管道自然补偿
3．自然补偿
3．１利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Ｚ管道)所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。
蒸汽直埋管道正是在温度变化时,弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。
热力管道热伸长量ΔL=a(t
2-t
1
)L ?mm
ａ——管道在相应温度范围内的线胀系数 mｍ/m℃
L——管道长度 m
ｔ
1
——管道安装温度℃
t
2
——管道设计使用（介质）温度℃
上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等)摩擦约束作用、相对位移影响等。
３.2 L型自然补偿
文献［８]提出Ｌ
长≦0.8５L
kp
或（L
长
+L
短
)/2≦０.85Ｌ
kp
L ｋp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到Ｌ
kp
时热胀和内压作用弯头处引起综
合应力达到安定性变形的极限值2σs。通常Ｑ23５，σs取80ＭPa。
此与Ｌ=１．1x[（ΔLDw）／300]１／2计算结果基本一致。
对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式,这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。这就在某些工况下，要求设有补偿直管段(较通常管径扩大的直管段)或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头)等。
3．3 Z型自然补偿
文献［8］提出最小短臂长度L
ｍiｎ
概念
L
mｉｎ
＝0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 m??
Ｌ
长≦０.８5ｌ
ｋp
?L
短
≧１.15 Ｌ
ｍin
同时满足上两式要求,才能保证管道塑性变形不超过安定范围。即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。
Z型也可按两个L型进行补偿计算。
3.4 图解Ｌ型补偿
随着科技进步，蒸汽直埋保
温管设计结构有新的发展,可位
移固定墩问世应用（1９98)。文
献[5］介绍了在不考虑弯管柔性
系数和应力加强系数情况下,利
用经验绘制的图表可迅速的对
Ｌ管道进行柔性补偿判断，确定
长、短臂尺寸。此石化系统应用
广泛,也满足热力无分支管道使
用。
Ｌ
短=k Ｌ
长
?k值由图1查出
对于一端固定有位移时,采用图２进行图表解求短臂长度。
4．补偿器补偿
４.１在蒸汽直埋管道中,采用补偿器进行管道的热补偿，实践证明是有效和科学的。特别是我国近年设计、制造、开发热网用补偿器取得骄人的进步：大补偿量、小刚度、变推力、平衡式以及不设井室全封闭、自导向、抗扭曲直埋波纹膨胀节和单密封、双密封、柔性填料套筒式补偿器相继推出，SEBF(环氧粉末喷涂）高防腐性以及密封防水封端设计、无约束直埋技术，极大地为城镇供热直埋蒸汽保温管道的发展推广做出贡献。目前П型(方形）补偿器在直埋管道因占地大、躲障困难很少应用,球型、铰链补偿器虽然变形应力小、流体阻力也小,但因结构复杂、密封困难，出现事故难维修，在直埋管道中极少应用。
４.2 补偿器设计选择
（1)补偿器设计选择原则
补偿器设计选择是热网中六大技术关键之一，也是直埋管道热网事故多发所在,是管系中最薄弱环节。设计选择必须坚持：
1）结构科学，技术成熟;
2)材质保证,工艺严谨；
3）参数正确(压力、温度、位移量、许用疲劳寿命、预变形等）设计无误；
4）检验规范,安全可靠；
5）防腐保温，质量确保。
再加上正确安装,合理的操作，就会减少或杜绝由补偿器给我们带来的事故隐患。
（2）波纹膨胀节的许用疲劳寿命
补偿器中的波纹管件是在材料屈服极限的高应力状态下工作，每一次变化都不能恢复其原来的自由长度而留有残余变形,往复循环，残余变形累计到一定程度,波纹管就会发生破坏,而破坏的循环次数称之为补偿器的疲劳寿命Ｎc。实际应用时,取一定的安全系数n
ｆ
(倍数)。补偿器的许用疲劳寿命[N］为
[N］=Nc／n
f 而n
ｆ
一般为10～1５
由于生产厂家设计选取n
f
值不同,实际补偿器[N］也大不相同，相差甚大。
行标“城镇供热预制蒸汽保温管技术规程”中，要求管道寿命２5年以上，实际直埋管道,由于使用负荷变化，操作频率大,昼夜用量不均,这就要求制造厂家,提供的产品[N]≥１00０次以上。文献［4］提供膨胀节许用疲劳寿命的推荐值如表1。
膨胀节许用寿命的推荐值
热力管网，投资强度大,特别是蒸汽直埋管道,一次性投资更为偏重,这就更要求我们用好资金，加强薄弱环节的力度，提高波纹补偿器的许用疲劳寿命达到化工I 级管道点应力循环次数700０次水平,才能保证管道安全。
波纹节补偿器的位移量,也称补偿量,与疲劳寿命有关。次数多，位移量就小；反之,次数少,补偿量就大。文献［8］给出产品补偿量修正系数ＣＮ如表2。
X=C ＮX 0
X ——许用疲劳循环次数下的修正补偿量
ＣN ——?补偿量修正系数
X 0——设计条件下的补偿量值(20０次） 各供应制造厂修正系数不同,设计选
用时应注意。图3给出了国标GB1674９“压
力容器膨胀节”波纹补偿器循环次数对位
移量修正曲线数据。
(3)使用温度对补偿器压力、位移量的
影响
各膨胀节生产厂,由于设计温度T 、压
力Ｐ不同,采用的安全疲劳系数n f 不同，波
纹补偿器具有的性能相差很大。故设计选择时一定要明确这些关键技术参数值。
a. 温度对压力的影响
如某公司[7]样本列出温度影响系数K ｔ，见表3。(此３００℃为设计基准） 两者明显不同,但 Ｐ０=Ｐ／ Kt
P 0——补偿器额定压力?M Ｐa
Ｐ——补偿器实际压力 MPa
b ． 温度对位移量的影响
对各种不同材质的波纹膨胀节，温度对位移量(补偿量)影响也不同。文献［2］给出了多种材料波纹管温度对位移量的修正曲线。详见图４a 、4b 。 图4a 分析,Ｑ23５A 材质，１50℃前不变
化,300℃降为0．75。
从图4ｂ分析，不锈钢0Cr1９Ｎi9等材料,
２5℃开始变化１．1３,1５0℃降为1.01水平，
2５0
℃时为1.０0，至３5０℃不变。可见不锈
钢在高温度时位移量修正影响比Ｑ235A 小。
根据此性能,我们建议直埋蒸汽管外套管
(外护管)如设有补偿时,应选择碳钢Ｑ235A 或相应材料为宜，而工作管补偿器就不能像过去有的厂家为“降低成本”夹设碳钢材料在内,此是危险的。实践证明,其寿命也确实不长。
（４）膨胀节（补偿器)补偿量的确定
综上所述,膨胀节的补偿量相对不是一个定数，工作温度影响压力,同时也影响位移量。这就要求我们设计时,必须通盘考虑许用疲劳寿
