浅谈波纹管补偿器在城镇热网中的布置

茆云飞

（无锡能达热电有限公司，江苏 无锡 214000）

随着国家节能减排、热电联产方针的大力推广，关停了许多能耗大、效率低、环保差的小锅炉小热电。全国各大中城市的300MW机组通过对机组的供热改造，实现了对城镇集中供热，对电厂减少了冷源热损失，提高了企业的经济效益，使300MW机组的电厂走出了困境。

随着城镇集中供热的蓬勃发展，首先遇到的是蒸汽管道敷设方式的难题，城市市政和工业区的管委会，从城市规划、市容、环保出发，对过企业大门的蒸汽管道不允许架空跨越，要求入地穿过，有的甚至要求全线地埋。地下敷设的蒸汽管道按过去传统的做法采用地沟敷设是失败的，一是城市道路下管道密集、纵横交错，地沟尺寸庞大，无法解决与其他管道的交叉；二是无法解决地沟的排水问题，管道泡水，保温失效，热损失大。

为了解决蒸汽管道地下敷设的难题，蒸汽直埋管道产品技术的出现，解决了城镇蒸汽管道地下敷设的问题。蒸汽直埋技术的核心问题仍是管道热补偿问题，采用自然补偿或门型补偿，由于城市道路地下管网纵横密集难以实施。如采用旋转补偿器在地下布置占用较大地下空间，在地上布置，旋转补偿器布置在地上，城镇规划市容监察不允许；而波纹管补偿器克服了以上两种补偿方式的缺点，目前已成为蒸汽直埋管道热补偿既先进又可靠的主要热补偿形式。根据国家城市热网设计、施工等规范，波纹管补偿器厂家对波纹管补偿器的布置要求，波纹管补偿器布置可以参考以下布置原则：

1波纹管补偿器的一端，应紧靠固定点布置，

2在固定点前后，波纹管补偿器应对称布置以减小对固定点推力，

3波纹管补偿器另一端应设导向架，一导L1≤4DN，二导L2≤14DN，其它导向L3(架空管道支架跨距L3控制在管道跨距的允许范围内，地埋管道L3控制在12m以内)，设置导向支架和一、二导距离的严格控制，其主要目的是防止管道弯曲和径向偏移造成波纹管补偿器轴向失稳，波纹管补偿器具体布置情况，详见图1。

两个固定点之间为一直线，在距离补偿器12m内不应有转角或变坡，以免产生对波纹管补偿器的侧向力，由于波纹管补偿器管壁较薄，抗扭矩能力差，极易失稳，造成对波纹管补偿器的破坏，影响蒸汽管道的安全经济运行。

4两固定点之间间距L，可根据波纹管补偿器的补偿量、蒸汽温度确定，但不得超过波纹管补偿器允许的最大补偿量，并留有一定裕量，设计选用时管道最大补偿量仅为波纹管补偿器补偿量的80%左右，以确保波纹管补偿器使用寿命和安全运行。

根据多年运行经验，对波纹管补偿器的布置设计总结了5个黄金原则：

4.1 任何两个相邻的固定支座间只设一个波纹管补偿器。

4.2 各类固定支座应有足够的强度和刚度。

4.3 安装时不允许以波纹管补偿器的变形来强行调整管道安装偏差。

4.4 任何两个相邻的固定点管径应相同，并成一条直线，合理布置补偿器的一导、二导、三导间距，

4.5 安装过程中介质流向应符合厂家要求，正确进行预拉伸，以减少波纹管补偿器对固定支座的弹性推力，预拉伸量一般为热补偿量的50%，出厂前由补偿器厂家预拉伸好。

图1

当然波纹管补偿器和其他形式的补偿器相比，波纹管变形的弹性力和内压造成的盲板推力是很大的，通过计算一个DN200重载固定点热态的推力约13吨，冷态水压试验综合轴向推力达16吨，若为架空布置的固定墩，其基础尺寸大3m×2.5m×0.8m；然而波纹管补偿器用在蒸汽直埋管道上，虽然固定点承受的推力也有16吨，但是它有专有内固定支架产品，外护套管的强度和刚度都很大，又直埋在0.8m深度以下，土壤本身对钢套管产生一定压力，土壤本身就成为直埋蒸汽管道的庞大的天壤基础。波纹管补偿器在直埋蒸汽管道中布置原则与架空管道相同，也要遵循五个黄金原则，在一定程度上比架空布置要更严格。

随着国家节能减排方针长期不断加大力度推行，城镇热网蒸汽直埋敷设将成为城镇热网主要敷设形式，而波纹管补偿器又将成为城镇直埋热网主要热补偿形式。因此波纹管补偿器的正确布置已成为确保城镇热网设计质量和安全运行的关键。

[1]CJJ/T81-98，城镇直埋供热管道工程技术规程[S]

[2]CJJ34-2010，城市热力网设计规范

[3]CJJ/T200，城镇供热直埋蒸汽管道技术规程