淺談旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器和傳統(tǒng)補(bǔ)償器優(yōu)缺點(diǎn)

尹若鴻

（福建省石獅熱電有限責(zé)任公司，福建 石獅 362700）

石獅熱電公司的集中供熱項(xiàng)目是國家級(jí)環(huán)保示范工業(yè)區(qū)——石獅市大堡工業(yè)區(qū)的重要配套基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)歷年發(fā)展現(xiàn)有1臺(tái)145t/h、2臺(tái)75t/h、1臺(tái)240t/h循環(huán)流化床鍋爐，1臺(tái)6000kW低真空回?zé)岜硥菏狡啺l(fā)電機(jī)機(jī)組、1臺(tái)18000kW高溫超高壓背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組、1臺(tái)33000kW高溫超高壓帶低真空回?zé)岜硥菏狡啺l(fā)電機(jī)組。該項(xiàng)目在1998年投入運(yùn)行，并基于集中供熱與熱電聯(lián)產(chǎn)的方式，采用了2個(gè)φ630mm×10mm和1條φ530mm×10mm的供熱管道，持續(xù)性地提供供熱能量。在溫度的控制上，將其設(shè)定為190℃，同時(shí)，壓力控制在0.6MPa。利用這樣的處理方式，讓其在過熱蒸汽的供給過程中，使工業(yè)區(qū)中的各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)順利開展。例如，對(duì)于漂染、染整、水洗以及電鍍等企業(yè)，都可以提供充足的能量。在三個(gè)供熱管道的建設(shè)中，都采用了架空輻射的方式，而管道中的熱膨脹補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置，則采用了旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的裝置類型。

隨著工業(yè)區(qū)的發(fā)展與進(jìn)步，以及受到煤炭?jī)r(jià)格的持續(xù)上漲。在公司的現(xiàn)階段發(fā)展中，需要提供更多的供熱量，其中熱網(wǎng)中的最大負(fù)荷來了350t/h，這樣的高負(fù)荷，就會(huì)導(dǎo)致管道蒸汽流速出現(xiàn)明顯的提升。這樣的現(xiàn)狀與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并不相符，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管道大阻力，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)明顯的質(zhì)量性問題。在這樣的建設(shè)方式下，需要積極的、針對(duì)性的處理手段，進(jìn)行緊急停機(jī)檢修。但是，這樣會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，不利于管道的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，相關(guān)公司的技術(shù)管理人員，就更加需要尋找一個(gè)可靠的處理手段，使用一個(gè)穩(wěn)定可靠的降低管道壓力的補(bǔ)償器，可以很好地解決傳統(tǒng)補(bǔ)償器運(yùn)行不穩(wěn)定的情況。

1 改造情況

在3號(hào)熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，原本采用的是3個(gè)橫向波紋補(bǔ)償器，并在投入運(yùn)行后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)位置出現(xiàn)了泄漏和爆裂的問題，給生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的影響。雖然過去采用了不同的補(bǔ)償器，但是效果不佳，本文采用2個(gè)GSJ-V DN400型無推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器代替這3個(gè)橫向波紋補(bǔ)償器，并減少了2個(gè)90°彎頭。兩種補(bǔ)償器技術(shù)參數(shù)，詳見表1。

表1 橫向波紋補(bǔ)償器和旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器技術(shù)參數(shù)表

基于3號(hào)管網(wǎng)的建設(shè)方式，在進(jìn)行實(shí)際的改造過程中，取消了原本在兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)位置上的橫向波紋補(bǔ)償器，以此當(dāng)作無縫鋼管中的管道連接內(nèi)容。其次，還需要對(duì)矮支墩導(dǎo)向支架進(jìn)行處理，并使用相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)式的補(bǔ)償器。在這樣的建設(shè)方式下，可以很好地讓其在導(dǎo)向支架的處理上，改造為滑動(dòng)支架，提升運(yùn)行能力和效果。在這種處理方式下，全面地滿足管道膨脹過程中的位移處理效果，也完成相應(yīng)的改造處理。在完成改造后，已經(jīng)平穩(wěn)地運(yùn)行了8年。

2 旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器及其與傳統(tǒng)補(bǔ)償器的比較

2.1 旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的工作原理

采用的GSJ-V型無推力旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，其設(shè)計(jì)過程中，保障了裝置整體的密封性，因此，內(nèi)部構(gòu)造上主要由密封座、密封壓蓋、大小頭以及減磨定心軸承等組件構(gòu)成。其次，在裝置上采用了雙向補(bǔ)償裝置，或者也可以采用單向補(bǔ)償裝置，這樣的設(shè)計(jì)方式就可能很好地在實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)，全面提升系統(tǒng)運(yùn)行的能力，特別是要保障在進(jìn)行處理過程中，始終符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)需求。

