郭　娟

（鄭州市熱力總公司,鄭州 450000）

熱力管網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器的應(yīng)用分析

郭娟

（鄭州市熱力總公司,鄭州 450000）

熱力管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)必須保持穩(wěn)定和安全，影響其安全運(yùn)行的因素之一是熱脹冷縮問題。要解決熱漲冷縮帶來的應(yīng)力以及熱伸長等問題，需要安裝補(bǔ)償器進(jìn)行應(yīng)對。補(bǔ)償器的形式多種多樣，本文所要分析的是旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器，主要對其特點(diǎn)、優(yōu)勢等進(jìn)行論述。

熱力管網(wǎng)；旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器；應(yīng)用分析

0　引言

我國熱電企業(yè)的建設(shè)力度和規(guī)模都在不斷擴(kuò)大和增大，隨著推廣力度的提升，熱網(wǎng)管道的技術(shù)要求和出現(xiàn)的問題同比增加，供熱質(zhì)量日漸成為熱電企業(yè)的重要工作，必須加以高度重視。在實(shí)際工作中，由于供熱管網(wǎng)常見的受熱伸長的問題，需要采用技術(shù)措施來加以應(yīng)對，這就需要各種補(bǔ)償器發(fā)揮其各自的功能。其中旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器以其良好的密封性能以及長距離的補(bǔ)償能力，為熱力管網(wǎng)的安全行和可靠性保駕護(hù)航。

1　旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器應(yīng)用背景

（1）熱力管網(wǎng)的熱伸長一直存在于熱力系統(tǒng)運(yùn)行中，是長期存在的問題。傳統(tǒng)的解決方法一般是采用自然補(bǔ)償?shù)姆绞絹磉M(jìn)行補(bǔ)償，但是由于其需要布設(shè)等多方面的因素，補(bǔ)償?shù)男Ч湍芰Χ疾槐M如人意。而且隨著熱電企業(yè)的發(fā)展與運(yùn)行管理能力的提升，對成本的核算要求盡量采用地建設(shè)成本的設(shè)備與技術(shù)，而自然補(bǔ)償方式的建設(shè)成本過高，已經(jīng)不能適應(yīng)熱網(wǎng)工程的現(xiàn)實(shí)需求。在這種背景下，對補(bǔ)償器的升級改造工作就成了迫在眉睫的事情。旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器的使用很好地解決了這一難題。其密封性能好，長時(shí)間使用也不會(huì)泄露，長距離的補(bǔ)償能力節(jié)省了管網(wǎng)建設(shè)成本，經(jīng)濟(jì)性能和安全性能等多重優(yōu)勢為熱力管網(wǎng)的建設(shè)提供了更多的有力保障。

（2）在產(chǎn)業(yè)政策的推動(dòng)下，城市管網(wǎng)建設(shè)發(fā)展迅猛。南北方的熱網(wǎng)建設(shè)各有特點(diǎn)，例如南方是蒸汽管網(wǎng)為主，北方是以熱水管網(wǎng)為主，采用的運(yùn)行方式也略有不同。無論哪種運(yùn)行，都是利用熱力管道輸送介質(zhì)，在傳送過程中必然要受到外界環(huán)境、溫度變化等的影響，導(dǎo)致熱脹冷縮現(xiàn)象發(fā)生，對管壁的影響是很大的。當(dāng)管材的強(qiáng)度極限被打破時(shí)，就會(huì)造成管材的破壞。要規(guī)避事故的發(fā)生，就要使用補(bǔ)償器，對管材的熱漲冷縮產(chǎn)生約束作用，減小管壁受到的壓力，即熱應(yīng)力。防止熱應(yīng)力的過大帶來管材的破壞。因此，補(bǔ)償器是熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一，應(yīng)選擇安全、性能優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)耐用的補(bǔ)償器優(yōu)化管網(wǎng)[1]。

2　旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器主要是由旋轉(zhuǎn)定心軸承、旋轉(zhuǎn)管、密封座等構(gòu)建組成。要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的密封效果達(dá)到最佳，必須使用性能非常好的密封材料。密封材料的使用主要包括：

（1）環(huán)向密封。對于密封壓蓋的壓緊力來說，使用密封材料緊密結(jié)合密封壓蓋，將旋轉(zhuǎn)管緊密結(jié)合在密封座上，并擰緊壓緊螺栓進(jìn)行進(jìn)一步緊密。這樣，及時(shí)發(fā)生微小的泄露，依然不會(huì)造成任何惡劣影響。

（2）端面密封。利用環(huán)向密封的熱膨脹系數(shù)比較高的蒸汽熱網(wǎng)管道，實(shí)現(xiàn)更好的密封性，使用端面密封是再好不過的了。端面密封材料的特點(diǎn)是在高壓蒸汽中，取消低壓蒸汽后產(chǎn)生更好的密封效果。在使用過程中，摩擦系數(shù)、盲板力在旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器中產(chǎn)生的自身扭矩可以保持非常好的強(qiáng)度，摩擦系數(shù)能夠被非常好地利用。實(shí)現(xiàn)了對密封性能的控制。

3　旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的應(yīng)用要點(diǎn)

