来补偿的基本意思有弥补缺陷，抵消损失。

也有科技方面的补偿，当管道输送介质或管道所处环境有温度变化时，管道由温度引起的热胀冷缩是不可避免的，如果不采取一定的方式补偿该尺寸变化，将会在管壁内产生很高的应力，通过管道传至固定管架或设备，当温差过某一范围时，温差应力大于管子可承受的应力范围，这时就必须考虑补偿问题。

二、补偿器的作用在管系补偿设计中，最为经济的是自然补偿，自然补偿是利用管道的自然弯曲形状所具有的柔性来补偿热位移，显然自然补偿的能力是有限的，当自然补偿不能满足要求时，通常应考虑设置金属波纹管膨胀节等补偿装置。

管系所受载荷主要是外力载荷（管道及流动介质自重，内压，风载，地震荷载等）和位移载荷，设置管道补偿器的目的在于消除外载作用在设备或管道上的作用力，且可把复杂管系分隔成形状比较简单，独立膨胀的管段，保证膨胀节的最佳使用效果。

管道补偿器可以补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形，吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响，吸收地震、地陷对管道的变形量。

补偿器应用于大型场馆的冷热管道系统、钢铁厂、火力发电厂、等排烟脱硫，除尘设备，空气加热，助流鼓风等设备的出入口处，因此各种补偿器得到大力推广应用。

三、几种常见补偿器的分析1（一）波纹补偿器1、波纹补偿器的含义：波纹补偿器是利用波纹管的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置，属于一种补偿元件。

2、波纹补偿器的分类：波纹补偿器（波纹管）按位移形式分类，基本可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型波纹膨胀节（波纹管）。

按是否能吸收管道内介质压力所产生的压力推力（盲板力）分类，可分为无约束型波纹膨胀节（波纹管）和有约束型波纹膨胀节（波纹管）。

按波纹补偿器的波形结构参数分类，可分为U形、Ω形、S形、V 形波纹膨胀节（波纹管），当前国内外的膨胀节（波纹管）产品以采用U状波形结构者居多。

蒸汽管道热补偿工作原理及特点摘要本文主要对蒸汽热力管道补偿形式进行分析探讨，对不同的补偿器的原理进行简单描述，通过实例论述在不同情况下补偿器的组合使用的方式。

关键词补偿器原理补偿器布置形式多种补偿器结合使用方式1.概述蒸汽管道因受外界温度变化或内部介质温度变化，由于管材的热胀冷缩特性，会引起管道的热胀冷缩，不同的管道，由于其管道的线型膨胀系数不同，管道的热膨胀量也不相同，为满足在不同状态下管道的安全运行，蒸汽管道需使用不同方式进行补偿。

蒸汽管网布置时，可采用自然补偿进行吸收，当自然补偿无法吸收热位移量时，就需要采用补偿器进行补偿。

目前多种补偿器相结合的形式使用案例也日趋增多。

1.自然补偿的原理及特点自然补偿时通过管道自身的布置形式来吸收热位移。

其优点是装置简单、可靠，安装方便；其缺点是管道变形时产生横向或纵向位移，长期启停、运行会导致管托脱空或掉落。

一般用于厂区内、厂房内的高温高压管道。

1.方（矩）形补偿器的原理及特点方形补偿器是用无缝钢管煨弯或弯头焊接制成，一般采用4个90°弯头制作而成。

方形补偿器应尽可能布置在两固定支架之间的中心点上。

方形补偿器安装时需进行预拉伸。

具体实践应用中一般用于大管径、长距离输送系统中，具有非常好的补偿性能，但是占地面积较大，需布置在宽阔的位置上，且要同时考虑高点放气，低点放水装置。

具体应用中还要根据系统的补偿需要详细计算补偿器的臂长和弯曲半径，合理布置支撑点。

1.旋转补偿器的原理及特点旋转补偿器是通过旋转筒自身的旋转的来吸收管道的热位移。

当管道布置要求双向补偿时，补偿器尽量布置在中间位置，使其形成大小相等、方向相反的一对力偶，围绕L臂中心线旋转。

旋转补偿器常用安装形式主要为为Π型和Ω型，可有两个补偿器或三个补偿器组成一组进行补偿。

旋转补偿器对固定点推力较小，不产生盲板力；补偿距离远；密封性能好，长期运行不需维护；大量节约投资和提高运行安全性。

旋转补偿器可用于不同温度工况下的管道，密封效果寿命问题是高温高压旋转补偿器的最大问题，当管道温度过高，紧固螺栓、内管与外套管长期处于高温下受热膨胀，螺栓不能提供足够的压力使密封填料实现自密封，从而管件之间产生间隙，出现泄漏。