2.2 旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器與傳統(tǒng)補(bǔ)償器的性能比較

在傳統(tǒng)的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)中，基本上可以分為方形補(bǔ)償器、套筒補(bǔ)償器、波紋補(bǔ)償器以及一些球型補(bǔ)償器。在這些補(bǔ)償器的使用上，具有不同的裝置特征。雖然可以發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)，但是也存在著不同的缺陷，會(huì)直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如，在方型補(bǔ)償器的使用過程中，安全性比較高，但是其體積較大，這樣會(huì)導(dǎo)致占用較大的空間。其次，在補(bǔ)償?shù)木嚯x方面比較少，同時(shí)有著較高的流動(dòng)阻力，這樣就相應(yīng)地導(dǎo)致裝置的質(zhì)量不佳。而對(duì)于波紋補(bǔ)償器而言，則是一種有著較多種類形式，例如，可以選擇軸向、橫向以及鉸鏈等類型。并在進(jìn)行使用的過程中，也相應(yīng)地可以起到不同的作用。但是，在進(jìn)行實(shí)際的使用環(huán)節(jié)，會(huì)面臨較高的工程費(fèi)用。雖然在橫向以及鉸鏈波紋管的使用上，進(jìn)行了技術(shù)方面的改進(jìn)，但是，在運(yùn)行過程中會(huì)受到一些外界因素的影響，因此，導(dǎo)致管道會(huì)有一定的腐蝕，或者出現(xiàn)一定的管道壓力分布不均勻的問題，從而對(duì)管道造成嚴(yán)重的影響。最后，在套筒的補(bǔ)償器使用中，主要是可以進(jìn)行管道的直線布置，但是，這種裝置的缺陷，是在運(yùn)行過程中，需要大量工程費(fèi)用，同時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)蒸汽流量不穩(wěn)定的問題，從而導(dǎo)致出現(xiàn)明顯的問題。

（1）補(bǔ)償距離長(zhǎng)，壓力損失小。在使用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器之后，要將其兩個(gè)裝置的距離，控制在200～300m，并在其管道的固定位置上，進(jìn)行隨意性的布置與安裝。但是，受到補(bǔ)償器數(shù)量方面的限制，使得在進(jìn)行實(shí)際使用過程中，并不會(huì)出現(xiàn)明顯的壓力降，而在進(jìn)行蒸汽輸送環(huán)節(jié)，出現(xiàn)壓力降的影響也比較小，因此，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的供熱處理，發(fā)揮良好的裝置性能。

（2）安全性能高，使用壽命長(zhǎng)。旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為合理，同時(shí)，剛性也相對(duì)較強(qiáng)，這樣并不會(huì)在使用過程中，受到各種離子的腐蝕影響，或者受到應(yīng)力腐蝕的影響，以此導(dǎo)致管道出現(xiàn)質(zhì)量性的問題?？梢允冀K保障管道的穩(wěn)定投入運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的使用，也控制了管道密封下的軸向位移量?，F(xiàn)階段，可以使用石墨密封材料，這樣的材料能夠很好地提升管網(wǎng)的整體質(zhì)量。特別是在長(zhǎng)期的運(yùn)行環(huán)節(jié)，并不進(jìn)行額外的修護(hù)，保持著各個(gè)內(nèi)部運(yùn)行的合理性。最后，加上其耐高溫、耐高壓的特征，使得這樣的裝置發(fā)揮出較高的運(yùn)行能力。

（3）水平推力小，工程造價(jià)低。旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器還采用了螺栓剛性的連接方式，因此，并不會(huì)出現(xiàn)明顯的內(nèi)推力。其次，在圖定支架的設(shè)計(jì)上，也相應(yīng)地可以很好地控制水平推力的提升。在實(shí)際運(yùn)行階段，得到了補(bǔ)償點(diǎn)的良好控制，并不需要額外進(jìn)行固定支架的建設(shè)，控制了建設(shè)過程中的資金投入量，這是一種經(jīng)濟(jì)性較高的建設(shè)方式。對(duì)補(bǔ)償器的投入數(shù)量進(jìn)行了控制，同時(shí)，相應(yīng)的保障系統(tǒng)得到穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）另外，原波紋補(bǔ)償器體積大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，導(dǎo)致保溫面積也大大增加，增大保溫的工作量。采用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器保溫不必留出熱伸縮量，而且面積也少了很多，從而減少了散熱損失。

