熱力管網中旋轉式補償器的應用分析

郭　娟

（鄭州市熱力總公司,鄭州 450000）

熱力管網中旋轉式補償器的應用分析

郭娟

（鄭州市熱力總公司,鄭州 450000）

熱力管網的運行狀態必須保持穩定和安全，影響其安全運行的因素之一是熱脹冷縮問題。要解決熱漲冷縮帶來的應力以及熱伸長等問題，需要安裝補償器進行應對。補償器的形式多種多樣，本文所要分析的是旋轉式補償器，主要對其特點、優勢等進行論述。

熱力管網；旋轉式補償器；應用分析

0　引言

我國熱電企業的建設力度和規模都在不斷擴大和增大，隨著推廣力度的提升，熱網管道的技術要求和出現的問題同比增加，供熱質量日漸成為熱電企業的重要工作，必須加以高度重視。在實際工作中，由于供熱管網常見的受熱伸長的問題，需要采用技術措施來加以應對，這就需要各種補償器發揮其各自的功能。其中旋轉式補償器以其良好的密封性能以及長距離的補償能力，為熱力管網的安全行和可靠性保駕護航。

1　旋轉式補償器應用背景

（1）熱力管網的熱伸長一直存在于熱力系統運行中，是長期存在的問題。傳統的解決方法一般是采用自然補償的方式來進行補償，但是由于其需要布設等多方面的因素，補償的效果和能力都不盡如人意。而且隨著熱電企業的發展與運行管理能力的提升，對成本的核算要求盡量采用地建設成本的設備與技術，而自然補償方式的建設成本過高，已經不能適應熱網工程的現實需求。在這種背景下，對補償器的升級改造工作就成了迫在眉睫的事情。旋轉式補償器的使用很好地解決了這一難題。其密封性能好，長時間使用也不會泄露，長距離的補償能力節省了管網建設成本，經濟性能和安全性能等多重優勢為熱力管網的建設提供了更多的有力保障。

（2）在產業政策的推動下，城市管網建設發展迅猛。南北方的熱網建設各有特點，例如南方是蒸汽管網為主，北方是以熱水管網為主，采用的運行方式也略有不同。無論哪種運行，都是利用熱力管道輸送介質，在傳送過程中必然要受到外界環境、溫度變化等的影響，導致熱脹冷縮現象發生，對管壁的影響是很大的。當管材的強度極限被打破時，就會造成管材的破壞。要規避事故的發生，就要使用補償器，對管材的熱漲冷縮產生約束作用，減小管壁受到的壓力，即熱應力。防止熱應力的過大帶來管材的破壞。因此，補償器是熱力管網設計與運行的關鍵技術之一，應選擇安全、性能優越、經濟耐用的補償器優化管網[1]。

2　旋轉式補償器的結構

旋轉補償器主要是由旋轉定心軸承、旋轉管、密封座等構建組成。要實現旋轉補償器的密封效果達到最佳，必須使用性能非常好的密封材料。密封材料的使用主要包括：

（1）環向密封。對于密封壓蓋的壓緊力來說，使用密封材料緊密結合密封壓蓋，將旋轉管緊密結合在密封座上，并擰緊壓緊螺栓進行進一步緊密。這樣，及時發生微小的泄露，依然不會造成任何惡劣影響。

（2）端面密封。利用環向密封的熱膨脹系數比較高的蒸汽熱網管道，實現更好的密封性，使用端面密封是再好不過的了。端面密封材料的特點是在高壓蒸汽中，取消低壓蒸汽后產生更好的密封效果。在使用過程中，摩擦系數、盲板力在旋轉補償器中產生的自身扭矩可以保持非常好的強度，摩擦系數能夠被非常好地利用。實現了對密封性能的控制。

3　旋轉補償器的應用要點

（1）旋轉補償器的應用要點之一就是實現長距離供熱。通過使用固定支架，將管道熱位移進行控制，熱位移越大，管道脫架的問題就越小需要注意的是固定支架的長度選取長度要足夠。因為管托的長度決定了熱管道前行的方向偏離的角度。要保證固定支架能夠達到供熱管網的使用要求，最好是在管段內安裝導向支架。

（2）為了避免旋轉式補償器在擺動過程中發生側向唯一，應考慮在補償其附近的導向支架加裝固定支架，以避免發生側傾位移。

（3）不能將旋轉式補償器的補償能力布置的特別長，布置長度要考慮布置間距和設計溫度的參考值。例如設計溫度在三百攝氏度之內的。布置兼具應控制在四百五十米范圍內。設計溫度如果大于三百攝氏度，那么布置間距應考慮縮小距離。

4　旋轉補償器的工作原理

（1）旋轉補償器在目前的熱電企業中的運用，組合方式一般為II型等，其工作原理為當不至于兩個固定之間的補償器發生作用時，旋轉力與L力臂形成大小一樣、方向不同的一對力，行成圍繞走中心旋轉的力偶，吸收力偶兩邊的管道的熱伸長量。

（2）旋轉補償器具有下述特點:1)旋轉補償器可以對距離，尤其是超長距離進行補償。按照一定距離在熱力管道上安裝時，必須要考慮地形、管道布設、工作介質等因素。例如在工作壓力為3.2MPA,管道總長度390米的管道來說，低支架架空鋪設的管道被設計為蒸汽管道。在工況下，熱網常用波紋補償器等已經無法滿足管內介質溫度和蒸汽工作壓力，因此，采用旋轉補償器來對管道進行熱伸長的補償是最佳的設計方案，并經過了各方的驗證，證明的確是最優方案[2]。2）在對上述管道進行設置時，最初的方案是使用方形補償器，這種設計方案雖然可以吸收管道熱伸長，但是管道鋪設安裝方形補償器的個數太多，安裝后，不僅影響管道鋪設的美觀度，而且增加了管道支架、固定支架等的安裝的數量，增加了工程項目支出。因此，最終選用了旋轉補償器，節省了造價，也能夠吸收過多熱伸長，可謂一舉兩得。3）根據地形等條件，在管道自然管外出進行旋轉II型補償器安裝過程中，DN150旋轉補償其的外伸臂高為七百五十毫米，在地形布置上，為了達到管道走向的美觀，可以將旋轉補償器垂直布置。這種設計方法經過在工程項目中的運用和常年運行后，狀態良好，未發生過任何事故。由此，我們得出旋轉補償器的又一特點，即旋轉補償器具有超長距離的補償能力。補償和布置數量根據工程施工具體情況而定。

整個ETC試驗循環中有三個區域氨泄漏超標，分析為在低溫區域，即低溫區轉化效率和溫度修正標定過高造成的，此時的轉化效率和溫度可以修正。

按照試驗分析，對WP4國Ⅳ柴油機的氨泄漏進行多次修正標定。

外特性試驗：

外特性曲線上，最低油耗率197g/KWh,排溫、煙度都在滿足設計要求。

外特性曲線上，NOx轉化效率隨SCR箱上游溫度規律為:隨溫度的升高轉化效率升高。

5　結束語

濰柴WP4混合動力國Ⅳ柴油機已經開發成功，下一步將進行耐久試驗和整車匹配，本柴油機具有動力性、經濟性好，體積小，重量輕，噪聲低，排放水平高等優點，是新一代綠色環保節能型柴油機，必將成為客車、城市公交等產品的理想動力；由于混合動力排放法規還沒有頒布，所以暫時混合動力車的排放按車用機標準執行。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.144

牟宗樂（1968-）,男,山東濰坊人,本科,工程師,部門經理,主要研究方向:柴油機制造技術、故障模式分析、柴油機升級研發。