旋转补偿器在供热管道设计中的运用摘要：针对旋转补偿器运行原理，进行全方位的分析，并简要介绍供热管道设计当中合理运用旋转补偿器的重要性，例如消除温度应力、释放管道热变形等，提出其在供热管道设计当中的具体运用，能够延长供热管道的运行寿命，避免供热管道在后续运行期间出现较大变形，希望能够给相关工作人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：旋转补偿器；供热管道；管道设计引言：结合供热管道运行特点能够得知，为了防止管道因为温度升高而出现变形或者破裂，合理安装补偿器特别重要，能够有效释放供热管道温度变形，消除温度应力。

但是，结合现阶段供热管道设计现状得知，在安装旋转补偿器的过程中，仍存在很多问题，因此，本文重点探讨供热管道设计之中旋转补偿器的具体运用。

1旋转补偿器运行原理旋转补偿器运行原理比较简单，通过安装成对旋转筒补偿器，利用旋转筒与器壁旋转，形成相应的力偶，会产生方向相反而大小相同的力，力臂会围绕筒轴中心快速旋转，将力偶两侧直管段所产生的热膨胀量快速吸收，确保供热管道热变形量得到有效消除。

在供热管道当中，通过合理安装旋转补偿器，不仅能够吸收供热管道的热伸长，而且可以显著减少管道应力。

2在供热管道设计当中的具体运用2.1旋转补偿器特点分析第一，安全性比较好。

结合此种类型补偿器的运行特点能够得知，通过采取双层密封结构，在端部与环部进行密封处理，能够显著提升补偿器密封性能，安全性较为突出。

第二，安装简单。

在供热管道设计期间，若设置波纹补偿器，要求施工人员认真按照流程进行安装，设计难度比较大。

与波纹补偿器不同，旋转补偿器的安装型式比较多，可以根据供热管道的具体运行情况，在指定位置设置补偿器，安装流程比较简单。

第三，运行寿命比较长。

一般来讲，此种类型的补偿器，其使用寿命能够超过20年。

同时，旋转补偿器的补偿量比较大，最大能够达到1800mm左右。

在具体应用期间，如果供热管道的直径超过200mm，其单边补偿量能够达到200mm左右。

热力管道中补偿器的选用及特点常用的补偿器有方形补偿器、波纹补偿器、球形补偿器、无推力旋转补偿器；无推力旋转补偿器作为一种新型的补偿器，已在诸多工程上得到应用。

本文结合具体工程，浅谈各种补偿器在架空蒸汽管道上的应用及特点。

一、工程概况由中碳能源公司至新兴热电厂，室外架空蒸汽管线，管径DN300，设计参数为2.5MPa，230℃，属压力管道GC2类；蒸汽管线总长度约为1500m。

二、补偿器的类型、特点及选用①方形补偿器方形补偿器是热力管道设计中最广泛的一种形式。

其优点：对热伸长量补偿能力大，作用在固定支座上轴向应力小，安全性能高，维护费用少；其缺点：尺寸大，占地面积大，对介质流动助力大，补偿器变形时，两端的法兰及管道受到弯曲，易产生疲劳破坏且会产生轴向位移。

选用原则：方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。

制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，如果制作大规格的补偿器也可用两根弯管或三根弯管焊制，方形补偿器不宜用冲压弯头焊制而成。

焊制方形补偿器的焊接点应放在外伸臂的中点处，因为此处的弯矩最小，严禁在补偿器的水平臂上焊接。

焊制方形补偿器时，当DN≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。

本工程管道总长1500m，每60米设1个方形补偿器，共需设置25个方形补偿器，方形补偿器的外伸臂长达10m，每个补偿器按4个弯头计算，共计增加100个弯头，500m管道。

