管道温差补偿

供热直埋管道的最大允许温差和最大安装长度整体式保温结构的直埋敷设方式分为有补偿敷设和无补偿敷设。

即通过应力验算可以确定某种材质的管道在一定的温差范围内，长直管线不需要设置补偿器即采用无补偿直埋敷设。

当最高运行温度和循环最低终温温差超过最大允许温差后，直埋管道应采用有补偿敷设，并需要控制长直管段的最大允许安装长度。

因此在直埋管道工程中掌握应力验算方法以及最大允许温差和最大安装长度是一个非常重要的概念.图15-5 嵌固管道在热状态下单元体三向应力示意图直埋敷设管道如被嵌固时，管道的热伸长完全受阻，管壁的应力增大。

直埋敷设管道在受热状态下，管壁单元体上作用着由内压产生的环向拉应力σt、轴向压应力σa和径向应力σr（其值很小，一般忽略不计），如图15-5所示。

进行应力验算取决于所采用的应力分析方法和强度理论。

有两种不同的对直埋敷设管道进行应力验算的方法，即：1、按弹性分析法，按第四强度理论—变形能强度理论进行应力验算。

采用此分析方法，管道只容许在弹性状态下运行。

这是北欧国家曾经普遍采用的一种方法。

2、按弹塑性分析法进行应力验算，采用安定性分析原理，按第三强度理论—最大剪应力强度理论进行应力验算。

按此方法计算，管道容许有限量的塑性变形，管道可在弹塑性状态下运行。

这是北京市煤气热力工程设计院等单位的研究成果，并通过多年的实践和修正作为我国《直埋规程》规定的应力验算方法。

有一些北欧国家也开始使用这种应力验算和设计方法。

一、最大允许温差如前所述，应力分类法认为温度差引起的应力属于二次应力。

管道在升温热胀过程中，可以允许有限量的塑性变形。

认为材料进入屈服和产生微小变形时，变形协调即得到满足，变形不会继续发展。

安定性分析原理认为，结构某些部分的材料交替地发生拉、压屈服，只要压缩屈服（升温）和拉伸屈服（冷却）的总弹性应力变化范围在两倍屈服极限之内，则结构不会发生破坏、仍能安定在弹性状态下工作。

按照此原理，直埋管道应力验算的条件为：二、最大允许安装长度当不能满足式强度条件时，长直管道中不应有锚固段存在。

设备管道保温工程量计算公式
一、热管保温工程量的计算方法
1、管道保温质量的计算
管道保温的质量主要由热损失和热补偿量决定，即：
Q=Q1+Q2
其中：Q1为热损失量，Q2为热补偿量；
Q1=S*∆T*L/K1
其中：S为保温管道的外表面积，m2；
∆T为管道外壁至环境温差；K1为热损失系数；
Q2=S*∆T*L/K2
其中：S为保温管道的外表面积，m2；K2为热补偿系数；
由此可得保温质量为：Q=S*∆T*L/K1+S*∆T*L/K2
2、热管保温材料量的计算
热管保温材料块由热损失和单位面积保温材料的重量决定，即：M=Q/(S*b)
其中：M为保温材料量，kg；
Q为热损失，kcal/h；
S为保温管道的外表面积，m2；
b为单位面积保温材料的重量，kg/m2
根据上述公式即可求出热管保温材料量。

3、管道保温技术参数的计算
(1)热补偿系数K2的计算
K2=Rc*Rp*M/Vc
其中：Rc为热补偿器容积，m3；
Rp为热补偿器的保温效率，%；
M为热补偿器装载量，kg；
Vc为热补偿器的容积，m3
(2)热损失系数K1的计算
K1=1/η/Lm
其中：η为施工层的保温效率，%；
Lm为施工层厚度，m。

