GSJ-V型系列旋转式补偿器

旋转式补偿器安装技术说明江苏永力管道有限公司江苏永力旋转补偿器研究所一、概述HDXZ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θ°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。

HDXZ 旋转补偿器由江苏永力管道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（江苏永力管道有限公司专利产品）：HDXZ 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：HDXZ 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。

旋转补偿器的构成1. 引言旋转补偿器是一种用于抵消旋转系统中的不平衡力和振动的设备，通过调整质量分布来实现动力平衡，从而提高旋转机械的性能和寿命。

本文将介绍旋转补偿器的构成以及其作用原理和应用领域。

2. 旋转补偿器的作用旋转机械在高速旋转过程中，由于零件的不平衡、质量分布不均匀以及工作条件的变化等原因，会产生不平衡力和振动。

这些不平衡力和振动对机械系统的稳定性、工作效率和寿命都会产生不利影响。

旋转补偿器的作用就是通过调整机械的质量分布，抵消不平衡力和振动，使机械系统达到平衡状态，从而提高机械的性能和寿命。

3. 旋转补偿器的构成旋转补偿器主要由以下几个部分组成：3.1 衰减器衰减器是旋转补偿器的核心部件，用于消除旋转机械中的不平衡力和振动。

常见的衰减器有：摆式补偿器、球式补偿器、涡流补偿器等。

摆式补偿器通过调整质量块的位置，以实现平衡；球式补偿器则利用球体的自由度在空间中移动，调整质量分布，从而实现平衡；而涡流补偿器利用涡流的原理，通过调节调心片和平衡片的位置，来减小不平衡力和振动。

3.2 质量块质量块是旋转补偿器的重要组成部分，用于调整机械的质量分布，从而实现平衡。

常见的质量块有：固定质量块和移动质量块。

固定质量块一般安装在旋转机械的转子上，通过调整质量块的位置和数量，可以实现一定程度的平衡。

移动质量块则可以根据实际情况，在运行时自动调整位置，以实现动力平衡。

3.3 调节装置调节装置是旋转补偿器的关键组成部分，用于控制旋转机械的质量块位置和数量。

常见的调节装置有：手动调节装置和自动调节装置。

手动调节装置一般由一个手柄和传动机构组成，通过手动旋转手柄，可以调整质量块的位置。

而自动调节装置一般由传感器、控制器和执行器组成，通过监测机械系统的振动情况，自动调整质量块的位置和数量，实现动力平衡。

3.4 附件部件附件部件包括固定与旋转的连接件、密封件、支撑件等。

这些部件的设计和制造质量直接影响着旋转补偿器的性能和可靠性。

蒸汽管道的热补偿设计案例[摘要]以某新建项目的蒸汽管道设计为例，对蒸汽管道的热补偿设计，如热伸长量计算、补偿器选型与计算给出了具体的分析与计算。

为解决蒸汽管道的热补偿问题提供了思路。

[关键词]蒸汽管道；自然补偿；补偿器；案例蒸汽是工业生产公用工程中的一种专用介质，利用燃烧天然气等化石燃料燃烧产生的热量对锅炉进行加热后通过控制压力使水蒸发得到饱和蒸汽或者过热蒸汽，因此，蒸汽管道一般均承受压力和温度的影响。

蒸汽管道由于长期运行容易产生受热膨胀支吊架失稳，蒸汽管托产生热位移造成支架脱空,引起整个系统受力的变化，造成局部应力过大，产生破坏；而高温蒸汽管道使用的材料一般为合金钢，运行时的高温容易使其产生蠕变、内部球化、石墨化等材料劣化现象，造成疲劳破坏。

因此对蒸汽管道进行柔性设计具有极其重要的意义，对管道系统进行热补偿计算和核算，确定补偿量、补偿方式，保障蒸汽管道运行的准确性和可靠性。

1、工程概况某新建项目引入蒸汽管道，该蒸汽管道管径DN300，接自蒸汽锅炉房，现需对此管道进行设计。

2、管道条件输入管径：DN300 ；蒸汽品质：过热饱和蒸汽，0.8MPa，200 ℃ ；管道材质：20# 无缝钢管；管道路径及具体尺寸见和图 2。

图 1管道走向示意图 图2 固定点设置示意图3、热伸长量计算管道热伸长量计算公式 ：△ L=Lα（t 2 -t 1 ）式中：△ L—管道热伸长量（cm ）；L —计算管长（m ）；α—管道的线膨胀系数[cm /(m ·℃ )] ；t 1 —管道内介质温度（℃）；t 2 —管道设计安装温度（℃），可取用20 ℃。