②套筒补偿器套筒补偿器的活动套管可沿管道产生轴向位移。

其优点：结构紧凑，占地面积小，补偿能力大，一般补偿量可达250~400mm；对介质产生的阻力比方形补偿器小。

其缺点：补偿器在轴向产生的推力大，填料需经常更换和检修，易发生泄漏，对管道支座的设计和安装要求高，若管道在运行过程中产生锈蚀和结垢，都有可能产生补偿器失效。

各种补偿器的分类及特点
各种补偿器的分类及特点如下：
1. 自然补偿器：利用管路几何形状所具有的弹性来吸收热变形。

优点在于它可以利用管道的自然弯曲来吸收热变形，无需额外的补偿器。

然而，自然补偿器的补偿能力有限，且管道变形时会产生横向的位移。

2. 方形补偿器：由管子弯制或由弯头组焊而成，利用刚性较小的回折管挠性变形来消除热应力及补偿两端直管部分的热伸长量。

其优点在于制造方便，补偿量大，轴向推力小，维修方便，运行可靠。

但缺点在于占地面积较大。

3. 波纹管补偿器：靠波形管壁的弹性变形来吸收热胀或冷缩量。

优点在于结构紧凑，只发生轴向变形，与方形补偿器相比占据空间位置小。

然而，波纹管补偿器的制造比较困难，耐压低，补偿能力小，轴向推力大。

4. 金属补偿器：在金属材料加工过程中通过机加工、焊接等工艺制成，具有良好的导热性和导电性，适用于高温、高压力和高流量的介质环境。

常见的金属补偿器有不锈钢补偿器、铜补偿器、铝补偿器等。

其优点在于使用寿命长，耐腐蚀、抗氧化。

但缺点在于刚性大，无法接受弯曲变形，温度变化时易发生热应力，需要采用密封结构。

以上内容仅供参考，如需了解更准确的信息，可查阅各类型补偿器的说明或咨询相关行业专家。

补偿器类型及选用天津市建筑设计院 孟蕾摘要：补偿器又称膨胀节，在管系中采用补偿器可以在承受系统压力的同时，吸收因温差引起的热膨胀，这种设备在冶金装置、炼油设备、化工设计，火电厂或核电站，供热和制冷系统，以及低温设备中获得了成功的应用。

用以补偿管道管道长度变化长生的应力的补偿方式可以分为自然补偿和补偿器补偿，其中补偿器可分为方形补偿器，波纹管补偿器，套筒补偿器以及球型补偿器等，本文主要接受啊各种补偿器的优缺点及适用条件。

关键词：管道补偿，补偿器，热补偿补偿器是指在仪器中用于补偿相位差、光程差、偏振差、光强度或机械位移等变量的部件。

在暖通设计的范围内，由于工作介质及环境温度的变化导致管道长度发生变化，并产生拉（压）应力。

当超过管道本身的抗拉强度时，会使管道变形或破坏。

为此，在管道局部架空地段应设置补偿器，即膨胀器，使由温度变化而引起管道长度的伸缩加以调节得到补偿。

通常情况下，管道的变形产生位移可以由管道自己一定程度内的变形得到补偿，即所谓的自然补偿；当管道变形比较大管道自身不能在安全使用的条件下补偿的时候，就需要额外设置补偿器来补偿形变。

1.管道自然补偿通常采用的自然补偿器有L 型和Z 型两种型式。

其应用场合转角不大于150°时，管道臂长不宜超过20~25m，弯曲应力不应超过80MPa。

L 形与Z 形补偿器可以利用管道中的弯头构成，且便于安装。

在管道设计中，应充分利用这两种补偿器做补偿，然后再考虑采用其它种类的补偿器。

自然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。

架空管道中自然补偿不能满足要求时才考虑装设其它类型的补偿器。

表1 L型补偿器最大允许距离图1 自然补偿器的形式2.补偿器补偿2.1方形补偿器方形补偿器就是最早常用一种补偿器,通常用无缝钢管煨制或机制弯头组合而成，常用有四种构造形式，如下图图2 方形补偿器的形式Ⅰ: B = 2 a ; Ⅱ: B = a ; Ⅲ : B = 0 1 5 a ;Ⅳ: B =0方形补偿器由于其构造形式，具有以下优点:1、制造简单,常用无缝钢管煨制或机制弯头组合；2、安装方便,可以水平安装,也可以垂直安装；3、轴向推力较小；4、补偿能力大,严密性好，运行可靠、方便,不需要经常维修,使用期限长,使用寿命等于管道使用年限；5、不需要设置管道检修平台,或检查室；6、适用范围广,可以适用任何工作压力及任何热媒介质的供热管道。