命(次）、安全系数、实际的工作温度、压力和补偿器可提
供的位移(补偿量）。建议，依照ＣJJ34-2002（J216-2002)
设计规范[１0]要求,蒸汽直埋保温管道补偿器宜按：
通常工作压力/公称压力=0.７5，通常工作位移/额定
位移=０.7０，来选择补偿器，才能确保超常规安全裕度,
使城镇供热管网压力管道寿命在25年以上，点应力循环次
数在7000次水平。
(５）热网工程中波纹膨胀节损坏的事故分析
波纹膨胀节是典型低频疲劳部件(即频率<１０5）,其
波峰和波谷处于塑性高应力范围内,极易在较低的循环次
数下发生疲劳破坏而失效。蒸汽直埋管道在输送介质、气
流脉冲、阀门开启、封关、分支节点、弯管阻力变化,特别
是管道的汽水冲击——水锤,使之管道发生变频震动。
波纹破坏的主要原因是疲劳破坏，腐蚀破坏以及扭曲破坏:
1）水质处理不好,蒸汽中含有Cl离子，造成不锈钢波纹点蚀或晶格腐蚀；
2）输送介质高压蒸汽，线速υ>３0m／s以上,在三通、弯头、阀门处形成湍流，使之补偿器原设计的导流筒低频大幅震动而破坏，特别是大口径,大补偿量导流筒L＞460mm以上更易发生导流筒疲劳断裂，吹掉;
3)设计或操作失误,造成汽水冲击，爆破性水锤，严重打（震）破波纹管元件;
４)大口径螺旋管道，因其内应力没消除，使之恢复应力造成波纹节扭曲破坏；
５)安装偏转，固定墩发生滑移，应力失去平衡,也是造成波纹元件扭转（曲)变形破坏的原因之一。
上述几点，我们必须在设计、安装、制造、操作中注意防范。
４.３柔性填料套筒补偿器
近年来，军转民,许多国防骨干企业转民用发展，柔性填料套筒补偿器诞生就是一例[7]。早在1989年经省级技术鉴定，93年又申请授权专利，94年获辽宁省高新技术金奖的RＭＴ型套筒补偿器实际应用多年,效果良好。它补偿量大，造价低，安全可靠(带限位环）。泄漏小,寿命长8～1０年维修一次。在不停汽，不降低正常工作压力的情况下，采用压力枪注射密封填料为生产、维修带来更大方便。为提高使用寿命,内筒采用喷射工艺，增强了防腐性能,消除Cｌ离子晶格腐蚀和应力腐蚀。
结合管道分支、设阀井室操作，选用套筒式补偿器作管道热补偿是科学、经济、安全的。
5．结束语
（１)蒸汽直埋管道热补偿,结合管路走向(路由)采用自然补偿方式经济、合理、可靠、安全。使用推制弯管,消弱弯头顶部最大环向应力及与凸面相差15°～
２0°最大轴向应力区影响，避免弯头焊口处综合应力大。最危险［３]出现，是L型补偿有效措施。
（2)Z型自然补偿器,可看成2个L补偿组合。在保证短臂最小长度，受力最大的是Z型管道的两个端点处,应采用有效技术措施处理。
（3)图解Ｌ型补偿器设计,除带多分支、节点管道外，一般均可使用，是一经济、迅速的科学方法。
(4)采用波纹膨胀节补偿直埋蒸汽管道热位移，是有效技术途径之一。温度、压力，许多疲劳寿命和位移补偿量应科学确定。并留足够的安全裕度。消除或减弱因补偿器管道设计薄弱环节带来的事故隐患。
(5)柔性填料套筒补偿器在直埋管道设计时与井室结合应用，效果好，节约投资，便于维修,使用寿命长。
（6）蒸汽直埋管道外护管补偿时宜选用碳钢波纹材质补偿器,不必用价格高不锈钢补偿器。
上述之说,仅一孔之见,敬请指证。
参考文献
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［２]《压力容器波纹膨胀节》国家技术监督局ＧB1674９-１997
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［４］李永生李建国《波形膨胀节实用技术——设计、制造与应用》
[5]《石油化工装置工艺管道安装设计手册》第一篇设计与计算中国石化出版社１994第1版
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[7]《城市供热补偿器焊制套筒补偿器》中华人民共和国建设部ＣJ/T3０16.２
[8]《波纹膨胀节系列专利产品》沈阳波纹管制造有限公司样本 1997
[9]《热网用波纹补偿器》北京兴达波纹管有限公司样本２００3
[10]陈友焰 RMＴ型“柔性填料套筒式补偿器”专利ＺL93２２981８.4及产品说明书
中航工业总公司沈阳黎明发动机制造公司冶金处
［11]中华人民共和国行业标准城市热力网设计规范CJJ34－２00２、Ｊ２16-２00２
补偿器选型说明书
一、适用围 本选型说明书，适用于我公司自行研制开发的第三代产品双向套筒补偿器、单向套筒补偿器、万向球式补偿器在供热管网中的应用，确定了产品的分类、型号、性能特点、选型计算、安装及注意事项等。 套筒补偿器是流体管道的一种新型热补偿装置，可满足管网敷设各种形式（架空、地沟、直埋）的要求。 二、主要规格 公称直径：DN65～DN1200mm 设计温度：150o C 设计压力：≤2.5Mpa 补偿量：50～400mm 角位移：±15° 设计寿命：15～20年 三、双向套筒补偿器 ○1型号 LMRB 500—1.6 / 120 轴向补偿量 设计压力 公称直径 产品型号 ○2产品示意图 双向套筒补偿器外形图 ○3性能及特点 （1）双向性
双向补偿，双向导流，可适用于循环管网。 （2）直埋免维护，减少费用 与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。 （3）双向套筒补偿器不适用地下水位较高的地理环境。 （4）安全性高 采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。 （5）无约束、降低工程造价 外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。 （6）方便施工、提高效率 安装时双向套筒补偿器（图1），位于两固定支架中间位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。补偿器可不受施工条件的限制，对于特殊环境下，如施工中遇到电缆线、煤气管线等不可动障碍时，可临时调整补偿器的安装位置，使L≠L而不影响使用，为管网施工提供了极大的方便。 （图1） 四、单向套筒补偿器 ○1型号 LMDB 800—1.6 / 200 轴向补偿量 设计压力 公称直径 产品型号
管道自然补偿培训课件