查《动力管道设计手册》表6-1，知200 ℃时，20#钢管的线膨胀系数为12.12×10 -4 cm/(m ·℃ )，又已知L=458 m，t 1=200℃，则每 100 m 管道的热伸长量为△L=Lα（t 2 -t 1 ）=100×12.12×10 -4×（200-20）= 21.82 cm。

补偿器按约束型式分类表波纹管型式及代号单式轴向型（DZ ）补偿器代号标记示例波数公称通径设计压力，1.6MPa （16kgf/2cm ） 接管焊接连接 无加强U 型波纹管 单式轴向型波纹管型式及代号补偿器端部连接型式及代号一、补偿量（x、y、ɑ）及刚度（Kx、Ky、Kɑ）的修正计算1、样本上所列的补偿量x0、y O、ɑ0，系疲劳寿命N=1000次（寿命安全系数为15），工作温度为20℃时，单独进行轴向、横向及角向补偿时的相应补偿量。

当疲劳寿命N≠1000次时，可查图1曲线，修正得到轴向、横向及角向补偿量x、y、ɑ（当修正得到的ɑ＞ɑ0时，取ɑ=ɑ0）例1：求N=3000次时，DZJH25-600×8，补偿器的x=?、y=?、ɑ=?解：查样本得x0=46、y0=11.2 、ɑ0=±4查图1，因产品代号中有J,故查带加强环的波纹管曲线，得f N=0.71,那么，x=f N×x0=0.71×46=32. 7 y=f N×y0=0.71×11.=8 ɑ=f N×ɑ0=0.71×4=±2.82、样本上所列的Kx0、Ky0、Kɑ0，系工作温度t=20℃时的轴向刚度、横向刚度及角向刚度。

当t≠20℃时，可查图2曲线，修正得到温度变更情况下的相应刚度例2：求t=350℃时，DZJH25-600×8补偿器的Kx、Ky、Kɑ?解：查样本得Kx0=2557、Ky0=7361、Kɑ0=2467，查图2曲线得f k=0.88那么Kx=f k×Kx0=0.88×2557=2250 Ky=f k×Ky0=0.88×7361=6478Kɑ=f k×Kɑx0=0.88×2467=2171二、补偿量的选用范围通用补偿器可以单独用作轴向补偿或横向补偿，这两种情况应分别满足X1≤X, Y 1≤Y通用补偿器不宜单独用作角向补偿，但可兼作角向补偿，即在轴向、横向、角向三种补偿中，允许同时存在任意两种或三种补偿。

（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。

南通天电长输热网及降低热耗技术的应用摘要：热电联产供热是实现节能减排的有效途经之一，而大机组热电联产替代小机组集中供热，取得的效益更加显著。

本文主要以南通天生港发电有限公司替代三家小热电集中供热长距离热网为例，闸述了采用长距离热网输送的特点，以及采用高效多层保温材料、隔热节能管托、直埋蒸汽管道、旋转补偿器、增加保温层间铝箔玻纤布反射层和改进保温施工工艺等措施，降低热网输送损耗，取得了显著的经济效益和社会效益。

关键词：集中供热长输热网降耗技术效益中图分类号： tu995文献标识码： a 文章编号：一、概况南通市西城区原有南通天电公司、宏达热电、南通热电、江山热电等多家供热企业，除南通天电公司外，其它几家规模较小，设备陈旧耗能大、运营成本较高，对周边人居环境影响较大。

为此，市委市政府在进行充分论证后，作出了由南通天电公司改造现有机组，“以大代小“替代三家小热电实施西城区集中供热的决策。

按照城市热网设计规范，热电厂供热半径一般小于6km，最长不超过8km。

常规的蒸汽供热主管道设计比摩阻可取40～80 pa/m，温降15～20℃/km，压降0.06～0.1mpa。

南通天电公司替代三家小热电供热最大供热半径达19 km多，显然采用常规设计热网技术设计则无法满足各热用户蒸汽参数要求。

因此，采取有效的技术措施是解决长距离输送热网热耗问题是实现西城区集中供热的必要前提。

二、措施2.1采用高效保温材料和改进的施工技术2.1.1保温材料的选择，根据本工程管网起点供热温度330℃的特点，利用硅酸铝棉针刺毯和高温离心玻璃棉在不同温度下两者导热系数的差异，选用了主管道保温内层采用硅酸铝棉针刺毯，中间层及外层采用高温离心玻璃棉的组合方式，以达到最佳效果。

两者导热系数随温度变化曲线如图1。

图1硅酸铝棉针刺毯和高温玻璃棉导热系数随温度变化曲线2.1.2保温材料分层及厚度的确定，根据经济合理的原则，通过计算确定保温材料的厚度，见下表1：表1 保温材料的厚度2.1.3保温施工技术的改进，（1）管道保温采用多层保温棉分层进行施工，见下表2：表2 保温材料的分层保温棉按照每层外径计算周长尺寸足尺订货，搭接处现场45°削边角，与管道接触密贴。