旋转式补偿器在热力管网中的应用【摘要】热力管网设计时，必须重视热胀冷缩的问题。

为使管道在热状态下稳定和安全，减少管道热胀冷缩时所产生的应力，应考虑设置补偿器以吸收管道受热时的热伸长。

补偿器形式多种多样，本文重点分析了旋转式补偿器的特点，及相对于其他类型补偿器的优点。

【关键词】热力管网；热胀冷缩；补偿器；旋转式补偿器1、项目背景概述随着我国国民经济的发展和人民生活质量的提高，对城市环境质量的要求已提升到一个更高的层次。

为了节能减排，保护环境，国家产业政策开始大力推广热电联产及集中供热项目。

在产业政策的支持下，近年来城市热网建设得到长足发展，其中南方以蒸汽管网为主，多用于企业生产；北方以热水网为主，多用于采暖通风。

热力管道由于受到输送介质及外界环境温度变化的影响，发生热胀冷缩。

如果管道的热胀冷缩受到约束，管壁内会产生巨大的应力，即热应力。

此种热应力超过管材的强度极限，就会使管材造成破坏。

为使管道系统安全、稳定运行，就必须设置补偿器，对管道的胀、缩进行补偿，消除应力。

目前，补偿器已成为热力管网设计和建设的关键技术之一。

在热力管网设计时，应因地制宜的选择合适的补偿器，补偿器的设置位置应使管道布置美观、协调；所采用的补偿器应安全、经济。

2、几种传统补偿器的性能状况在工程设计中，如果条件允许，尽量利用管道敷设上的自然（或人为）弯曲管段（L形、Z形和空间立体弯）来吸收管道的热伸长变形，称为自然补偿。

自然补偿简单、可靠，应优先考虑。

但当受制于地形、支架受力，自然补偿不能满足热伸长变形要求时，需在热网中设置各种类型的补偿器来补偿管道受热时的热伸长量。

热网常用传统补偿器有：方型补偿器、套筒补偿器、波纹补偿器及其相关演变进化的同类产品，以上补偿器在实际使用中体现出了各自的有点，但同时也暴露出一些缺陷，具体表现如下。

2.1 方型补偿器方型补偿器是由四个90°弯头和一定长度的相连管段组成，其安全性较高，正常运行中无需维护，但占地或占空间较多，弯头及管材消耗多，支柱土方量很大，补偿距离少，压力降大（使其运行成本增加很多），工程造价高。

（无推力精密）旋转补偿器的应用随着社会的发展，要求节能环保成了社会关注的热点和国家的基本国策。

我国政府对工业小锅炉以及民用取暖实行了分时分段、强制执行集中供热，使我国热电行业近几年得到了飞速的发展。

供热管线建设里程和供气量已成为国家考核热电厂的指标以及供热单位经济效益的晴雨表；热网压力管线建设中解决热胀冷缩所用的各式补偿器，其生产厂家、规模、数量均有较快发展。

随着管廊技术的推广及现场施工环境的限制等多方面的因素下，旋转补偿器的应用得到了较大规模的使用。

一、与传统补偿器的比较：1、自然补偿：耐温耐压高，安全性能好，但补偿量小占地面积大，弯头多，土建规模大，流速受阻，供热半径小，运行中减压降温大，运行成本高，且不能随意布置，所以一般已不采用。

2、套筒补偿器：五十年代产品，产品安全性能高，其轴向补偿方式容易产生泄漏；因存在内压推力、土建设置困难并且工程量大、安装要求高、热网间断运行不稳定和温度流量变化频率高，更易产生泄漏事故，从而严重制约着它的使用。

3、球型补偿器：产品新，补偿量适中，但因其结构要求加工工艺复杂，使用过程容易泄漏，设计施工复杂、要求高、成本高，使用寿命短，只能保证3年内不泄漏，后期保养费用高，在正常使用中不被建设单位和设计单位选用。