（5）旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器一般要和4個(gè)彎頭配合使用，在旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器出現(xiàn)卡澀問題時(shí)，膨脹不順暢時(shí)彎頭會(huì)吸收一部分的管道熱膨脹量，大大降低熱網(wǎng)管道的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，避免管道拉裂的現(xiàn)象發(fā)生，而降低運(yùn)行的安全性。

（6）旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器改造后運(yùn)行安全可靠，未發(fā)生泄漏，運(yùn)行8年也沒有對(duì)其進(jìn)行任何維護(hù)或檢修，減少了檢修工作量并確保供熱的可靠性和連續(xù)性，為公司贏得了一定的聲譽(yù)。

（7）安裝形式種類多樣，安裝方法多元化。需要安裝過程中，能夠參考整個(gè)管線具體走向，之后根據(jù)整個(gè)地點(diǎn)的情況，實(shí)現(xiàn)科學(xué)選擇補(bǔ)償器型號(hào)，工作流程比較簡(jiǎn)單，不需要冷拉等各個(gè)流程。

3 旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器常見布置方式

根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，目前，運(yùn)用最廣泛的補(bǔ)償方法為套筒補(bǔ)償、自然補(bǔ)償、球形補(bǔ)償、旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償?shù)?，各個(gè)補(bǔ)償方法之間存在較大的差別，但由于新型旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器優(yōu)點(diǎn)較多，能夠使企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。

3.1 埋地轉(zhuǎn)架空補(bǔ)償

具體工作過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)熱力管道采用架空敷設(shè)方法時(shí)，為了凸顯旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的應(yīng)用價(jià)值，需要參考管道之間的高度差，能夠在補(bǔ)償段一側(cè)處于地下，另一側(cè)采用架空設(shè)置。同時(shí)，當(dāng)熱力管道需要出地，應(yīng)布置完善的出地井裝置，保證管道的膨脹方向能夠自由延長(zhǎng)，避免受到外界因素的影響。

3.2 平直段補(bǔ)償

當(dāng)作業(yè)地點(diǎn)處于工業(yè)園區(qū)時(shí)，熱力管道的形式產(chǎn)長(zhǎng)沿著園區(qū)內(nèi)部道路的方向，在道路的一側(cè)展開架空布置。同時(shí)，當(dāng)?shù)缆繁容^平坦和筆直，熱力管道大多處于一條直線狀態(tài)，針對(duì)這一特點(diǎn)，需要采用“直線Z形”的布置方法，或者運(yùn)用空間幾字形，促使旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器可以發(fā)揮其作用。具體工作過程中，在運(yùn)用Z形方法時(shí)，要仔細(xì)計(jì)算活動(dòng)支架的跨距，并要避免實(shí)際跨距超過計(jì)算值。而在運(yùn)用幾字形布置方法時(shí)，要重視補(bǔ)償段的設(shè)計(jì)，此種方法比較適用于道路一側(cè)狹窄、另一側(cè)寬敞的道路，但其主要缺點(diǎn)為縮短補(bǔ)償間距。

3.3 管廊架補(bǔ)償

當(dāng)在工業(yè)園區(qū)布置旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的過程中，由于熱力管道需要敷設(shè)在管廊架上，能夠有效降低管道尋找管位的難度，但導(dǎo)致管道補(bǔ)償方式比較的單一化，不能隨意選擇方法。針對(duì)這一情況，需要掌握旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的運(yùn)用要點(diǎn)，熟知管廊高差的變化特點(diǎn)，并且為了防止補(bǔ)償器對(duì)其他管道產(chǎn)生影響，應(yīng)對(duì)管廊架的一側(cè)進(jìn)行懸空布置。同時(shí)，在這一過程中，若發(fā)現(xiàn)兩個(gè)管廊架之間存在較大的高差，則應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)補(bǔ)償器立管，并合理確定支座之間的距離。

3.4 陡坡處補(bǔ)償

若補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)周圍地質(zhì)呈現(xiàn)復(fù)雜化特點(diǎn)，地勢(shì)起伏比較明顯，需要在選擇熱力管道的補(bǔ)償方法過程中，應(yīng)參考周邊地勢(shì)環(huán)境以及具體地質(zhì)條件，在陡坡區(qū)域設(shè)置階梯形狀的旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器。

4 結(jié)語

綜上所述，針對(duì)熱網(wǎng)補(bǔ)償器進(jìn)行的技術(shù)改造，可提升設(shè)備的安全使用性能，并降低壓力損失，由此實(shí)現(xiàn)供熱管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行。