旋转补偿器在供热直埋管道中的创新应用孔德存【摘要】在供热管道上普遍使用轴向波纹补偿器来补偿管道热伸长,然而我们在长期工程实践中发现,采用旋转补偿器同样能够达到直埋管的美观,而对管道的安全可靠性、经济性都有了大大的提升.【期刊名称】《中国设备工程》【年(卷),期】2017(000)022【总页数】2页(P179-180)【关键词】蒸汽直埋管;补偿;旋转补偿器;波纹补偿器【作者】孔德存【作者单位】扬州威亨热电有限公司,江苏扬州 225000【正文语种】中文【中图分类】TU995.3随着南方城市创建美化的要求,供热系统中管道直埋敷设方式越来越广,然而供热蒸汽管道区别于其他城市管道(如供水、天然汽管道)的明显特征是蒸汽管道介质温度高(一般在200～350℃)、压力大(一般在0.5～2.5MPa),因此敷设蒸汽管道,解决好管道的补偿问题,才能使供热系统正常安全的运行.为了防止供热管道在温度升高时,由于热伸长或温度应力引起的管道变形或损坏,需要在管道上设置补偿器,以吸收管道的热伸长,从而减小管道的自身应力和在阀体及支架结构上的作用力.供热管道可采用补偿器的种类很多,目前国内主要有自然补偿器、方形补偿器、波纹补偿器、套筒补偿器、球形补偿器以及旋转补偿器等.前3种是利用补偿器材料的变形来吸收热伸长,而后3种是利用补偿器内外管的相对位移来吸收热伸长. (1)自然补偿器和方形补偿器.它们都是利用管道自身的弯曲管段来补偿热伸长,在直埋管中可以利用自然地形来合理运用,因为其流动阻力大、占地多、外套管制作安装难度大,因而不能在长距离管道上使用.(2)波纹管补偿器.它是用单层或多层的薄金属制成,有波纹管状补偿装备.按补偿方式分为轴向、横向和铰接式,按承压方式分为内压式和外压式.在直埋管道中,一般采用外压轴向式波纹管补偿器,因为其它方式补偿器无法放置到外套管内.(3)套筒球形补偿器.套筒补偿因为其盲板推力大,柔性填料密封不可靠,因而很少用于地下直埋,而球形补偿作为空间变形,适用于架空,直埋管内无法使用.(4)旋转补偿器.它是2个以上组对成组,形成相对旋转吸收管道热位移,从而减少管道的应力,实现补偿的目的.它虽然不能直接安装到直埋管内,但将它合理运用,就能实现直埋管补偿的目的.国内目前在供热管道上普遍使用轴向波纹补偿器来补偿管道热伸长,然而我们在长期工程实践中发现,采用旋转补偿器同样能够达到直埋管的美观,而对管道的安全可靠性、经济性都有了大大的提升.(1)轴向波纹补偿器受热膨胀时,由于位移产生的近失推力Pt和管道内压力,会产生波纹环面上的推力Ph和支座摩擦力Pgm=μqL式中:△X为补偿器轴向位移,mm;k为补偿器轴向刚度N/mm.式中:P 为管道内压力;A 为有效面积.式中:q为计算长度自重载荷N/m;μ为摩擦系数,取μ=0.3;L为管段长度.因而轴向波纹补偿在运行中,至少要受到这3种力的影响,按DN300的管道,PN1.6MPa,每50m轴向移力为5-8T作用在固定支架和外套管上.在管道水压试验时,由于做超压试验,因而作用力更大,如果是分段试压,或者焊接质量不好,经常会造成外套管撕裂的现象.在实践中需要一定的深度,不然直埋管会失去稳定变形,出现故障.(2)旋转补偿形式,在直埋管内,作用在固定支架的作用力P只有支座摩擦力和补偿器填料摩擦力,一般DN300的管道,300m产生的推力不足1T,非常的小.因而,这种方式可以用于管道浅埋,外套管只是一个保护管.(1)轴向波纹补偿器由于波纹补偿器波数一般不超过6个波,复式也不超过8～12波,波纹补偿器的结构决定了波数不宜过多,过多易造成补偿器失稳和损坏.跟据管道热伸长计算公式:△L=α.L(t2-t1)α=管材的线膨胀系数,mm/(m.℃);普通碳素钢一般为0.012 mm/(m.℃);L=管道的长度,mm;t2=输送介质温度,℃;t1=管道安装时温度,℃.每一段波纹补偿器的补偿的管道长度一般不超50m,由于波纹补偿器安装在直埋管外套内,因而可以长距离埋于地下,母管不需要出地面.按《城镇供热管网设计规程》要求,同一坡向的管道,在顺坡情况下每隔400～500m,逆坡每隔200～300m,应设启动疏水和经常疏水装置,因而每隔一段距离就有管道配件露于地面.采用旋转补偿,可以根据地形,如图1所示.主管道埋于地下,而管道的热伸长,通过立管伸出地面,用旋转补偿器将2根立管通过旋转角度,补偿热位移量.根据旋转补偿的转背长度,可以得出常用管道的每组补偿器最大补偿量.在供热管道上一般在200～500m安装一组即可,因为埋地管道一般在市区内沿道路、绿化带敷设,根据自然地形布置,我公司的经验是每隔300～400m出地面合理布置一组旋补,然后将之用生态框架美化,城建方面认可无异议.波纹管补偿器因材料和加工的限制,一般伸缩次数在1000次左右.遇到蒸汽参数(温度和压力)变化大时,管道间断性用汽,根据我公司实际情况,一般到10年左右就会出现一些故障.而旋转补偿器是自密封材料,密封性较好,长期运行不需维护.根据补偿器制作材料及难易程度,厂方提供单位每套价格参数见表1.按DN300管道计算:每公里DN300的波纹管补偿器+固定支架+管道配件大约需要320万元.DN300的旋转补偿器+固定支架+管道配件大约需要300万元.直埋管内波纹管补偿器,由于深埋在地下,一旦出现泄漏非常难查,需要挖开路面分段检查.需要动用大量人力机械,维护时间也非常长,消除缺陷难以实施.而且泄漏后,由于外套管内流入蒸汽,对管道的保温和外套管外防腐都会产生影响,因而运行成本和管道耐久性都会减少.旋转补偿式直埋敷设方式,首先直埋管内没有补偿器,芯管对外套的推力也非常小,因而外套管内发生泄漏的情况很小,而补偿器安装在地面之上,即使出现泄漏也很容易发现,很容易处理消除.处理后,对直埋管不会产生任何不良影响. 供热直埋管道采用旋转补偿方式,具有管道推力小、补偿距长、地下无补偿器隐患、可以浅埋、投资成本小、安装方便、维修简单、运行可靠等优点.根据我公司应用情况,是城市内敷设直埋蒸汽管道的首选方案,波纹补偿方式在直埋管中,可以作为补充,用于市内无法安装旋补的地域.【相关文献】[1]王旭光.大型工业供热蒸汽管网运行状态分析及操作优化[D].浙江大学,2015.[2]王飞.直埋供热管道工程设计[M].中国建筑工业出版社,2014.[3] 城镇供热管网结构设计规范.CJJ 105-2005.。

