淺談波紋管補償器在城鎮熱網中的布置

茆云飛

（無錫能達熱電有限公司，江蘇 無錫 214000）

隨著國家節能減排、熱電聯產方針的大力推廣，關停了許多能耗大、效率低、環保差的小鍋爐小熱電。全國各大中城市的300MW機組通過對機組的供熱改造，實現了對城鎮集中供熱，對電廠減少了冷源熱損失，提高了企業的經濟效益，使300MW機組的電廠走出了困境。

隨著城鎮集中供熱的蓬勃發展，首先遇到的是蒸汽管道敷設方式的難題，城市市政和工業區的管委會，從城市規劃、市容、環保出發，對過企業大門的蒸汽管道不允許架空跨越，要求入地穿過，有的甚至要求全線地埋。地下敷設的蒸汽管道按過去傳統的做法采用地溝敷設是失敗的，一是城市道路下管道密集、縱橫交錯，地溝尺寸龐大，無法解決與其他管道的交叉；二是無法解決地溝的排水問題，管道泡水，保溫失效，熱損失大。

為了解決蒸汽管道地下敷設的難題，蒸汽直埋管道產品技術的出現，解決了城鎮蒸汽管道地下敷設的問題。蒸汽直埋技術的核心問題仍是管道熱補償問題，采用自然補償或門型補償，由于城市道路地下管網縱橫密集難以實施。如采用旋轉補償器在地下布置占用較大地下空間，在地上布置，旋轉補償器布置在地上，城鎮規劃市容監察不允許；而波紋管補償器克服了以上兩種補償方式的缺點，目前已成為蒸汽直埋管道熱補償既先進又可靠的主要熱補償形式。根據國家城市熱網設計、施工等規范，波紋管補償器廠家對波紋管補償器的布置要求，波紋管補償器布置可以參考以下布置原則：

1波紋管補償器的一端，應緊靠固定點布置，

2在固定點前后，波紋管補償器應對稱布置以減小對固定點推力，

3波紋管補償器另一端應設導向架，一導L1≤4DN，二導L2≤14DN，其它導向L3(架空管道支架跨距L3控制在管道跨距的允許范圍內，地埋管道L3控制在12m以內)，設置導向支架和一、二導距離的嚴格控制，其主要目的是防止管道彎曲和徑向偏移造成波紋管補償器軸向失穩，波紋管補償器具體布置情況，詳見圖1。

兩個固定點之間為一直線，在距離補償器12m內不應有轉角或變坡，以免產生對波紋管補償器的側向力，由于波紋管補償器管壁較薄，抗扭矩能力差，極易失穩，造成對波紋管補償器的破壞，影響蒸汽管道的安全經濟運行。

4兩固定點之間間距L，可根據波紋管補償器的補償量、蒸汽溫度確定，但不得超過波紋管補償器允許的最大補償量，并留有一定裕量，設計選用時管道最大補償量僅為波紋管補償器補償量的80%左右，以確保波紋管補償器使用壽命和安全運行。

根據多年運行經驗，對波紋管補償器的布置設計總結了5個黃金原則：

4.1 任何兩個相鄰的固定支座間只設一個波紋管補償器。

4.2 各類固定支座應有足夠的強度和剛度。

4.3 安裝時不允許以波紋管補償器的變形來強行調整管道安裝偏差。

4.4 任何兩個相鄰的固定點管徑應相同，并成一條直線，合理布置補償器的一導、二導、三導間距，

4.5 安裝過程中介質流向應符合廠家要求，正確進行預拉伸，以減少波紋管補償器對固定支座的彈性推力，預拉伸量一般為熱補償量的50%，出廠前由補償器廠家預拉伸好。

圖1

當然波紋管補償器和其他形式的補償器相比，波紋管變形的彈性力和內壓造成的盲板推力是很大的，通過計算一個DN200重載固定點熱態的推力約13噸，冷態水壓試驗綜合軸向推力達16噸，若為架空布置的固定墩，其基礎尺寸大3m×2.5m×0.8m；然而波紋管補償器用在蒸汽直埋管道上，雖然固定點承受的推力也有16噸，但是它有專有內固定支架產品，外護套管的強度和剛度都很大，又直埋在0.8m深度以下，土壤本身對鋼套管產生一定壓力，土壤本身就成為直埋蒸汽管道的龐大的天壤基礎。波紋管補償器在直埋蒸汽管道中布置原則與架空管道相同，也要遵循五個黃金原則，在一定程度上比架空布置要更嚴格。

隨著國家節能減排方針長期不斷加大力度推行，城鎮熱網蒸汽直埋敷設將成為城鎮熱網主要敷設形式，而波紋管補償器又將成為城鎮直埋熱網主要熱補償形式。因此波紋管補償器的正確布置已成為確保城鎮熱網設計質量和安全運行的關鍵。

[1]CJJ/T81-98，城鎮直埋供熱管道工程技術規程[S]

[2]CJJ34-2010，城市熱力網設計規范

[3]CJJ/T200，城鎮供熱直埋蒸汽管道技術規程