根据上述公式可求出管道保温技术参数。

二、热管保温工程量的计算。

浅谈管道补偿器的使用说明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，即膨胀节。

使由温度变化而引起管道长度的伸缩加以调节得到补偿一、波纹膨胀节的形式波纹管配备相应的构件，形成具有各种不同补偿功能的波纹膨胀节。

按补偿形式分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型。

轴向型普通轴向型、抗弯型、外压型、直埋型、直管力平衡型、一次性直埋型。

横向型单向横向型、万向铰链横向型、大拉杆横向型、小拉杆横向型。

角向型单向角向型、万向角向型。

以上是基本分类，每类都具备共同的功能。

在一些特定情况还可以有特殊功能，如耐腐蚀型、耐高温型。

按特定场合的不同，分为催化裂化装置用、高炉烟道用。

按用于不同介质分为：热风用、烟气用、蒸汽用等。

二、波纹膨胀节的结构1．轴向型波纹膨胀节普通抽向型是最基本的轴向膨胀节结构。

其中支撑螺母和预拉杆的作用是支撑膨胀节达到最大额定拉伸长度和到现场安装时调整安装长度（冷紧）。

如果补偿量较大，可用两节，甚至三节波纹管。

使用多节时，要增加抗失稳的导向限位杆。

抗弯型增加了外抗弯套筒，使整体具有抗弯能力。

这样可以不受支座的设置必须受4D、14D的约束，支架的设置可以将这段按刚性管道考虑。

外压型这种结构使波纹管外部受压，内部通大气。

外壳必须是密闭的容器，它的特点是：1）波纹管受外压不发生柱失稳，可以用多波，实现大补偿量。

2）波纹内不含杂污物及水，停汽时冷凝水不存波纹内可从排污阀排掉，不怕冷冻。

3）结构稍改进也具有抗弯能力。

直埋型它的外壳起到井的作用，把膨胀节保护起来．密封结构防止土及水进入。

实际产品分防土型和防土防水型。

对膨胀节的特殊要求是必须与管道同寿命。

一次性直理型它的使用是装在管线上后整个管线加热升温到管线的设计温度范围的中间温度，管线伸长，波纹管被压缩，两个套筒滑动靠近，然后把它们焊死，再由检压孔打压检验焊缝不漏即可。

热水管道补偿量波纹补偿器在管道系统中起着举足轻重的作用，但如何计算补偿量，如何选型安装使用，也是一个重中之重的问题，以下介绍供大家参考。

计算公式：X=a•L•△T x 管道膨胀量a为线膨胀系数，取0.0133mm/m L补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度△T为温差（介质温度-安装时环境温度）补偿器安装和使用要求：1、补偿器在安装前应先检查其型号、规格及管道配置情况，必须符合设计要求。

2、对带内套筒的补偿器应注意使内套筒子的方向与介质流动方向一致，铰链型补偿器的铰链转动平面应与位移转动平面一致。

3、需要进行“冷紧”的补偿器，预变形所用的辅助构件应在管路安装完毕后方可拆除。

4、严禁用波纹补偿器变形的方法来调整管道的安装超差，以免影响补偿器的正常功能、降低使用寿命及增加管系、设备、支承构件的载荷。

5、安装过程中，不允许焊渣飞溅到波壳表面，不允许波壳受到其它机械损伤。

6、管系安装完毕后，应尽快拆除波纹补偿器上用作安装运输的黄色辅助定位构件及紧固件，并按设计要求将限位装置调到规定位置，使管系在环境条件下有充分的补偿能力。

7、补偿器所有活动元件不得被外部构件卡死或限制其活动范围，应保证各活动部位的正常动作。

8、水压试验时，应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固，使管路不发生移动或转动。

对用于气体介质的补偿器及其连接管路，要注意充水时是否需要增设临时支架。

水压试验用水清洗液的96氯离子含量不超过25PPM。

9、水压试验结束后，应尽快排波壳中的积水，并迅速将波壳内表面吹干。

10、与补偿器波纹管接触的保温材料应不含氯。

补偿器设置距离：热水供应管道应尽量利用自然弯补偿热伸缩，直线段过长则应设置补偿器。

补偿器型式、规格、位置应符合设计要求，并按有关规定进行预拉伸。

关于热力管道设计使用补偿器过程中出现的问题及解决方法的探讨【摘要】本文对热力管道的设计中使用补偿器存在的相关问题和解决方法进行了深入的探讨，结合发生频率较高的固体管道的热胀冷缩问题进行理论说明，并根据某热电厂热网管道中蒸汽管道的局部设计与改造的实例，进行相关的求证工作，以寻找相应的解决问题的办法，提供最佳的补偿器选择方案。

【关键词】热力管道；设计；补偿器固体管道的热胀冷缩问题是热力管道设计中非常常见的问题，也是我们管道设计者应该重视的关键问题，只有将管道由于热胀冷缩带来的应力有效地减轻，才能够最终保证管道在热胀冷缩状态下的安全和稳定运行。

在实际的热力管道设计中，通常会由于相关规范的不够明确而给设计人员的应力计算与布置工作带来一定程度上的困扰，增加了热力管道设计工作的难度。

本文结合某热电厂蒸汽管道的局部改造设计工作，对此进行深入细致的分析，找寻解决实际问题的办法。

一、关于固定管道之间的跨距实际的热力管道设计工作中，我们首先应当明确管道固定支架间距确定的原则，而且要求固定支架间距的确定必须贯穿在对固定管道之间跨距的确定中：1. 对管道的热伸长量的控制，必须保证其低于补偿器所允许的补偿量。

