浅谈旋转补偿器在热网工程中的应用

刘邦龙

摘 要：介绍了旋转补偿器的基本工作原理，对旋转补偿器在热网工程中的应用优势进行了探讨。相比于传统补偿器而言，旋转补偿器具有补偿距离长、压力损失小、安全性高、使用寿命长、水平推力小和工程造价低等特点。针对热网工程应用旋转补偿器过程中需要注意的问题进行了分析、研究。

关键词：热网工程；旋转补偿器；补偿距离；旋转臂

中图分类号：TU995 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.140

在热网工程的建设过程中，补偿器的选择和应用会直接对整个热网工程的运行质量产生影响，因此，需要工作人员根据技术发展的趋势和方向，积极引入新型补偿器，以促进热补偿水平的提高。

1 旋转补偿器工作原理分析

图1为在当前技术条件的支持下，旋转补偿器最常见的平面结构示意图。由图1可见，在将旋转补偿器应用于热网工程的过程中，基本工作原理可概括为：由热网管道上安装的2个旋转补偿器与旋转臂（图1中的“L”）共同构成旋转补偿器组，在热网工程管道按照双向补偿方式布置的条件下，旋转臂会以环绕Z轴中心的方式旋转动作。如果热网工程管道按照单向补偿的方式布置，则旋转臂会通过环绕有固定端补偿器的方式旋转动作。在旋转过程中，可吸收支管道上的热膨胀量，以达到旋转补偿的目的。

从旋转补偿器工作原理的角度上看，在热网工程的运行实践中，旋转补偿器可能占用较大的空间，因此，从适用范围的角度上看，对景观无特殊要求，且直线距离较长的热网管道多布设在工业区或城郊区。在遵循适用范围的条件下，合理应用旋转补偿器能促进热网工程整体运行质量的提升，从而实现热补偿功能和经济性效益的提升。

2 旋转补偿器的应用优势

2.1 补偿距离长，压力损失小

在热网工程实践中引入旋转补偿器后，可按照200.0～500.0 m的长度距离分组设置旋转补偿器组，同时，也可以根据实际运行情况，在管线两端固定点的直线段上对旋转补偿器的布置位置进行灵活调整。相比于传统的补偿器而言，旋转补偿器的安装数量较少，且自身没有压力降作用，蒸汽输送压力较小（对于比常规意义上的轴线波纹管式补偿器而言，压力降可下降至0.03 MPa/km左右）。由于压力损失较小，因此，在远距离供热工程中，旋转补偿器的综合应用优势将得到更加突出的体现。

2.2 安全性能高，使用寿命长

旋转补偿器的自身结构具有较好的刚性水平，对水击作用力有良好的抵抗效果，且在应用于热网工程的过程中不需要考虑氯离子腐蚀性因素和应力腐蚀性因素对旋转补偿器造成影响，在确保热网工程管道安全、可靠运行方面的意义巨大。更为关键的是，在现阶段技术条件的支持下，旋转补偿器使用的密封形式为径向密封，因此，不会产生轴向位移作用力，可在确保密封材料密封性能的前提下，使管网长期投入运行，节省大量的维护工作量。

2.3 水平推力小，工程造价低

由于旋转补偿器采用螺栓刚性连接，所以，不会产生内压推力，从而使固定支架受到的水平推力较小，加上补偿点少，可使固定支架的数量和体积大大减少。应用在架空管道中时，与采用其他补偿方式的管网相比较，采用旋转补偿器的管网工程造价可以降低5%以上。

3 旋转补偿器应用中需要注意的问题

旋转补偿器应用中需要注意的问题有以下3点：①由于旋转补偿器具有较高的补偿能力，且补偿能力会随着管托位移量的增大而增强，因此，可采用滚筒支架或滑动支架将其布置在长距离、移动的架空管线中，从而减少摩擦阻力，达到合理控制支架推动作用力的效果。同时，在应用旋转补偿器的过程中，可根据膨胀的具体方向和膨胀量计算各个管托对应的长度，并在计算长度基础上增加一定的安全余量，其目的是避免旋转补偿器管托在运行期间无法固定在支架上，进而掉落的问题。在管托长度的计算上，必须考虑环境温度和安装温度对管道位移的影响，以确保旋转补偿器的稳定运行。②在热网工程运用旋转补偿器后，靠近补偿器的管段可能会产生一定的侧向位移作用力，因此，在旋转补偿器的设计阶段，必须根据说明和规范要求设置对应的滑动和导向支架结构。需要特别注意的是，由于旋转补偿器会对存在弯管的管段起到一定的补偿作用，因此，弯管两侧不得使用导向支架（存在弯管的区域建议以滑动支架作为首选方案），其目的是避免在弯道影响下，侧向位移对导向板与管托的关系产生影响，从而杜绝土建支架在受力后发生后倾现象。③如果将旋转补偿器应用在直埋敷设式的热网工程中，在选择旋转补偿器的安装位置时，应将其设置在与架空管道连接的转角位置。如果现场的实际情况无法满足该方案，则可将其放置于铁箱中（铁箱需要预先做好防腐、防锈蚀处理）。同时，在施工过程中，需要通过焊接的方式将导管与铁箱固定。由于套管具有热位移的特性，因此，还需要在套管焊接前加装补偿器，避免焊接后铁箱出现变形或其他质量缺陷。

4 结束语

本文重点分析了热网工程中旋转补偿器的应用。旋转补偿器具有非常理想的应用优势和价值，比其他方案更加有效，值得推广。

〔编辑：张思楠