3．自然补偿 3．1 利用管道自然弯曲形状（或设计成L或Z管道）所具有的柔性，补偿其管道自身的热胀和端点的位移称之为自然补偿。 蒸汽直埋管道正是在温度变化时，弯管部分塑性变形和一定量的弹性变形实现管道的自然补偿的。 热力管道热伸长量ΔL=a(t 2-t 1 )L mm a——管道在相应温度范围内的线胀系数 mm/m℃ L——管道长度 m t 1 ——管道安装温度℃ t 2 ——管道设计使用（介质）温度℃ 上式计算的管道伸长量ΔL是相对保守的，它没有考虑管道与其接触面（保温材料等）摩擦约束作用、相对位移影响等。 3．2 L型自然补偿 文献[8]提出 L 长≦0.85L kp 或（L 长 +L 短 ）/2≦0.85L kp L kp ——极限臂长，是L弯管的臂长达到L kp 时热胀和内压作用弯头处引起综 合应力达到安定性变形的极限值2σs。通常Q235，σs取80MPa。 此与L=1.1x[(ΔLDw)/300]1/2计算结果基本一致。 对于绝大多数蒸汽直埋保温管多采用钢外套或玻璃钢/钢外套管形式，这不同于架空软质外套保温，要求工作管除自身应力满足安全需要外，外护管还必须有足够空间，保证工作管道的膨胀或位移不受外套管的阻碍、限制，同时保证绝热效果良好。这就在某些工况下，要求设有补偿直管段（较通常管径扩大的直管段）或补偿弯头（偏心补偿驼背弯头）等。 3．3 Z型自然补偿 文献[8]提出最小短臂长度L min 概念 L min =0.8x0.65(ΔLDw) 1/2 m L 长≦0.85l kp L 短 ≧1.15 L min 同时满足上两式要求，才能保证管道塑性变形不超过安定范围。即短臂不过短，刚度不过大，不引起强度破坏或疲劳破坏。 Z型也可按两个L型进行补偿计算。 3．4 图解L型补偿 随着科技进步，蒸汽直埋保 温管设计结构有新的发展，可位 移固定墩问世应用（1998）。文 献[5]介绍了在不考虑弯管柔性 系数和应力加强系数情况下，利 用经验绘制的图表可迅速的对L 管道进行柔性补偿判断，确定 长、短臂尺寸。此石化系统应用 广泛，也满足热力无分支管道使 用。 L 短=k L 长 k值由图1查出
波纹补偿器型号大全-参数选用及公式计算
轴向型内压式波纹补偿器(HZN) 补偿器由一个波纹管和两个端接管构成，端接管或直接与管道焊接，或焊上法兰再与管道法兰连接。补偿器上的拉杆主要是运输过程中的刚性支承或作为产品预变形调整用，它不是承力件。该类补偿器结构简单，价格低，因而优先选用。 用途：轴向型内压式波纹补偿器(轴向型波纹补偿器)主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它补偿角位移。 型号：DN32-DN8000，压力级别0.1Mpa-2.5Mpa 连接方式：1、法兰连接2、接管连接 产品轴向补偿量：18mm-400mm 一、型号示例 举例：0.6TNY500TF 表示：公称通径为Φ500，工作压力为0.6MPa，(6kg/cm2)波数为4个，带导流筒，碳钢法兰连接的内压式波纹补偿器。 二、使用说明： 轴向型波纹补偿器主要用于补偿轴向位移，也可以补偿横向位移或轴向与横向的合成位移，具有补偿角位移的能力，但一般不应用它来补偿角位移。 三、内压式波纹补偿器对支座作用力的计算：
内压推力：F=100·P·A轴向弹力：Fx=Kx·（f·X） 横向弹力：Fy=Ky·Y 弯矩：My=Fy·L 弯矩：Mθ=Kθ·θ 合成弯矩：M=My+Mθ 式中：Kx：轴向刚度N/mm X：轴向实际位移量mm Ky：横向刚度N/mm Y：横向实际位移量mm Kθ：角向刚度N·m/度θ ：角向实际位移量度 P：工作压力MPa A：波纹管有效面积cm2(查样本) L：补偿器中点至支座的距离m 四、应用举例： 某碳钢管道，公称通径500mm，工作压力0.6MPa，介质温度300°C，环境最低温度-10°C，补偿器安装温度20°C，根据管道布局（如图），需安装一内压式波纹补偿器，用以补偿轴向位移X=32mm，横向位移Y=2.8mm，角向位移θ=1.8度，已知L=4m，补偿器疲劳破坏次数按15000次考虑，试计算支座A的受力。 解：（1）根据管道轴向位移X=32mm。 Y=2.8mm。 θ=1.8度。 由样本查得0.6TNY500×6F的轴向位移量X0=84mm， 横向位移量：Y0=14.4mm。角位移量：θ0=±8度。 轴向刚度：Kx=282N/mm。横向刚度：Ky=1528N/mm 。 角向刚度：Kθ=197N·m/度。用下面关系式来判断此补偿器是否满足题示要求： 将上述参数代入上式： （2）对补偿器进行预变形量△X为：
管道热补偿
管道热补偿provision for expansion of district heat supply pipe 防止管道因温度升高引起热伸长产生的应力而遭到破坏所采取的措施。主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。 利用管道的弯曲管段（如L形或Z形）的弹性变形来补偿管道的热伸长，称自然补偿，所能补偿的管段较短。 补偿器有多种形式。套管补偿器的补偿能力大，外形紧凑，供热介质流动阻力小，但由于内装填料，需要经常检修，不能承受横向位移，且使支座承受较大的轴向推力，故多用于管径大于200毫米的直管段上（在给水工程中称伸缩管）。 方形补偿器（见图）常用钢管煨弯或焊接制成，但供热介质流动阻力较大，制造方便，不用经常维修，不用经常维修，但供热介质流动阻力较大，方形补偿器常用钢管煨弯或焊接制成，外形尺寸也较大。波纹管补偿器结构简单，一般补偿能力较小，成对配置时可补偿弯曲管段的热伸长。球形补偿器本身可沿轴线旋转任意角度，通常以两个为一组来补偿管道的热伸长补偿能力较大，易适应空间变动，供热介质的流动阻力也小，只是制造要求严格。 在中国，称自然补偿，目前以自然补偿、套管补偿器和方形补偿器应用最为普遍。 管道的热变形计算： 计算公式：X=a·L·△T x 管道膨胀量 a为线膨胀系数，取0.0133mm/m L补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度 △T为温差（介质温度-安装时环境温度） 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，铰链型补偿器的铰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死或限制其活动范围，应保证各活动部位的正常动作。 8、水压试验时，应对装有补偿器管路端部的次固定管架进行加固，使管路不发生移动或转动。对用于气体介质的补偿器及其连接管路，要注意充水时是否需要增设临时支架。水压试验用水清洗液的96氯离子含量不超过25PPM。
蒸汽管道计算实例
、八、、》 刖言 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数：蒸汽管道始端温度250C，压力1.0MP;蒸汽管道终端温度240C，压力0.7MP （设定）； VOD用户端温度180C，压力0.5MP; 耗量主泵11.5t/h辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠 近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。