4、波纹补偿器：产品使用普遍，但因其结构核心为不锈钢薄板(板厚0.2—2.5mm)制作的波纹管，对温度压力很敏感；产品寿命短（8—10年），而热网管道寿命在15-20年间，所以要进行二次更换造成极大浪费和影响。

轴向型波纹补偿器内压推力大、工艺布置较为复杂、土建投资大、补偿量小；其它型式波纹补偿器虽不产生内压推力，但其布置位置和操作失误等原因容易产生水击（锤）使之爆裂变形，发生爆炸等恶性事故；加之波纹补偿器生产厂家多而杂，为争市场而降低生产标准，无序竞争，使产品容易引发不可预见性重大事故（全国每年有几百起该类事故）；地埋管如选用波纹补偿器，发生泄漏事故后修复困难、程序复杂，牵涉面广，对供热单位和用户都会造成很大损失，社会影响面大。

浅谈无推力旋转补偿器在蒸汽管道安装中的应用无推力旋转补偿器在蒸汽管道运行中不但能有效吸收管道由于热胀冷缩产生的热位移，而且能减少蒸汽输送过程中产生的温降、压降及凝结水，从而有效的提升蒸汽输送的品质，保证下游的各个生产单位的可靠运行。

标签：无推力旋转补偿器；热补偿；安装生产企业中的工艺、加热、吹扫、事故状态下等各个环节往往需要大量蒸汽，蒸汽是企业生产的能源主线。

在蒸汽管道设计安装中，由于管道输送介质的温度较高，造成管道由于热胀冷缩产生的热位移较大，因此为吸收管道热膨胀产生的位移所使用的补偿器尤为重要。

我厂蒸汽管道覆盖整个厂区约5平方公里范围，最大供热管道管径为DN800毫米，管网呈枝状结构进行布置，供各生产单位用汽。

目前中压蒸汽系统管道总长度约26km，管道工作温度为380度，工作压力为3.7兆帕。

蒸汽管道采用低管墩高支架布置，补偿方式为自然补偿方式。

1 背景1.1 蒸汽管道自身特点由于热力管道本身输送介质的热工特性及管材特性，无法避免会产生热胀冷缩现象，给热力管线的设计、制造、安装、运行等方面带来影响，直接影响管线的使用性、安全性、经济性等。

另外过热蒸汽在输送过程中受温差影响会产生凝结水，如不及时排除也会对管道的安全运行产生极大的威胁。

1.2 长周期安全运行要求我廠主要热用户为各事业部的生产装置、生活用汽和物料伴热用汽，随着六期改造项目的展开，新建、改建的蒸汽管道项目逐步增多，特别是蒸汽枝状管网中的上游蒸汽管道极其重要，一定要保证其长周期安全可靠运行，绝对不允许意外停工检修。

1.3 管网系统复杂厂区供热系统始建于上世纪七十年代，先后经历了数次基建、改建和扩建，由于受制于资金和厂区范围等因素限制，造成管网系统比较复杂同时使现有管廊布局空间受到了极大的限制，很难再进行布置。

鉴于以上各种特点，蒸汽管道设计施工时要求我们必须因地制宜的选择一种合适可靠的补偿形式。

而无推力旋转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力管道，由于其优越的性能，近年来广泛被各行业蒸汽管道施工所采用。

热力管网中旋转式补偿器的应用分析热力管网的运行状态必须保持稳定和安全，影响其安全运行的因素之一是热胀冷缩问题。

要解决热涨冷缩带来的应力以及热伸长等问题，需要安装补偿器进行应对。

补偿器的形式多种多样，本文所要分析的是旋转式补偿器，主要对其特点、优势等进行论述。

标签：热力管网；旋转式补偿器；应用分析0 引言我国热电企业的建设力度和规模都在不断扩大和增大，随着推广力度的提升，热网管道的技术要求和出现的问题同比增加，供热质量日渐成为热电企业的重要工作，必须加以高度重视。

