补偿器的计算

1、补偿器的计算解释：补偿管线因温度变化而伸长或缩短的配件，热力管线上所利用的主要有波形 补偿器和波纹管两种。一.补偿器简介：补偿器习惯上也叫膨胀节，或伸缩节。由构成其工作主体的波纹管（一种弹性元件） 和端管、支架、法兰、导管等附件组成。属于一种补偿元件。利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收管线、导管、 容器等由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化，或补偿管线、导管、容器等的轴向、 横向和角向位移。也可用于降噪减振。在现代工业中用途广泛。二.补偿器作用：补偿器也称伸缩器、膨胀节、波纹补偿器。补偿器分为：波纹补偿器、套筒补偿器、 旋转补偿器、方形自然补偿器等几大类型，其中以波纹补偿器较为常用，主要为

2、保 障管道安全运行，具有以下作用：.补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形。.波纹补偿器伸缩量，方便阀门管道的安装与拆卸。.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。三.关于轴向型、横向型和角向型补偿器对管系及管架设计的要求(一)轴向型补偿器1、安装轴向型补偿器的管段，在管道的盲端、弯头、变截面处，装有截止阀或减压 阀的部们及侧支管线进入主管线入口处，都要设置主固定管架。主固定管架要考虑 波纹管静压推力及变形弹性力的作用。推力计算公式如下：Fp=100*P*AFp-补偿器轴向压力推(N),A-对应于波纹平均直径的有效面积(cm2),P-此管段管道最高压力(MPa)。轴

3、向弹性力的计算公式如下：Fx=f*Kx*XFX-补偿器轴向弹性力(N),KX-补偿器轴向刚度（N/mm）；f-系数，当“预变形”（包括预变形量X=0）时，f=l/2,否则f=l.管道除上述部位外，可设置中间固定管架。中间固定管架可不考虑压力推力的作用。2、在管段的两个固定管架之间，仅能设置一个轴向型补偿器。3、固定管架和导向管架的分布推荐按下图配置。补偿器一端应靠近固定管架，若过长则要按第一导向架的设置要求设置导向架，其它导向架的最大间距可按下计算：LGmax-最大导向间距（m）；E-管道材料弹性模量（N/cm2）；i-tp管道断面惯性矩（cm4）；KX-补偿器轴向刚度（N/mm）,X0-补偿

4、额定位移量（皿）。当补偿压缩变形时，符号,拉伸变形时，符合为。当管道壁厚按标准壁厚设计时，LGmax可按有关标准选取。3 / 13（二）横向型及角向型补偿器1、装在管道弯头附近的横向型补偿器，两端各高一导向支座，其中一个宜是平面导 向管座，其上、下活动间隙按下式计算：8-活动间隙（皿）；L-补偿器有效长度（mm）；Y-管段热膨胀量（mm）；X-不包括L长度在内的垂直管段的热膨胀量（mm）；2、角向型补偿器宜两个或三个为一组配套使用，用以吸收管道的横向位移，对Z形 和L形管段两个固定管架之间，只允许安装一个横向型补偿器或一组角向型补偿器。 此时平面较链销的轴线必须垂直于弯曲管段形成的平面（万向锐

5、链补偿器不受此限 制）。装有一组钱链补偿器的管段，其平面导向架的间隙亦可按上式计算。但是L长度 应为两补偿器较链轴之间的距离，是整个垂直管段的热膨胀量。3、补偿器两侧的导向支座应接近补偿器，支座的型式应使补偿器能定向运动。三.供热管道直埋式补偿器安装要求（一）用途：直埋式波纹补偿器主要用于直埋管线的轴向补偿，具有抗弯能力，所以可不考虑管 道下沉的影响，产品具有补偿量大，寿命长的特点。（二）使用说明：直埋式波纹补偿器主要适用于轴向补偿，同时具有超强抗弯能力，所以不考虑管道 下沉的影响。直埋式波纹补偿外壳及导向套筒保护下实现自由伸缩补偿，其它性能 跟普通波纹补偿器相同。（三）选用与安装：3.1管道

6、最大安装长度计算有补偿直埋的管道应在二处高固定点，一是在直管段的端部，二是在管道的分支处。 长的无分支的直线管道两补偿器之间可以不设固定点，靠管道自然形成的“驻点” 即可发挥固定点的作用。驻点是两补偿器之间管道的那个不动点，在管径相同，埋 深一致时，驻点与两补偿器间的距离相等。裙补偿器（包括转角处自然补偿器）至 固定点之间的距离不得超过管道的最大安装长度Lmax,管道最大安装长度的定义是 固定点至自由端（补偿器）的长度，在此长度下产生的摩擦力不得超过管道许用应 力下相应的弹性力。Lmax按下式计算:常用管道的最大安装长度Lmax。应考虑16kgf/cm2内压力所产生的环向应力的综合 影响。3.