旋转补偿器计算公式摘要：1.旋转补偿器简介2.旋转补偿器计算公式3.公式应用实例4.计算注意事项正文：旋转补偿器是一种用于补偿管道系统中因温度变化引起的伸缩和偏差的设备。

它主要由补偿器本体、密封装置和驱动装置组成。

在工程实践中，正确计算旋转补偿器的尺寸和性能参数至关重要。

本文将介绍旋转补偿器的计算公式，并举例说明其应用，以期为工程设计提供参考。

一、旋转补偿器简介旋转补偿器具有良好的补偿能力、抗弯抗扭性能和较高的疲劳强度，广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业的管道系统中。

它能有效解决因温度变化、地壳变形、安装误差等因素引起的管道应力问题，保证管道系统的安全运行。

二、旋转补偿器计算公式1.旋转补偿器计算公式如下：补偿量（ΔL）=补偿系数（α）×管道长度（L）×温度变化（ΔT）其中，补偿系数（α）和温度变化（ΔT）需根据材料性质和实际工况确定。

2.旋转补偿器的选型公式：补偿器规格（D）=管道公称直径（DN）×补偿量（ΔL）/（π×4）三、公式应用实例假设某工程管道系统中，管道长度为100米，温度变化为50℃，补偿系数α为1.2×10^-6/℃，求旋转补偿器的补偿量和规格。

1.计算补偿量：ΔL = α × L × ΔT = 1.2×10^-6/℃ × 100m × 50℃ = 0.06m2.计算补偿器规格：D = DN × ΔL / (π × 4) = 100mm × 0.06m / (π × 4) ≈ 16mm四、计算注意事项1.在计算补偿量时，需充分考虑温度变化对管道系统的影响，确保计算结果准确。

2.在选择补偿器规格时，应结合工程实际需求，选取合适的补偿器类型和性能参数。

3.计算过程中，应注意单位转换，确保各参数的一致性。

总之，掌握旋转补偿器的计算公式及其应用，能够为工程设计提供有效参考。