5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、 滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求 已知：蒸汽管道的管径为Dg200,长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250C查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为 4.21kg/m3。 假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240C查《管道设计》表1 —3得蒸汽在该状态下的密度p为2.98kg/m3。 （一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一） 名称 阻力系数 （0数量 管子公称直径 （毫米） 总阻力 数 止回阀旋启式312003 煨弯R=3D0.3102003 方型伸缩煨弯5620030 器R=3D 2 、蒸汽管道的水力计算
蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算
蒸汽供热管道中波纹管补偿器的设计计算 摘要：研究了蒸汽供热管道设计中常用的外压轴向型波纹管补偿器、拉杆型波纹管补偿器、铰链型波纹管补偿器在典型管段中的布置、设计计算，提出了波纹管补偿器的选用程序。 关键词：蒸汽供热管道；波纹管补偿器；热补偿 在城市直埋蒸汽供热管道的设计中最经济的补偿应为自然补偿，自然补偿利用弯曲管段中管道的挠曲来补偿热位移，但补偿能力有限。当自然补偿不能满足要求时，通常选用补偿器吸收热位移。常用补偿器有方型补偿器、套筒补偿器、球型补偿器及波纹管补偿器[1-6]。本文主要研究蒸汽供热管道设计中常用的波纹管补偿器及其在典型管段设计中的计算、选用。 1 常用的波纹管补偿器 波纹管补偿器是以波纹管作为挠性元件，并由端管及受力附件组成。波纹管补偿器补偿量大，补偿方式灵活，结构紧凑，位移反力小，使用过程中不需维护。可根据固定支座及设备的受力要求，灵活设计结构型式。 ①外压轴向型波纹管补偿器 外压轴向型波纹管补偿器由承受外压的波纹管、导流筒及进、出口管等组成。外压轴向型波纹管补偿器能吸收轴向位移，但不能承受管道内压产生的强大推力，因此外压轴向型波纹管补偿器一般用于低支架敷设、埋地管道敷设的直管段中。 ②拉杆型波纹管补偿器 拉杆型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及拉杆、端板、垫圈等组成。拉杆型波纹管补偿器能吸收任一平面内的横向位移并能承受管道内压产生的推力，因此广泛应用于高支架的地上敷设蒸汽供热管道，特别是管道穿越道路、高垂直段或水平转弯段的设计中。因此在设计中一般优先考虑使用拉杆型波纹管补偿器。 ③铰链型波纹管补偿器 铰链型波纹管补偿器由经中间管道连接的2个波纹管及销轴、铰链板和立板等结构件组成。2～3个铰链型波纹管补偿器配套使用时，能吸收一个平面内横向位移并能承受管道内压产生的推力。铰链型波纹管补偿器以角位移的方式吸收平面弯曲管段的热位移。一对铰链型波纹管补偿器吸收横向位移时，角位移一定，其所能吸收的横向位移与2个铰链型波纹管补偿器之间的距离成正比，在施工现场条件允许下尽量增加2个铰链型波纹管补偿器之间的距离，可更有效发挥其补偿能力。因此铰链型波纹管补偿器被广泛应用于蒸汽供热管道设计中。
管道压力损失计算
冷热水管道系统的压力损失 无论在供暖、制冷或生活冷热水系统，管道是传送流量和热量必不可少的部分。计算管道系统的压力损失有助于： （1） 设选择正确的管径。 （2） 设选择相应的循环泵和末端设备。也就是让系统水循环起来并且达到热能传送目的 的设备。 如果不进行准确的管道选型，会导致系统出现噪音、腐蚀（比如管道阀门口径偏小）、严重的能耗及设备的浪费（比如管道阀门水泵等偏大）等。 管道系统的水在流动时遇到阻力而造成其压力下降，通常将之简称为压降或压损。 压力损失分为延程压力损失和局部压力损失： — 延程压力损失指在管道中连续的、一致的压力损失。 — 局部压力损失指管道系统内特殊的部件，由于其改变了水流的方向，或者使局部水流通道变窄（比如缩径、三通、接头、阀门、过滤器等）所造成的非连续性的压力损失。 以下我们将探讨如何计算这两种压力损失值。在本章节内我们只讨论流动介质为水的管道系统。 一、 延程压力损失的计算方式 对于每一米管道，其水流的压力损失可按以下公式计算 其中：r=延程压力损失 Pa/m Fa=摩擦阻力系数 ρ=水的密度 kg/m 3 v=水平均流速 m/s D=管道内径 m 公式（1） 延程压力损失 局部压力损失
管径、流速及密度容易确定，而摩擦阻力系数的则取决于以下两个方面： （1）水流方式，（2）管道内壁粗糙程度 表1：水密度与温度对应值 水温°C10 20 30 40 50 60 70 80 90 密度 kg/m3999.6 998 995.4 992 987.7 982.8 977.2 971.1 964.6 1．1 水流方式 水在管道内的流动方式分为3种： —分层式，指水粒子流动轨迹平行有序（流动方式平缓有规律） —湍流式，指水粒子无序运动及随时变化（流动方式紊乱、不稳定） —过渡式，指介于分层式和湍流式之间的流动方式。 流动方式通过雷诺数（Reynolds Number）予以确定： 其中： Re=雷诺数 v=流速m/s D=管道内径m。 ?=水温及水流动力粘度，m2/s 表2：水温及相关水流动力粘度 水温m2/s cSt °E 10°C 1.30×10-6 1.30 1.022 20°C 1.02×10-6 1.02 1.000 30°C 0.80×10-6 0.80 0.985 40°C 0.65×10-6 0.65 0.974 50°C 0.54×10-6 0.54 0.966 60°C 0.47×10-6 0.47 0.961 70°C 0.43×10-6 0.43 0.958 80°C 0.39×10-6 0.39 0.956 90°C 0.35×10-6 0.35 0.953 通过公式2计算出雷诺数就可判断水流方式： Re<2,000：分层式流动 Re：2,000-2,500：过渡式流动
管道热补偿量计算