7、 2固定支座的设计计算具有2个管道分支并在主干线上有一处转角管道平面，补偿器的布置应满足Ln Lmax的条件。驻点Gl、G2的推力为零，所以，此点处不必设置固定支座，但为了 防止回填土的不均匀，埋深的不一致和预制保温管外壳粗糙度的不规则等可能会造 成驻点的漂移，所以，对处于驻点位置的管道分支处Gl、G2需设置支座，以G1为 例其轴向推力可按下式计算：Fl=Pb2+L2f-0. 8(Pb3+L2f)式中Fl-固定支座G1的水平推力，kgf； f-管道单位长度摩擦力，Kgf/mPb2-B2膨胀节的弹性力，Kg； Pb3-B3膨胀节的弹性力，Kgfk2-B2膨胀节的刚度，Kgf/mm；L2-B2膨胀

8、节的补偿量，mm；L2-膨胀节至G1的距离，叫假如某一分支如自G2接出的分支带有补偿器B。那么，G2还受到一侧向推力的作用,如图中的F2 (y),当L5很短(实际布置时L5也应很短)，那么，侧向力F2 (y)的大小为：F2(y)=Pn*A5+Pb5式中Pn-管道工作压力，Kgf/cm2A5-B5膨胀节的有效面积，cm2；Pb5-B5膨胀节的弹性力kgfo固定支座G3也驻点位置，从管道和土壤的摩擦力来讲，该点也受到大小相等，方向 相反的两个时作用，但应注意到该点同时又受到转角处的盲板力的作用，考虑驻点 漂移的影响，固定支座G3的推力F3=l. 2Pn*A4式中F3-作用在固定支座G3的水平推力，

9、Kgf；Prr管道工作压力，Kgf/cm2；A4-B4膨胀节的有效面积，cm2。. 3补偿器的选用计算直埋管道由于土壤摩擦力的影响，实际热伸长量要比架空和地沟敷设的管道热热伸 长量要小。架空和地沟敷设时的伸长量：a At *L直埋敷设时，因土壤摩擦力影响的热伸长减少量：实际热伸长量为：式中E-钢管弹性模理，kgf/cm2；a -钢管的线膨胀系数，取0. 0133mm/mt ；t-管道温差；A、f-同公式；L-两固定点之间的距离（最大安装长度）mo在实际工作中，宜埋管道的热伸长量，采用丹麦摩勒公司的简化算法。式中符号同以上公式相同。按或式计算出实际热伸长量后，按系列表选用相应的补偿器。3.4安装

10、宜埋式膨胀节（不包括一次性宜埋式）安装时应有两个后年度护圈（如下图），且护 圈的壁厚不应小于管道的壁厚，设置护圈1的目的是为管道受热膨胀时，A尺寸范 围内有土、砂等进入，图中的各尺寸为：/ 13直埋式波纹补偿器出厂时，所有外露表面已刷防锈漆两遍，直埋式波纹补偿器及其 直埋管道的其它要求为：(1)保温管埋于地下时，四周需用粒度小于20毫米的砂子填充，然后再覆盖原土, 填充砂子的厚度不小于200毫米。(2)保温管顶的埋深一般不超过1. 2米，但也尽量不要小于0.7米,，保温管可直 接埋在各种管道下面。(3)如图，除A处外，其余均保温，因管道膨胀时A处不保温并不会造成显著的热 损失。也是由于护圈的作

11、用，直埋补偿器可以直埋处于车行道下面。(4)直埋式补偿器安装不必冷紧，也不必按全线钢管接好后再割下和膨胀节等长管 道之后再焊接的方法。使用直埋型膨胀节，不必设导向支架。(5)安装时要注意保证导流套筒的方向与流动方向的一致。(6)补偿器内介质应进行除游离氧和除氯离子处理，氯离子含量不得超过25PPm。(7)补偿器允许不超过1.5倍公称压力的系统水压试验。(8)补偿器安装完毕进行系统水压试验前，要将管道两端固定，防止内压推力拉伸 补偿器。四.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，钱链型补偿 器的锐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