在实际工作中，由于供热管网常见的受热伸长的问题，需要采用技术措施来加以应对，这就需要各种补偿器发挥其各自的功能。

其中旋转式补偿器以其良好的密封性能以及长距离的补偿能力，为热力管网的安全行和可靠性保驾护航。

1 旋转式补偿器应用背景（1）热力管网的热伸长一直存在于热力系统运行中，是长期存在的问题。

传统的解决方法一般是采用自然补偿的方式来进行补偿，但是由于其需要布设等多方面的因素，补偿的效果和能力都不尽如人意。

而且随着热电企业的发展与运行管理能力的提升，对成本的核算要求尽量采用地建设成本的设备与技术，而自然补偿方式的建设成本过高，已经不能适应热网工程的现实需求。

在这种背景下，对补偿器的升级改造工作就成了迫在眉睫的事情。

旋转式补偿器的使用很好地解决了这一难题。

其密封性能好，长时间使用也不会泄露，长距离的补偿能力节省了管网建设成本，经济性能和安全性能等多重优势为热力管网的建设提供了更多的有力保障。

（2）在产业政策的推动下，城市管网建设发展迅猛。

南北方的热网建设各有特点，例如南方是蒸汽管网为主，北方是以热水管网为主，采用的运行方式也略有不同。

无论哪种运行，都是利用热力管道输送介质，在传送过程中必然要受到外界环境、温度变化等的影响，导致热胀冷缩现象发生，对管壁的影响是很大的。

当管材的强度极限被打破时，就会造成管材的破坏。

要规避事故的发生，就要使用补偿器，对管材的热涨冷缩产生约束作用，减小管壁受到的压力，即热应力。

53第2卷　第24期产业科技创新　2020，2（24）：53~54Industrial Technology Innovation 热网工程中应用旋转补偿器的实践分析樊　明（国电湖州南浔天然气热电有限公司，浙江　湖州　313000）摘要：伴随着科学技术的不断创新与发展，推出的新型的管道补偿器——旋转补偿器具有较高的应用价值，将其合理的应用于热网工程之中，能够极大程度上提高管道使用的安全性和可靠性。

基于此，本文将着重概述旋转补偿器，进而探讨热网工程中旋转补偿器的应用实践。

关键词：热网工程；旋转补偿器；实践应用中图分类号：TU995.3　文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）24-0053-02从以往热网工程运行实际情况来看，方形补偿器、波纹补偿器等管道补偿器应用均存在一些缺陷，导致管道容易受到热膨胀作用而出现变形或破裂现象，使热网工程无法正常运行。

而新推出的旋转补偿器能够弥补传统的管道补偿器的不足，将其合理的应用于热网工程中能够有效吸收管道热膨胀量，保障管道良好使用，提高热网工程运行的安全性、可靠性、高效性。

所以，热网工程中合理且有效应用旋转补偿器是非常有意义的。

1　旋转补偿器的概述1.1　工作原理总结性分析旋转补偿器应用经验，其具有较高的应用价值，能够在热网工程中充分发挥作用，提高热网工程运行的可靠性、经济性、有效性。

它的工作原理是在热网管道上安装两个旋转补偿器与旋转臂共同构成旋转补偿组，在热网工程管道按照双向补偿方式布置的条件下，旋转臂会环绕Z 轴中心的方式旋转动作；管道按照单项补偿方式布置的条件下，旋转臂环绕着固定端的补偿器旋转，最终实现的目的是吸收直观段的热膨胀量（如图1所示）[1]。

图1　补偿器补偿器旋转补偿器工作原理1.2　基本结构基于对旋转补偿器工作原理可以很容易了解和掌握它的基本结构，即热力管道上设置两个或两个以上的旋转补偿器组成旋转组，根据管道热胀冷缩情况而相对旋转，实现吸收管道热膨胀量的目的。

旋转补偿器在热力管道中的应用摘要：旋转补偿器作为热力管道热膨胀补偿方面的一种补偿器，其因具有补偿量大、安全性能好、密封性能优越、布置方式灵活多样、节约投资等优点而得到了越来越广泛的应用。