采暖补偿器计算 该帖被浏览了4176次| 回复了27次 1引言固定支架是暖通空调中经常用到的一种支架，它在系统中起固定和支撑管道的作用，一般由设计人员根据需要设定具体位置，各种规范中规定较少，补偿器用于吸收管道因温度增高引起膨胀造成的长度增大。有“г”型、“Z”型的自然补偿器和方形、套筒、波纹管补偿器等多种形式，设计人设计时依据伸缩量、管径等条件选用。可是现在许多设计人员对此不重视，或漏画，或胡乱对付，位置和数量都没有经过仔细推敲，不甚合理，本文根据笔者经验，总结了一套在室内95/70℃热水采暖系统设计中快速设置固定支架和补偿器的方法，结合示例详述如下，望能起到抛砖引玉的作用。由于成文比较仓促，文中定有许多不足之处，望各位指正。 2设计计算系统中固定支架的设置应在管径计算完毕之后，此时系统管道的布置已经完成，系统每一段的管径已经计算确定，固定支架可以开始布置。 2.1 计算管道热伸长量 (1) △X——管道的热伸长量,mm; t1——热媒温度,℃, t2——管道安装时的温度, ℃,一般按-5℃计算. L——计算管道长度m; 0.012——钢铁的线膨胀系数,mm/m·℃ 按t1=95℃简化得 (2 ) 2.2确定可以不装补偿器和应用“г”型、“Z”型管段自然补偿的管段 对于本文所述系统由固定点起，允许不装补偿器的直管段最大长度民用建筑为33m，工业建筑为42m。（管道伸长量分别为40mm和50mm）。实际设计时一般每段臂长不大于20～30m,不小于2m。在自然补偿两臂顶端设置固定支架。“г”型补偿器一般用于DN150以下管道；最大允许距离与管径关系见表1。“Z”型补偿器可以看做两个“г”型补偿器。 表1 г”型补偿器最大允许距离 补偿器形式敷设方式 管径DN（mm） 25 32 40 50 70 80 100 125 150 г型 长边最大间距L2（m）15 18 20 24 24 30 30 30 30 短边最小间距L1（m）2 2.5 3 3.5 4 5 5.5 6 6 2.3确定不能进行自然补偿部分管道的热伸长量,并根据计算结果设置补偿器 能进行自然补偿部分管道确定了，其余部分就是应该设置补偿器的部分。计算这部分伸长量，
蒸汽管道计算实例之欧阳歌谷创编
前言 欧阳歌谷（2021.02.01） 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和西安向阳喷射技术有限公司提供的。 主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）； VOD用户端温度180℃，压力0.5MP； 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的内容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。
3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。 5、蒸汽管道通过厂房内部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规范要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。 假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。（一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）
煨弯R=3D0.3102003 煨弯 5620030方型伸缩器 R=3D 2、压力损失 2—1式中Δp—介质沿管道内流动的总阻力之和，Pa； Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ； g—重力加速度，一般取9.8m/s2； υp—介质的平均比容，m3/kg； λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ； d—管道直径，已知d=200mm ； L—管道直径段总长度，已知L=505m ； Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36； H1、H2—管道起点和终点的标高，m； 1/Vp=ρp—平均密度，kg/m3； 1.15—安全系数。 在蒸汽管道中，静压头(H2-H1)10/Vp很小，可以忽略不计所以式2—1变为
热力管道的补偿类型和方式
热力管道的补偿类型和方式 热力管道的补偿方式有两种：自然补偿和补偿器补偿。 1．自然补偿 自然补偿就是利用管道本身自然弯曲所具有的弹性，来吸收管道的热变形。管道弹性，是指管道在应力作用下产生弹性变形，几何形状发生改变，应力消失后，又能恢复原状的能力。实践证明，当弯管角度大于30°时，能用作自然补偿，管子弯曲角度小于30°时，不能用作自然补偿。自然补偿的管道长度一般为15～25m，弯曲应力бbw不应超过80MPa。 管道工程中常用的自然补偿有：L型补偿和Z型补偿。 2．补偿器补偿 热力管道自然补偿不能满足，应在管路上加设补偿器来补偿管道的热变形量。补偿器是设置在管道上吸收管道热胀冷缩和其他位移的元件。常用的补偿器有方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器。 （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。 方形补偿器按其外形可分为Ⅰ型－标准式（c＝2h），Ⅱ型－等边式（c＝h），Ⅲ型—长臂式（c＝0.5h），Ⅳ型－小顶式（c＝0），其中Ⅱ型、Ⅲ型最为常用。制作方形补偿器必须选用质量好的无缝钢管揻制而成，整个补偿器最好用一根管子揻成，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。焊制方形补偿器时，当DN ≤200mm时，焊缝与外伸臂垂直，当DN＞200mm时，焊缝与轴线成45°角。（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。 波纹管材料。波纹管补偿器是采用疲劳极限较高的不锈钢板或耐蚀合金板制成
水泵管道压力损失计算公式
水泵的管道压力损失计算,水泵管道压力损失计算公式 点击次数：7953 发布时间：2011-10-28 管道压力损失,管道压力损失计算公式 为了方便广大用户在水泵选型时确定管道压力损失博禹公司技术工程师特意在此发布管道压力损 失计算公式供大家选型参考。通过水泵性能曲线可以看出每台水泵在一定转速下，都有自己的性能曲线，性能曲线反映了水泵本身潜在的工作能力，这种潜在的工作能力，在泵站的实际运行中，就表现为在某一特定条件下的实际工作能力。水泵的工况点不仅取决于水泵本身所具有的性能，还取决于进、出水位与进、出水管道的管道系统性能。因此，工况点是由水泵和管路系统性能共同决定的。 水泵的管道系统，包括管路及其附件。由水力学知，管路水头损失包括管道沿程水头 损失与局部损失。 Σh=Σhf+Σhj=Σλι/d v2/2g+Σζv2/2g （3-1） 式中Σh—管道水头损失，m； Σhf--管道沿程水头损失，m； Σhj--管道局部水头损失，m； λ--沿程阻力系数； ζ--局部水头损失系数； ι--管道长度，m； d--管道直径，m； v --管道中水流的平均流速，m/s。 对于圆管v=4Q/πd2,则式（3-1）可写成下列形式