（1）旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的應(yīng)用要點(diǎn)之一就是實(shí)現(xiàn)長距離供熱。通過使用固定支架，將管道熱位移進(jìn)行控制，熱位移越大，管道脫架的問題就越小需要注意的是固定支架的長度選取長度要足夠。因?yàn)楣芡械拈L度決定了熱管道前行的方向偏離的角度。要保證固定支架能夠達(dá)到供熱管網(wǎng)的使用要求，最好是在管段內(nèi)安裝導(dǎo)向支架。

（2）為了避免旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器在擺動(dòng)過程中發(fā)生側(cè)向唯一，應(yīng)考慮在補(bǔ)償其附近的導(dǎo)向支架加裝固定支架，以避免發(fā)生側(cè)傾位移。

（3）不能將旋轉(zhuǎn)式補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力布置的特別長，布置長度要考慮布置間距和設(shè)計(jì)溫度的參考值。例如設(shè)計(jì)溫度在三百攝氏度之內(nèi)的。布置兼具應(yīng)控制在四百五十米范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)溫度如果大于三百攝氏度，那么布置間距應(yīng)考慮縮小距離。

4　旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的工作原理

（1）旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器在目前的熱電企業(yè)中的運(yùn)用，組合方式一般為II型等，其工作原理為當(dāng)不至于兩個(gè)固定之間的補(bǔ)償器發(fā)生作用時(shí)，旋轉(zhuǎn)力與L力臂形成大小一樣、方向不同的一對力，行成圍繞走中心旋轉(zhuǎn)的力偶，吸收力偶兩邊的管道的熱伸長量。

（2）旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器具有下述特點(diǎn):1)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器可以對距離，尤其是超長距離進(jìn)行補(bǔ)償。按照一定距離在熱力管道上安裝時(shí)，必須要考慮地形、管道布設(shè)、工作介質(zhì)等因素。例如在工作壓力為3.2MPA,管道總長度390米的管道來說，低支架架空鋪設(shè)的管道被設(shè)計(jì)為蒸汽管道。在工況下，熱網(wǎng)常用波紋補(bǔ)償器等已經(jīng)無法滿足管內(nèi)介質(zhì)溫度和蒸汽工作壓力，因此，采用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器來對管道進(jìn)行熱伸長的補(bǔ)償是最佳的設(shè)計(jì)方案，并經(jīng)過了各方的驗(yàn)證，證明的確是最優(yōu)方案[2]。2）在對上述管道進(jìn)行設(shè)置時(shí)，最初的方案是使用方形補(bǔ)償器，這種設(shè)計(jì)方案雖然可以吸收管道熱伸長，但是管道鋪設(shè)安裝方形補(bǔ)償器的個(gè)數(shù)太多，安裝后，不僅影響管道鋪設(shè)的美觀度，而且增加了管道支架、固定支架等的安裝的數(shù)量，增加了工程項(xiàng)目支出。因此，最終選用了旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器，節(jié)省了造價(jià)，也能夠吸收過多熱伸長，可謂一舉兩得。3）根據(jù)地形等條件，在管道自然管外出進(jìn)行旋轉(zhuǎn)II型補(bǔ)償器安裝過程中，DN150旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償其的外伸臂高為七百五十毫米，在地形布置上，為了達(dá)到管道走向的美觀，可以將旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器垂直布置。這種設(shè)計(jì)方法經(jīng)過在工程項(xiàng)目中的運(yùn)用和常年運(yùn)行后，狀態(tài)良好，未發(fā)生過任何事故。由此，我們得出旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的又一特點(diǎn)，即旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器具有超長距離的補(bǔ)償能力。補(bǔ)償和布置數(shù)量根據(jù)工程施工具體情況而定。

整個(gè)ETC試驗(yàn)循環(huán)中有三個(gè)區(qū)域氨泄漏超標(biāo)，分析為在低溫區(qū)域，即低溫區(qū)轉(zhuǎn)化效率和溫度修正標(biāo)定過高造成的，此時(shí)的轉(zhuǎn)化效率和溫度可以修正。

按照試驗(yàn)分析，對WP4國Ⅳ柴油機(jī)的氨泄漏進(jìn)行多次修正標(biāo)定。

外特性試驗(yàn)：

外特性曲線上，最低油耗率197g/KWh,排溫、煙度都在滿足設(shè)計(jì)要求。

外特性曲線上，NOx轉(zhuǎn)化效率隨SCR箱上游溫度規(guī)律為:隨溫度的升高轉(zhuǎn)化效率升高。

5　結(jié)束語

濰柴WP4混合動(dòng)力國Ⅳ柴油機(jī)已經(jīng)開發(fā)成功，下一步將進(jìn)行耐久試驗(yàn)和整車匹配，本柴油機(jī)具有動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性好，體積小，重量輕，噪聲低，排放水平高等優(yōu)點(diǎn)，是新一代綠色環(huán)保節(jié)能型柴油機(jī)，必將成為客車、城市公交等產(chǎn)品的理想動(dòng)力；由于混合動(dòng)力排放法規(guī)還沒有頒布，所以暫時(shí)混合動(dòng)力車的排放按車用機(jī)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.144

牟宗樂（1968-）,男,山東濰坊人,本科,工程師,部門經(jīng)理,主要研究方向:柴油機(jī)制造技術(shù)、故障模式分析、柴油機(jī)升級研發(fā)。