本文结合我院承担设计的内蒙某目供热管网工程，对旋转补偿器选型、典型布置方式进行分析。

关键词：旋转补偿器；热补偿；推力计算1、旋转补偿器1.1 旋转补偿器简介旋转补偿器是热力管道热膨胀补偿方面的一种新型补偿器。

其构造主要有整体密封座、密封压盖、大小头、减磨定心轴承、密封材料、旋转筒体等构件组成，形成相对旋转吸收管道的热位移，从而减少管道的热应力。

1.2 旋转补偿器的工作原理当补偿器布置于相邻两固定支架中心位置时，见示意图。

其两侧的被补偿管道随着输送介质温度的升高，将沿着O点旋转θ角，以吸收管道的热伸长。

当补偿点未设置于两固定支架中心位置时，管道伸长时旋转中心O点偏向于较短侧被补偿管道。

管道热伸长的始、末点其行程是以O点为圆心的弧线。

伴随管道的热伸长，被补偿管道将产生径向移动。

补偿量达到1/2△L 时，横向移动达到最大值y。

旋转补偿器运行时，通过成双旋转筒和力臂L形成力偶，使大小相等，方形相反的一对力，由力臂环绕着O点旋转，以达到力偶两侧直段上产生的热膨胀量的吸收。

1.3 旋转补偿器的典型布置方式（1）同轴等标高直线管道补偿方式（a）说明：采用该方式组合布置旋转补偿器，应设置中间的固定点。

（2）同轴等标高直线管道补偿方式（b）说明：在补偿器前后，将直线管道向两侧折弯布置，形成夹角，夹角一般为135°。

（3）直角拐弯管道补偿方式说明：弯管处固定支座应靠近补偿器装置设置。

（4）非同轴等标高直线管道补偿方式说明：适用于管道走向错位的地方。

（5）非同轴非等标高直线管道补偿方式说明：适用于管道有高差且走向错位的地方。

二、工程实例设计分析现以我院承担设计的内蒙某目供热管网工程为例，对旋转补偿器的选型、计算、及运行中的一些问题进行分析。

旋转补偿器产品特点及应用钱忠仁;钱忠平;张盼【摘要】旋转补偿器是热力管道热膨胀补偿方面的一种新型补偿器,具有密封性好、安全性高、无须停产维护、补偿距离长、压力损失小、补偿能力强等特点,应用广泛. 文中详细介绍了旋转补偿器产品特点及应用现状,并对旋转补偿器的未来应用做了展望.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】2页(P54-55)【关键词】旋转补偿器;密封;补偿;管道【作者】钱忠仁;钱忠平;张盼【作者单位】江苏博格东进管道设备有限公司,江苏姜堰 225500;江苏博格东进管道设备有限公司,江苏姜堰 225500;沈阳仪表科学研究院有限公司,辽宁沈阳110043【正文语种】中文【中图分类】TU995根据国家节能减排相关政策要求，在管道敷设的设计和建设中，为了更好地满足方便安装、便于维护、安全性能高等要求，优先选用补偿器。

传统补偿器主要有方形补偿器、套筒补偿器、波纹补偿器和球型补偿器，这些传统的补偿器各有优点，但在实际应用中也存在一定的缺陷[1]。

例如，方形补偿器流体阻力大，占地面积多，管道支架多，不美观，投资较大；套筒补偿器容易泄漏，检修频繁、推力大，不能用于对流体纯度要求高的场合；波纹补偿器的使用寿命低，推力大，容易受水击而损坏；球型补偿器存在易泄漏和测向位移问题，维修频繁。

基于以上原因，衍生出了另一种新型补偿器——旋转补偿器，旋转补偿器在长距离管道运输方面具有优势，选用得当不但可以节约资金，施工简便，而且具有极大的优越性和灵活性，管网的安全性也得到了极大的提高，是长距离管道设计时的首选，已成为国内管道敷设采用的主要补偿器元件之一。

旋转补偿器主要由旋转芯管、外套管、直管、密封、防脱及导向等构件组成，安装在压力管道上，需2个以上组对成组，形成相对旋转吸收管道热位移，从而减少管道应力。

旋转补偿器基本结构见图1。

2.1 密封性好旋转补偿器的密封型式为径向密封，不产生轴向位移，密封腔内填以先进的密封材料，确保了优越的密封性能，并且无需维护，使得管网可长期运行。

GSJ-V型系列旋转式补偿器一、概述GSJ-V型系列无推力旋转式补偿器是热力管道热膨胀补偿方面的一种新型补偿器。

旋转式补偿器的结构如图（1）所示，其构造主要有整体密封座、密封压盖、大小头、减摩定心轴承、密封材料、旋转筒体等构件组成，安装在热力管道上需两个以上组对成组，形成相对旋转吸收管道热位移，从而减少管道之应力，其动作原理如图（2）所示。