Σh=（Σλι/12.1d5+Σζ/12.1d4）Q2=（ΣS沿+ΣS局）Q2=SQ2 （3-2） 式中S沿--管道沿程阻力系数，S2/m5,当管材、管长和管径确定后，ΣS沿值为一常数；S局--管道局部阻力系数，S2/m5,当管径和局部水头损失类型确定后，ΣS局值为一常数； S--管路沿程和局部阻力系数之和，S2/m5。 由式（3-2）可以看出，管路的水头损失与流量的平方成正比，式（3-2）可用一条顶点在原点的二次抛物线表示，该曲线反映了管路水头损失与管路通过流量之间的规律，称为管路水头损失特性曲线。如图3-1所示。 在泵站设计和运行管理中，为了确定水泵装置的工况点，可利用管路水头损失特性曲线，并将它与水泵工作的外界条件联系起来。这样，单位重力液体通过管路系统时所需要的能 量H需为 H需=H st+v2出-v2进/2g+Σh （3-3） 式中H需--水泵装置的需要扬程，m； H st--水泵运行时的净扬程，m； v2出-v2进/2g --进、出水的流速水头差，m; Σh--管路水头损失，m。 若进、出水池的流速水头差较小可忽略不计，则式（3-3）可简化为 H需=H st+Σh=H st=SQ2 （3-4） 利用式（3-4）可以画出如图3-2所示的二次抛物线，该曲线上任意一点表示水泵输送某一流量并将其提升H st高度时，管道中每位重力的液体所消耗的能量。因此，称该曲线为水泵装置的需要扬程或管路系统特性曲线。 本文档部分内容来源于网络，如有内容侵权请告知删除，感谢您的配合！
波纹管补偿器常用规格型号
波纹补偿器属于一种补偿元件。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。 常见型号有： 1、轴向型内压式波纹补偿器(ZN) 举例：0.6TNY500TF 表示：公称通径为Φ500，工作压力为0.6MPa，(6kg/cm2)波数为4个，带导流筒，碳钢法兰连接的内压式波纹补偿器。 2、轴向型外压式波纹补偿器(ZW) 举例：0.6TWY500×8JB 表示：公称通径为500mm，工作压力为0.6MPa(6kg/cm2)波数为8个，不锈钢管连接的轴向型外压式波纹补偿器。 注：疏水口的设置按用户要求。 3、轴向复式波纹补偿器(ZF)
举例：0.6FS100×20F 表示：工作压力为0.6MPa，通径DN=100mm，波数为20，法兰连接的复式波纹补偿器。 4、轴向复式拉杆波纹补偿器(FL) 举例：0.6FSL200×12J 表示：工作压力为0.6MPa，通径DN=200mm，波数为12，接管连接的复式拉杆波纹补偿器。 5、直埋式内压波纹补偿器(ZMNY) 举例：1.6ZMS200×6J 表示：工作压力为1.6MPa，公称通径为200mm，波数为6波，接管连接的直埋式>波纹补偿器。 6、万向铰链波纹补偿器(WJ) 举例：0.6WJY500×4F 表示：工作压力为0.6MPa，公称通径为500mm，波数为4，碳钢法兰连接的万向铰链波纹补偿器。
7、直管压力平衡式波纹补偿器（ZP） 举例：0.6ZYP500×8/6－JB 表示公称通径为500，工作压力为0.6MPa，大波纹管为8个波，小波纹管为16个波，连接形式为不锈钢接管连接的直管压力平衡式波纹补偿器。 8、曲管压力平衡式波纹补偿器 示例：0.25QYP700×8/4JB 表示：公称通径为φ700mm，工作压力0.25Mpa，波数为8/4，不锈钢接管连接的曲管压力平衡式波纹补偿器 中泰管道设备有限公司是一家专注于管道构件产品研究，生产以及销售为一体的创新企业。主营产品有：金属软管、防水套管、波纹管补偿器、伸缩器、传力接头、双法兰传力接头等管道设备。
燃气管道位移补偿及方形补偿器选型
燃气管道位移补偿及方形补偿器选型、制作与安装 1前言 管道燃气利及千家万户，它的安全运行也涉及广大民众的安全，因此，燃气管道的设计及安装质量尤为重要，不能有丝毫马虎。目前，我市部分设计和施工人员针对燃气管道位移补偿的问题不够重视，只要遇到伸缩缝，不考虑最大位移量，管道在伸缩缝处煨两个弯就认为可以了，更有甚者，拐几个弯焊几个弯头就应付了事。这种轻率的做法导致的直接结果将是：当管道无法满足位移补偿要求时，钢管某个焊口或薄弱点会因受力产生裂纹而漏气，从而发生安全事故，危及人民生命财产的安全。本文根据目前存在的问题提出燃气管道位移补偿、补偿量的确定及方形补偿器选型、制作与安装的有关问题，以供同行参考。 2管道位移量ΔX 根据我市燃气管道安装及运行的现状，需要考虑管道位移补偿的因素如下： (1)由于气温变化引起金属材料热胀冷缩而产生的位移补偿； (2)由于基础(地基)不均匀沉降，管道受外力作用引发的
位置变化的补偿， (3)管道通过建筑结构伸缩缝时，由于结构主体热胀冷缩而引发的管道位移补偿。 上述(1)项，由于我市气温变化较小，日温差与年温差均在材料许用应力的温差范围内(碳钢管许用应力范围内允许温度变化值为(Δt=48℃)。因此我市燃气管道的安装通常不考虑由于气温变化而引起的位移补偿。 而上述(2)、(3)项引起的管道位移量ΔX，是燃气管道的外加位移量，这些位移量的补偿是我市燃气管道设计和施工安装中所必须面对并解决的重要问题。但目前部分设计和施工人员并未考虑这些位移量fix，或凭空想出来，没有充分征求大楼结构设计等人员的意见，随便处理应付了事，这是不对的。正确的应是由有关方面向燃气管道的设计、施工单位提供楼宇的最大位移量，然后由燃气专业人员确定管道需满足的位移量。例如由于结构主体热胀冷缩引起的位移量应由结构设计方提供建筑结构主体水平方向的最大伸缩量，该量通常可视为燃气管道设计的管道水平方向位移量ΔX，由于基础不均匀沉降引起的燃气管道位移量ΔX，则应由建设单位综合地质、基础施工、基坑回填等多种状况，向燃气管道设计单位提交可能出现的不均匀沉降量，由燃气管道设计单
管道阻力损失计算
管道的阻力计算 风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。通常直管中以摩擦阻力为主，而弯管以局部阻力阻力为主（图6-1-1）。 图6-1-1 直管与弯管 （一）摩擦阻力 1．圆形管道摩擦阻力的计算 根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算： （6-1-1） 对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改为： （6-1-2） 圆形风管单位长度的摩擦阻力（又称比摩阻）为： （6-1-3） 以上各式中 λ——摩擦阻力系数；
