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热网补偿器损坏成因分析
作者:管理员    发布于:2016-02-26 21:06:29    文字:【】【】【
【摘 要】 本文以热网补偿器的概述为基础,着重分析了热网补偿器的分类,以供热生产实际为出发点对热网补偿器损坏的原因进行了探讨。 
  【关键词】 热网补偿器;损坏;成因 
  一、前言 
  热网补偿器是一个全方位的技术问题,是生产技术发展的结果。随着生产力的快速发展在生产进程中取得了很大进步,但也存在着很多问题,加强对热网补偿器损坏成因的分析,有利于确保供热生产的顺利进行。 
  二、热网补偿器的概述 
  热网补偿器以其结构紧凑、补偿量大、流动阻力小、零泄漏、不用维修等诸多优点在热网中的应用也越来越广泛。但它也有不易解决的缺点:例如轴向型热网补偿器对固定支架产生压力推力,造成固定支架推力大,从而造价高;另外热网补偿器管壁较薄不能承受扭力、振动,安全性差;设备投资高、设计要求严、施工安装精度高、往往达不到预期寿命;实际供热运行中常常因为热网补偿器的损坏导致供热大面积停供等一系列缺点。鉴于热网补偿器存在的这些缺点,又由于许多设计、施工人员对热网补偿器的熟悉还不够全面,因此导致施工与运行期间易发生事故。分析事故原因,有的事故属于热网补偿器自身的制造质量或选材不当的问题,有的属于施工问题,更有相当大的一部分属于设计布置问题。在设计方面发生问题,多数属于不明白热网补偿器管道设计特点造成计算失误和补偿管系选定不合理。 
  热网管是构成热网补偿器最主要元件。热网管主要性能包括:补偿量、弹性刚度,耐压强度、稳定性、疲惫强度等,一般设计热力管网要求热网管是在满足强度、稳定性、和疲惫寿命前提下,补偿量越大越好刚度值越小越好。热网管通过附加的拉杆、铰链等附件与热网管元件相互组合即可以组成各种功能的补偿器,通过不同的热网补偿器组合方式又可以构成各种形式的补偿管系以完成热力管网补偿需要。热网补偿器组合分为轴向补偿器、角向补偿器,复式拉杆补偿器管系,采用角向与复式拉杆补偿器更接近自然补偿管系受力形式,不用考虑内压推力,采用轴向补偿器因承受较大内压力,补偿量大。 
  三、热网补偿器的分类 
  1、方形补偿器 
  方形补偿器是采用专门加工成U型的连续弯管来吸收管道热变形的元件。这种补偿器是利用弯管的弹性来吸收管道的热变形,从其工作原理看,方形补偿器补偿属于管道弹性热补偿。 
  方形补偿器由水平臂、伸缩臂和自由臂构成。方形补偿器是由4个90°弯头组成,其优点是:制作简单,安装方便,热补偿量大工作安全可靠,一般不需要维修;缺点是:外形尺寸大,安装占用空间大,不太美观。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管煨制而成,整个补偿器最好用一根管子煨成,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。方形补偿器常用于锅炉烟气管道的热补偿。 
  2、波纹管补偿器 
  波纹管补偿器又称波纹管膨胀节,由一个或几个波纹管及结构件组成,用来吸收由于热胀冷缩等原因引起的管道或设备尺寸变化的装置。 
  波纹管补偿器具有结构紧凑、承压能力高、工作性能好,配管简单、耐腐蚀、维修方便等优点。波纹补偿器常用于热力供暖工程管网,作为热补偿用。 
  3、套筒式补偿器 
  套筒式补偿器又称填料式补偿器,它由套管、插管和密封填料等三部分组成,它是靠插管和套管的相对运动来补偿管道的热变形量的。 