2. 管道自身发生热力膨胀时所产生的推力必须要在固定支架的可承受区间内。

3. 应当尽力避免管道发生纵向的弯曲。

下面以某热电厂热网管道中蒸汽管道的局部设计与改造为例，进行相关的求证工作，以寻找相应的解决问题的办法，提供最佳的补偿器选择方案。

热力管道设计中，采用补偿器进行补偿工作，对管长、管道膨胀量等进行了详细的计算，最终确定了管道补偿量、选择补偿器的类型和计算固定管道之间的间距。

实际中，有时实际值会和计算值有所差异，结果是管道布置的要求获得了满足，同时产生了较小的管道和支架应力。

在使用铰链型补偿器时应当注意，端头管道的位移可以大于常规情况下的支座可移动位移，但是这时候需要我们对管道的支座进行重新设计，避免支座距离不合适造成支架的滑落，破坏了管系，发生意外伤害事故。

常温管道补偿器设计规范
常温管道补偿器设计规范如下：
管道的热膨胀补偿，应符合下列要求：
1、管道公称直径小于300mm时，宜利用自然补偿。

当自然补偿不能满足要求时，应采用补偿器补偿；
2、管道公称直径大于等于300mm时，宜采用补偿器补偿。

3、热力管道补偿器在补偿管道轴向热位移时，宜采用约束型补偿器。

但地沟敷设的热力管道，当无足够的横向位移空间时，不宜采用约束型补偿器。

4、管道热伸长量的计算温差，应为热介质的工作温度和管道安装温度之差。

室外管道的安装温度，可按室外采暖计算温度取用。

5、采用弯管补偿器时，应预拉伸管道。

预拉伸量宜取管道热伸长量的50％。

当输送热介质温度大于380℃时，预拉伸量宜取管道热伸长量的70％。

6、套管补偿器应设置在固定支架一侧的平直管段上，并应在其活动侧装设导向支架。

7、当采用波形补偿器时，应计算安装温度下的补偿器安装长度，根据安装温度进行预拉伸。

采用非约束型波形补偿器时，应在补偿器两侧的管道上装设导向支架。

L-CNG加气站低温高压管道的弯曲变形分析及补偿方法罗开洪;廖江南【摘要】以某L-CNG加气站为例,在液化天然气(LNG)转换为车用压缩天然气(CNG)的过程中,由于压力和温差的急剧变化,造成加气站低温高压管道弯曲变形的问题,分析了弯曲变形的原因,对管道的材质和规格、承受压力、安装方式及长度进行了核查验算,对收缩补偿量和收缩应力进行了计算,介绍了补偿方式、选用原则及安装方法.指出对较长的低温高压管道,特别是两设备之间的连接管道,一定不能做成刚性连接的直管,配管时应考虑管系要有足够的柔性,充分利用其自身的膨胀,当无法自然补偿时,推荐使用Π型补偿器,介绍了该型补偿器的制作使用方法.【期刊名称】《石油库与加油站》【年(卷),期】2017(026)005【总页数】5页(P9-13)【关键词】L-CNG加气站;低温高压管道;弯曲变形分析;补偿;方法【作者】罗开洪;廖江南【作者单位】成都华气厚普机电设备股份有限公司四川成都611730;成都华气厚普机电设备股份有限公司四川成都611730【正文语种】中文液化天然气(LNG)沸点为-162℃，设计温度为-196℃，是在液化工厂常压下将天然气冷却到-162℃形成的，液气态体积比为1∶600，便于输送及储存。

需要使用压缩天然气时，通过设备和管道将LNG气化转换为常温压缩状态的CNG后，能直接使用。

LNG输送管道常见的设计为06Cr19Ni10不锈钢无缝钢管，一般在常温条件下安装。

根据热胀冷缩的原理，LNG转换为CNG在不锈钢管道内工作温度为-196～40℃(如在夏季安装)下进行，在温差和压力的骤变下，会产生较大的冷收缩量和应力，如果设计和安装不合理，输送LNG的管道极易脆化，发生弯曲、变形、脆裂和拉断等，造成天然气泄漏。

本文通过实例分析低温高压下管道变形的原因，并介绍几种对弯曲变形的补偿方法。

1 实例介绍以“阆中市康美大道中国石化加油加气一站(新建)”的项目安装为例，站内设施在加气部分有1台60 m3 LNG地上卧式储罐，1台LNG单泵撬供2台单枪LNG加气机使用，1台L-CNG柱塞泵撬(双泵)供3台双枪CNG加气机使用；在CNG部分有：1台组合式汽化器、2台高压空温式气化器、1台程序控制盘、1台高压EAG加热器、1台水容积为3.99 m3的储气瓶组，构成了LNG/L-CNG复合式加气站。

