在热力管网敷设中,补偿器是管道运行的重要部件。目前在国内采用的补偿器中,波纹管补偿器已占有举足轻重的地位,而且很有发展前景。但是由于波纹管本身是一个弹性体,如果管内介质压力过高,而且对波纹管保护又不好,很可能将其拉坏,在热力管网中,如果采用波纹管补偿器对齐补偿,在管网转角、阀门或者盲板处介质作用力必定要作用到固定支架上,作用力的大小等于波纹管的有效截面积S*管内工作介质压力P,即SP。由于该力的作用必定要加固支架的强度和刚度,提高了固定支架的造价,并影响管网的运行,特别是高压力大口径的情况下,这个作用力是很大的,它的大小与管网工作介质的压力成正比,与管径的平方成正比。
这个一个很大的力,特别是高架管线中,不仅给设计管道支架带来很大困难,也给施工带来诸多不便,并且还提高了工程造价。
平衡式波纹管补偿器是轴向型波纹管补偿器的基础上设计的一种新型管道补偿装置,该补偿器利用流体力学平衡原理,可消除管道的内压力对固定支架的作用力,该补偿器中自带导向,它简化了管网设计,给管网设计和施工带来很大方便,并且既能降低土建工程造价,又能使设备成本降低,还提高了管网运行,因此说平衡式波纹补偿器是一种理想的热力管道补偿装置,具有很高的社会效益和经济效益。
平衡式波纹管补偿器的工作原理:
压力平衡式波纹补偿器通过内外双波纹管设计来实现压力平衡,从而吸收管道系统的轴向位移
内波纹管直接承受管道内压,而外波纹管通过结构设计与内波纹管相连接,用于平衡内外压力,减轻因波纹管内外压力产生的轴向力,确保管道安全稳定运行。内压推力自身平衡,用于电厂架空管道及不宜设置固定支架的高物位直管线或大直径管线中。此类波纹补偿器只补偿管线中的轴向位移。
平衡式波纹管补偿器的特点:
1.减少对固定支架的推力
平衡式波纹管补偿器能使固定支架受到的推力减小,使固定支架结构尺寸都可做到小,能大量地降低土建工程的费用。
2.无导向支架
目前工程设计中,一般在波纹管补偿器的一端设置固定支架,另一端设置导向支架,导向支架的设置使得管网支架增多,因而工程费用很高,平衡式波纹管补偿器从自身结构上解决了管道的导向问题,从而达到设计管网时不必在其另一侧再设导支架,既简化了管网设计又便于补偿器的施工安装。
3.提高了波纹管的耐压性
平衡式波纹管补偿器从结构设计上使之成为外压型,从而提高了波纹管的承压能力,延长了波纹管使用寿命。
4.解决了波纹管凹处积水的问题
通常管网中的波纹管在管网停止运行时,往往在波纹管在凹处积水,时间一久波纹管便受到腐蚀,降低了波纹管使用寿命。
5.防止保温材料对波纹管的腐蚀
在供热管网中,为了减少管网散热损失,必对波纹管补偿器进行保温。如果将保温材料接包在波纹管外部,势必造成波纹管的腐蚀,短了波纹管的使用寿命。而且由于波纹管的向运动,会使保温层松动破坏。平衡式波纹管偿器的保温材料直接包在套管外部,与波纹不接触,从而避免了由于保温材料而造成的波纹管的腐蚀,提高了波纹管的使用寿命。
6.设备成本低
目前国内一般已有的波纹管补偿器,为了小对固定支架的推力,至少由三段波纹管组,使得设备价格高,影响了推广使用,而平式波纹管补偿器只有两段波纹管组成即可解,从而降低了设备成本,有利于推广使用。