v——风秘内空气的平均流速，m/s； ρ——空气的密度，kg/m3； l——风管长度，m； Rs——风管的水力半径，m； f——管道中充满流体部分的横断面积，m2； P——湿周，在通风、空调系统中即为风管的周长，m； D——圆形风管直径，m。 摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度有关。在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常，高速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高、表面粗糙的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。计算过渡区摩擦阻力系数的公式很多，下面列出的公式适用范围较大，在目前得到较广泛的采用： （6-1-4） 式中K——风管内壁粗糙度，mm； D——风管直径，mm。 进行通风管道的设计时，为了避免烦琐的计算，可根据公式（6-1-3）和（6-1-4）制成各种形式的计算表或线解图，供计算管道阻力时使用。只要已知流量、管径、流速、阻力四个参数中的任意两个，即可利用线解图求得其余的两个参数。线解图是按过渡区的λ值，在压力B0=101.3kPa、温度t0=20℃、宽气密度ρ0=1.204kg/m3、运动粘度 v0=15.06×10－6m2/s、管壁粗糙度K=0.15mm、圆形风管等条件下得出的。当实际使用条件下上述条件不相符时，应进行修正。 （1）密度和粘度的修正 （6-1-5） 式中Rm——实际的单位长度摩擦阻力，Pa/m； Rmo——图上查出的单位长度摩擦阻力，Pa/m； ρ——实际的空气密度，kg/m3； v——实际的空气运动粘度，m2/s。
补偿器类型及选用
补偿器类型及选用 天津市建筑设计院 孟蕾 摘要：补偿器又称膨胀节，在管系中采用补偿器可以在承受系统压力的同时，吸收因温差引起的热膨胀，这种设备在冶金装置、炼油设备、化工设计，火电厂或核电站，供热和制冷系统，以及低温设备中获得了成功的应用。用以补偿管道管道长度变化长生的应力的补偿方式可以分为自然补偿和补偿器补偿，其中补偿器可分为方形补偿器，波纹管补偿器，套筒补偿器以及球型补偿器等，本文主要接受啊各种补偿器的优缺点及适用条件。 关键词：管道补偿，补偿器，热补偿 补偿器是指在仪器中用于补偿相位差、光程差、偏振差、光强度或机械位移等变量的部件。 在暖通设计的范围内，由于工作介质及环境温度的变化导致管道长度发生变化，并产生拉（压）应力。当超过管道本身的抗拉强度时，会使管道变形或破坏。为此，在管道局部架空地段应设置补偿器，即膨胀器，使由温度变化而引起管道长度的伸缩加以调节得到补偿。 通常情况下，管道的变形产生位移可以由管道自己一定程度内的变形得到补偿，即所谓的自然补偿；当管道变形比较大管道自身不能在安全使用的条件下补偿的时候，就需要额外设置补偿器来补偿形变。 1.管道自然补偿 通常采用的自然补偿器有L 型和Z 型两种型式。其应用场合转角不大于150°时，管道臂长不宜超过20~25m，弯曲应力不应超过80MPa。 L 形与Z 形补偿器可以利用管道中的弯头构成，且便于安装。在管道设计中，应充分利用这两种补偿器做补偿， 然后再考虑采用其它种类的补偿器。 自然补偿的优点是可以节省补偿器，缺点是管道变形时产生横向位移。 架空管道中自然补偿不能满足要求时才考虑装设其 它类型的补偿器。 表 1 L 型补偿器最大允许距离 图1 自然补偿器的形式
管道温差补偿
管道温差补偿 当管道输送介质或管道所处环境有温度变化时，管道由温度引起的热胀冷缩是不可避免的，如果不采取一定的方式补偿该尺寸变化，将会在管壁内产生很高的应力，通过管道传至固定管架或设备，当温差过某一范围时，温差应力大于管子可承受的应力范围（材料的许用应力），这时就必须考虑补偿问题。 在管系补偿设计中，最为经济的是自然补偿，自然补偿是利用管道的自然弯曲形状所具有的柔性来补偿热位移（即为利用某一管道的弹性形变，来吸收另一管道的热胀冷缩），显然自然补偿的能力是有限的，当自然补偿不能满足要求时，通常应考虑设置波纹管膨胀节等补偿装置。 管系所受载荷主要是外力载荷（管道及流动介质自重，内压，风载，地震荷载等〕和位移载荷，设置管架的目的在于消除外载作用在设备或管道上的作用力，且可把复杂管系分隔成形状比较简单，独立膨胀的管段，保证膨胀节的最佳使用效果。设置膨胀节的目的，在于吸收管道自身无法吸收的热变形，最大限度地减小位移载荷。 一、管道热补偿的设计原则： 1、首先应从管道布置上考虑自然补偿； 2、应考虑管道的冷紧； 3、在上述两条件未能满足管道热伸长补偿要求时，必须采用补偿器。 二、自然补偿的方法： 当弯管转角小于150℃时，能用作自然补偿；大于150℃时不能用作自然补偿。自然补偿的管道臂长不应超过20~25m，弯曲应力不应超过80MPa。动力管道设计中自然补偿常用的为L形直角弯、Z字形折角弯及空间立体弯三类自然补偿。 三、城镇供热管网工程中自然补偿管段的的冷紧规定 : 1. 冷紧焊口位置应留在有利操作的地方，冷紧长度应符合设计规定。 2. 冷紧段两端的固定支架应安装完毕，并应达到设计强度，管道与固定支架已固定连接。 3. 管道上的支、吊架已安装完毕，冷紧焊口附近吊架的吊杆应预留足够的位移量。 4 .管段上的其他焊口已全部焊完并经检验合格。 5. 管段的斜倾方向及坡度应符合设计规定。 6 .法兰、仪表、阀门的螺栓均已拧紧。 7.冷紧焊口焊接完毕并检验合格后，方可拆除冷紧卡具。 8 .管道冷紧应填写记录。
浅谈厂区蒸汽管道设计
浅谈厂区蒸汽管道设计 摘要: 探讨了蒸汽管道的布置方式和补偿, 蒸汽系统的排气以及疏水阀的选取。 关键词: 蒸汽系统；蒸汽管道布置；排气；疏水；凝结水 Abstract: discusses the steam pipe arrangement and compensation, the steam system of exhaust and the selection of the trap. Keywords: steam system; The steam piping layout; Exhaust; Scanty water; condensate 蒸汽作为一种环保、高效的供热介质, 在石油化工行业中得到广泛应用,下面就从设计中常遇到的问题对蒸汽管道系统设计进行探讨。 1.蒸汽管道的布置和补偿 1.1蒸汽管道的布置 由工厂系统进入装置的主蒸汽管道，宜布置在管廊的上层，蒸汽管道应按照下列要求布置： a) 蒸汽支管应从主管的顶部引出，当工艺要求支管上设置切断阀时，切断阀应布置在靠近主管的水平管段上； b) 支管不得从用气要求很严格的蒸汽管道上接出； c) 蒸汽主管进入装置界区的切断阀上游和主管末端应设排水设施； d) 蒸汽管道的低点宜设排液设施，排液设施应根据不同情况设放净阀、分液包、或疏水阀； e) 蒸汽管道应设置高点放空，放空阀宜采用闸阀，直接排至大气的蒸汽放空管，宜在阀门下游开一个Φ6～Φ10mm的排液孔，并引至安全位置。 1.2蒸汽管道的铺设方式 蒸汽管道的铺设方式分为地上和地下。地上铺设即架空铺设，按管架高度可分为高、中、低三个档次，高管架h≥4.5m、中管架2.5m≤h＜4.5m、低管架0.3≤h ＜2.5m。地下铺设可分为地沟和直埋铺设，地沟铺设一般有通行地沟、半通行地沟和不通行地沟。直埋铺设投资小，但维修不方便，补偿能力不足，目前一般不