补偿后的位置安装位置旋转补偿器图（2）旋转补偿器动作图旋转补偿器旋转补偿器旋转补偿器的优点：（1）、补偿量大，可根据自然地形及管道强度布置，最大一组补偿器可补偿500m管段；（2）、不产生由介质压力产生的盲板力，固定支架可做得很小，特别适用于大口径管道；（3）、密封性能优越，长期运行不需维护；（4）、投资大大节约；（5）、设计计算方便；（6）、旋转补偿器可安装在蒸汽地埋管和热水地埋管上，可大量节约投资和提高运行安全性。

GSJ-V旋转补偿器由江苏省宜兴市宏鑫保温管有限公司生产厂家专业制造，该产品已在热力工程中大量推广应用。

旋转补偿器在管道上一般按150～500m安装一组（可根据自然地形确定），有十多种安装形式，可根据管道的走向确定布置形式。

采用该型补偿器后，固定支架间距增大，为避免管段挠曲要适当增加导向支架，为减少管段运行的摩擦阻力，在滑动支架上应安装滚动支座。

二、旋转补偿器的选型（江苏省宜兴市宏鑫保温管有限公司专利产品）：GSJ-V型系列无推力旋转式补偿器分为三个等级：（1）、适用低压管道补偿器：压力0～1.6MPa、温度-60～330℃；（2）、适用中压管道补偿器：压力1.6～2.5MPa、温度-60～400℃；（3）、适用高压管道补偿器：压力2.5～5.0MPa、温度-60～485℃。

注：使用温度超过400℃时采用合金钢。

三、旋转式补偿器动作原理、布置方式：GSJ-V型系列旋转式补偿器的补偿原理，是通过成双旋转筒和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，以达到力偶两边热管上产生的热胀量的吸收。

高温高压蒸汽管道自然补偿与旋转补偿器的比较【摘要】随着大型工业园区的建设与发展，高温高压蒸汽长距离输送至热用户已越来越普遍，如何解决高温高压蒸汽管道的热膨胀问题和热损失问题，是管道设计中的重点和难点。

本文就自然补偿和旋转补偿器两种补偿方式在设计选型和应用效果两个方面进行了比较，可作为高温高压蒸汽管道选择最佳补偿方式的参考。

【关键词】高温高压蒸汽管道；自然补偿；旋转补偿器蒸汽管道通常采用自然补偿和补偿器补偿两种方式，自然补偿是利用弯头形成“π”型或“L”型管段进行补偿，结构简单，运行可靠，设计中通常优先考虑，尤其是高温高压蒸汽管道。

管道上比较常用的补偿器有以下几种：①球型补偿器；②套管式补偿器；③波纹管补偿器；④旋转补偿器。

其中，球形补偿器和套管式补偿器易发生泄漏，在有毒及可燃介质管道中严禁采用，在蒸汽管道上也不推荐使用；波纹管补偿器应用较为广泛，其核心结构是用薄壁的奥氏体不锈钢材料制成的波纹管，对温度和压力敏感，因此不适用于温度>400℃、压力>2.5MPa的蒸汽管道，尤其是轴向型波纹管补偿器，在吸收管道轴向位移时会产生巨大的内压推力，从而大大增加土建费用；旋转补偿器是通过两个补偿器和力臂形成力偶，使大小相等、方向相反的一对力，由力臂绕着中心轴线旋转，以达到吸收力偶两边热管道产生的热膨胀量的目的，应用多只旋转补偿器组成立体管道结构，可获得较大的补偿量和平衡能力，也可根据管网结构改变管道的走向。

由此可见，高温高压蒸汽管道宜选用自然补偿方式或旋转补偿器来吸收管道的热膨胀量。

一、自然补偿与旋转补偿器的比较热力管道尤其是蒸汽管道设计初期，管道走向应充分考虑热胀冷缩产生的二次应力，以确保管道热态运行的安全性和稳定性。

管道热膨胀量的计算公式如下：△L=Lα（T1-T2）L表示计算管道的长度，单位是m；α表示管道的线膨胀系数，与管道材质有关，单位是mm/（m•℃）；T1表示管道内的介质温度，单位是℃；T2表示管道的安装温度，单位是℃，一般取20℃。