  套筒式补偿器按壳体的材料不同分为铸铁制和钢制两种,按套筒的结构分为单向套筒和双向套筒,按连接方式的不同分为螺纹连接,法兰连接和焊接。 
  套筒式补偿器结构简单、紧凑、补偿能力大,占地面积小,施工安装简便,这种补偿器的轴向推力大,易渗漏,需经常维修和更换填料;当管道稍有径向位移和角向位移时,易造成套筒被卡住现象,故使用单向套筒式补偿器,应安装在固定支架附近,双向套筒式补偿器应安装在两固定支架中部,并应在补偿器前后设置导向支架。 
  4、球形补偿器 
  球形补偿器是利用补偿器的活动球形部分角向转弯来补偿管道的热变形,它允许管子在一定范围内相对转动,因而两根直管可以不保持在一条直线上。 
  四、热网补偿器损坏的原因 
  热网管补偿器的热网管壁厚度只有1mm左右。尽管采用双层或三层,但相对管道而言其壁厚要薄很多,因此热网管补偿器在热网中成为薄弱的部件。在各种事故中,补偿器损坏的概率最高。热力管网中热网管补偿器损坏的原因主要为疲劳损坏、腐蚀、水击。通过实际检查发现,布置在检查井或者管沟内的补偿器腐蚀较快,特别是热水管网检查井内供水管补偿器最为严重,主要原因是发生电化学腐蚀。这类问题可以通过设计优化予以解决,在布置补偿器时尤其注意最好不并列布置,有条件的应在供回水管道上错位布置(错开一个补偿器的距离就可以),敷设时最好采用直埋方式不设检查井,并做好标志。若必须设在检查井内,必须做好防水保温,防止污水雨水进入。 
  水击对热网管补偿器的影响极大,水击产生的能量释放不出来,最终作用在管道保温结构、支架、补偿器及阀门上。弯头处或管道出地处,发生水击情况较多,由于管道是刚性的,抗水击能力强。但热网管补偿器的热网是柔性体,无法抵御水击,从而造成破坏。从破坏的部位来看,一是热网,二是导流套,而最薄弱的环节是热网,水击的结果造成热网变形甚至破裂,导流套翻转或撕裂,严重危及管网安全。 
  除合理根据热负荷确定相应管径,有针对性设置好疏水点,有效及时进行疏水外,在补偿器的设计布置方式上,也应加以改进。建议将热网管补偿器远离弯头及上翻弯处的固定支座,改在靠近另一侧固定支座,这样即使管道中存在少量积水,但水击作用点的位置也远离补偿器,可大大减少水击对热网管补偿器造成的破坏。另外选用外压轴向型热网管补偿器,改进导流套形式也能起到一定的防范水击作用。 
  五、结束语 
  就目前从热网补偿器的格局看,今后在生产中要增强对热网补偿器损坏成因的分析,加快生产力的同时,必须要大力推动热网补偿器的发展。 
  文章提纲思路方面建议加入以下安装、运行方面的成因: 
  1.开挖管道的管沟不平直,导致补偿器安装完毕,实际供热运行中出现补偿器损坏受力不均匀所致。 
  2.安装拉杆式补偿器时,在施工完成后,忘记割除底部拉杆,导致补偿器受力不均匀损坏。 
  3.波纹补偿器的不锈钢材质受电化学腐蚀的影响点蚀后漏水,影响供热效果甚至中断供热。 
  4.波纹补偿器一般应设置补偿器井,但施工时不按规范套管不满足两倍管径或不使用钢套管,其次是为节省费用而不做井,导致补偿器故障直至漏水。 
  5.对于单向的补偿器,在多热源联网运行时,出现反向补偿,导致导流筒损坏现象,误导前端阀门关不严影响供热调节、热用户局部维修和维护。 
  6.波纹补偿器中热网管道焊接处因材质的不同,焊缝质量不过关导致热网漏水引起供热中断。 
  参考文献: 
  [1]吕英勇.热力管道工程制作安装、运行维护、质量检测新技术、新工艺及标准规范实务全书,北京当代中国出版社,2004 
  [2]陈广禹.热网补偿器合理布置的几点体会,民营科技,2012
 
脚注信息
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