补偿器的补偿量标准摘要：I.引言- 介绍补偿器的作用和重要性II.补偿器补偿量的计算- 补偿量与管道温差、管道长度的关系- 金属膨胀系数的应用- 具体计算公式和例子III.补偿器补偿量的标准- 国内相关标准和规定- 国际标准和规定- 标准的重要性及对工程实践的影响IV.补偿器补偿量的不确定性- 影响补偿量的因素- 如何降低不确定性- 不确定性对工程的影响V.总结- 概括补偿器补偿量标准的重要性- 对未来研究的展望正文：补偿器补偿量标准在管道工程中有着至关重要的作用。

为了保证管道的正常运行，必须根据一定的标准来计算补偿器的补偿量。

本文将详细介绍补偿器补偿量的计算方法和标准，以及影响补偿量的不确定性因素。

首先，我们来了解补偿器补偿量的计算方法。

补偿量的计算与管道温差、管道长度以及金属的膨胀系数密切相关。

通常，我们可以通过以下公式来计算补偿量：补偿量= 金属膨胀系数× 管道距离× 温差其中，金属膨胀系数是0.0133，管道距离单位为米，温差单位为摄氏度。

通过这个公式，我们可以计算出具体的补偿量。

接下来，我们来看补偿器补偿量的标准。

在国内，补偿器的补偿量标准主要参考GB/T 12777-2008《金属波纹管膨胀节》和GB/T 2512-2008《管道补偿器》等文件。

此外，国际上也有许多通用的标准，如ISO 9001、API 650 等。

这些标准对补偿器的补偿量有明确的规定，对于保证工程质量和安全具有重要意义。

然而，在实际工程中，补偿器补偿量存在一定的不确定性。

影响补偿量的因素包括材料性质、温度变化、安装质量等。

为了降低不确定性，我们应在设计和施工过程中严格把控，确保材料的质量、安装的规范性，以及合理的计算和调整。

总之，补偿器补偿量标准在管道工程中具有重要意义。

我们应熟悉并掌握相关标准，以保证工程质量和安全。

波纹补偿器在燃气管道设计中的应用摘要：随着城市建设的发展，城镇燃气管网敷盖区域不断扩大，越来越多的高层建筑拔地而起，波纹补偿器在燃气管道中的应用也越来越广泛。

同时在波纹补偿器使用过程中存在的一些问题也逐渐暴露出来，比如：高层建筑中波纹补偿器及固定支架选择与安装的合理性；高层建筑中室内立管上的波纹补偿器占用一定空间且不太美观，导致用户投诉较多；西安2007年12月接连发生了两起阀门井中波纹补偿器被拉裂的事故等等。

这些问题给我们敲响了警钟，促使我们进一步了解波纹补偿器的制造、应用、安装等工艺过程，优化设计方案。

关键词：波纹补偿器；燃气管道；设计；我们走访了某生产厂家，参观了波纹补偿器的生产过程，从波纹补偿器的选材、下料、卷园、自动焊接、锻压成型、结构件的焊接到产品的检验，详细的了解了波纹补偿器的生产过程及产品特性，还在该厂的技术人员的演示下，了解了波纹补偿器的参数计算及应用概况。

此外，还查阅了大量的技术资料，并与波纹补偿器生产厂家的技术人员就有关问题进行了探讨，最终对波纹补偿器在燃气工程中的应用原则达成了一定共识。

波纹补偿器概述：波纹补偿器是由金属波纹管和相关构件组成的具有位移补偿功能的密封器件，它可以补偿管道热变形和机械变形，也可以吸收振动，但不能承受压力和推力等外力。

目前燃气工程中应用的波纹补偿器主要有三种：通用型波纹补偿器：以吸收轴向位移为主，可以吸收少量的横向和角向位移，主要用于高层燃气管道引入管及室内立管；小拉杆横向波纹补偿器：主要补偿横向位移，用于燃气管道穿越1、2级地裂缝时；调长器：属于内压式轴向波纹补偿器，其焊接件与结构件应为同材质、同厚度以确保安装后螺杆具有一定的强度，用于燃气阀门井内。

按照《金属波纹管膨胀节通用技术条件》（GB/T12777-1999）的要求，波纹管材料为奥氏体不锈钢或耐蚀合金，受压筒节（端管、中间管、法兰接管等）应与安装膨胀节的管道中的管子材料相同或相近，承受压力推力的受力件（拉杆及其连接附件等）应按工作条件适当选用。