水泵管道压力损失计算公式资料
水泵管道压力损失计 算公式
精品资料 水泵的管道压力损失计算,水泵管道压力损失计算公式 点击次数：7953 发布时间：2011-10-28 管道压力损失,管道压力损失计算公式 为了方便广大用户在水泵选型时确定管道压力损失博禹公司技术工程师特意在此发布管道压力损失计算公式供大家选型参考。通过水泵性能曲线可以看出每台水泵在一定转速下，都有自己的性能曲线，性能曲线反映了水泵本身潜在的工作能力，这种潜在的工作能力，在泵站的实际运行中，就表现为在某一特定条件下的实际工作能力。水泵的工况点不仅取决于水泵本身所具有的性能，还取决于进、出水位与进、出水管道的管道系统性能。因此，工况点是由水泵和管路系统性能共同决定的。 水泵的管道系统，包括管路及其附件。由水力学知，管路水头损失包括管道沿程水头损失与局部损失。 Σh=Σhf+Σhj=Σλι/d v2/2g+Σζv2/2g （3-1） 式中Σh—管道水头损失，m； Σhf--管道沿程水头损失，m； Σhj--管道局部水头损失，m； λ--沿程阻力系数； ζ--局部水头损失系数； ι--管道长度，m； d--管道直径，m； v --管道中水流的平均流速，m/s。 对于圆管v=4Q/πd2,则式（3-1）可写成下列形式 Σh=（Σλι/12.1d5+Σζ/12.1d4）Q2=（ΣS沿+ΣS局）Q2=SQ2 （3-2） 式中 S沿--管道沿程阻力系数，S2/m5,当管材、管长和管径确定后，ΣS沿值为一常数； S局--管道局部阻力系数，S2/m5,当管径和局部水头损失类型确定后，ΣS局值为一常数；S--管路沿程和局部阻力系数之和，S2/m5。 由式（3-2）可以看出，管路的水头损失与流量的平方成正比，式（3-2）可用一条顶点在原点的二次抛物线表示，该曲线反映了管路水头损失与管路通过流量之间的规律，称为管路水头损失特性曲线。如图3-1所示。 在泵站设计和运行管理中，为了确定水泵装置的工况点，可利用管路水头损失特性曲线，并将它与水泵工作的外界条件联系起来。这样，单位重力液体通过管路系统时所需要的能量H需为 H需=H st+v2出-v2进/2g+Σh （3-3） 式中H需--水泵装置的需要扬程，m； 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
蒸汽管道计算实例
前言 本设计目的是为一区VOD-40t钢包精练炉提供蒸汽动力。设计参数是由动力一车间和向阳喷射技术提供的。 主要参数：蒸汽管道始端温度250℃，压力1.0MP；蒸汽管道终端温度240℃，压力0.7MP（设定）； VOD用户端温度180℃，压力0.5MP； 耗量主泵11.5t/h 辅泵9.0t/h 一、蒸汽管道的布置 本管道依据一区总体平面布置图所描述的地形进行的设计，在布置管道时本设计较周详地考虑到了多方面的容： 1、蒸汽管道布置时力求短、直，主干线通过用户密集区，并靠近负荷大的主要用户； 2、蒸汽管线布置时尽量减少了与公路、铁路的交叉。 3、在布置蒸汽管线时尽量利用了自然弯角作为自然补偿。并在自然补偿达不到要求时使用方型补偿器。 4、在蒸汽管道相对位置最低处设置了输水阀。
5、蒸汽管道通过厂房部时尽量使用厂房柱作为支架布置固定、滑动支座。 6、管道与其它建、构筑物之间的间距满足规要求。 二、蒸汽管道的水力计算 已知：蒸汽管道的管径为Dg200，长度为505m。 蒸汽管道的始端压力为1.0MP，温度为250℃查《动力管道设计手册》第一册热力管道（以下简称《管道设计》）1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ1为4.21kg/m3。 假设：蒸汽管道的终端压力为0.7Mp，温度为240℃查《管道设计》表1—3得蒸汽在该状态下的密度ρ2为2.98kg/m3。 （一）管道压力损失： 1、管道的局部阻力当量长度表（一）
2、压力损失 2—1 式中Δp—介质沿管道流动的总阻力之和，Pa； Wp—介质的平均计算流速，m/s；查《管道设计》表5-2取Wp=40m/s ； g—重力加速度，一般取9.8m/s2； υp—介质的平均比容，m3/kg； λ—摩擦系数，查《动力管道手册》（以下简称《管道》）表4—9得管道的摩擦阻力系数λ=0.0196 ； d—管道直径，已知d=200mm ； L—管道直径段总长度，已知L=505m ； Σξ—局部阻力系数的总和，由表（一）得Σξ=36； H1、H2—管道起点和终点的标高，m；
浅谈蒸汽管道的设计
浅谈蒸汽管道的设计 【摘要】：蒸汽管道的安装与布置，管道由于热应力而使用的热补偿的形式，疏水阀组即疏水器的的安装布置原则，支吊架的放置以及在蒸汽管道的设计中需要考虑的套管变形，保温及水击现象等问题的处理解决办法。 【关键字】：压力管道；蒸汽管道；蒸汽管道安装；疏水器；支吊架；水击现象 前言：蒸汽管道在轻工行业中用途广泛，不仅可以作为热源用于加热，保温，还可以用于为原料消毒杀菌。蒸汽管道作为压力管道，在设计上要遵循压力管道设计原则，同时，由于蒸汽的特殊性，在管道设计上还要考虑到冷凝水的排放，疏水阀组的放置。 1、蒸汽管道布置原则 蒸汽管道布置应考虑热负荷分布、热源位置、与各种地上、地下管道及构筑物等多种因素。蒸汽管道敷设方式一般采用地上敷设（架空）和地下敷设（地沟），采用地上敷设方式时，在设计中一定要注意美观，与周围建筑物要协调一致，一般工业厂区多采用地上架空方式敷设，此种方式造价相对较低。由于城市环境的要求，在城市热网中逐步采用直埋敷设。 2、蒸汽管道安装 2.1 勘测放线 施工单位与建设单位工程技术人员要严格按照施工图纸进行测量放线，打好管线走向的重要点。转角点需注明角度及切线长。若管道沿线遇到地下隐蔽工程时，放线应在交叉范围两端作出明显标记。 2.2 钢管检验 钢管的质量直接影响管道使用寿命，在施工中要求钢管表面不得有裂纹、腐蚀、结疤和凹痕等缺陷，钢管和管件须具备出场质量证明书等技术资料，各种技术指标必须符合管道行业有关标准和规定（如力学性能、化学成分、强度、韧性等）。 2.3 管道安装 经过管线走向勘测、钢管检验等工作后，可以进行管道的安装。由于蒸汽管道有架空敷设方式和地埋敷设方式之分，所以施工方法不同。架空敷设时，管道安装完毕，在进行保温施工前，须对管道进行水压试验。对于长距离的蒸汽管道可做分段试压。试压前，在管路最高点安装放空阀，在最低点安装疏水阀。试压压力为设计压力的1.5倍，在试压时，试压表计须校验，其精度不得低于1.5倍，