1、补偿器的选型

　　非金属波纹补偿器是一种挠性、薄壁、有横向波纹的具有伸缩功能的器件,它由金属波纹管与构件组成。波纹管补偿器利用自身的弹性变形功能,补偿管道由于热变形、机械变形和各种机械振动而产生的轴向、角向、钡1向及其组合位移。按波纹管的位移型式,可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型波纹管补偿器。轴向型波纹管补偿器主要包括:内压式、外压式、复式、平衡式等。

　　补偿器选型的步骤:通常是在设计中配合工艺设计、管道布置,首先选择固定管道的位置,借助于固定点,将复杂的管系划分为简单的、一定数量的单个膨胀管段,再计算出这些管段的轴向位移、横向位移和角位移。然后根据管内流动的介质、压力、温度、位移量、有无振动、工程外部条件等选择补偿器。

　　热水管网中直埋补偿器配合传统的聚氨醋泡沫保温管使用,关键在于做好补偿器的绝热、防水。在无地表水地区使用自然无问题,在地表水位高的地区补偿器防水就特别关键。在很多情况下采用无补偿冷安装技术,而不使用波纹管补偿器的工程越来越多。实际工程中,对于应力较集中的位置,为了消除管道应力,保护管网的安全运行,不得不采用补偿器等措施,消除应力的影响。因此,做好补偿器防水,确保外防护管连续、严密,这样外防护管可实现封闭,避免地下水侵蚀波纹管。

　　轴向型波纹管补偿器的结构简单、价格低、占用空间小、阻力小,在热网中得到了广泛应用。外压轴向型波纹管补偿器在抗冲击、防失稳、波纹间不藏匿泥沙等性能上优于普通轴向型,在重要场所应作为首选。

　　某集中供热工程一级管网工程中,管道最大规格为DN1200mm,管网双向长度为24km。该工程采用冷安装直埋敷设方式,管道的热补偿尽量利用自然补偿,对三通、阀门、变径等薄弱环节,在应力不满足安全条件时,采用外压轴向型波纹管补偿器,直埋方式不设检查井,在距离80~200m内合理设置固定支座及补偿器。采用预制直埋保温管,保温材料采用聚异氰尿酸泡沫塑料,外保护层采用高密度聚乙烯套管,并配备相应的管道附件及保温管接头材料。由于聚异氰尿酸泡沫塑料与钢管紧密的结合有效隔绝了钢管外表面与空气、水的接触,因此具有良好的防腐效果。波纹管补偿器的直埋敷设方式具有占地少、施工方便、施工期短、维修量小、寿命长等优点,现已成为城市热网采用的主要方式。

　　2、补偿器的补偿能力

　　热网设计中要确定波纹管补偿器的补偿能力。理论上轴向型波纹管补偿器的补偿能力是无限的,只要波数多,补偿能力就大。但从稳定性角度出发,轴向型波纹管补偿器的波数则是有限的。常用的方法是用波段来表示补偿能力,通常一个波段包含了8个波,可将补偿器做成一波段、两波段,最多做成三波段,设计中以两波段应用最多。根据选定的补偿器能力,将热网分隔成若干补偿段。

　　热网在工作中参数涯力、温度)经常变化,非金属波纹管补偿器几乎每时每刻都在缩短或伸长,但每次变化极少达到补偿器额定伸缩距离。为此,设计者可按用户性质和管道分类来确定补偿器的荷载;或者先定补偿器,依据补偿器的能力合理确定补偿段长度。

　　3、补偿器的损坏原因

　　波纹管补偿器的波纹管壁厚度只有1~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,因此波纹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。热力管网中波纹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蜡开一个补偿器的距离就可以天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。

　　水击对波纹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。但波纹管补偿器的波纹是柔性体,无法抵御水击,从而造成破坏。从破坏的部位来看,一是波纹,二是导流套,而最薄弱的环节是波纹,水击的结果造成波纹变形甚至破裂,导流套翻转或撕裂,严重危及管网安全。

　　防止水击的措施: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。建议将波纹管补偿器远离弯头及上翻处的固定支座,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,可大大减少水击对非金属补偿器造成的破坏。另外选用外压轴向型波纹管补偿器,改进导流套形式也能起到一定的防范水击作用。