补偿器和管道支座（架）安装

1、第四单元 补偿器和管道支座（架）安装一、补偿器供热管道采用的补偿器种类很多，主要有自然补偿器、方形补偿器、波纹管补偿器、套筒补偿器和球形补偿器等，前三种是利用补偿材料的变形来吸收热伸长的，后两种是利用管道的位移来吸收热伸长的。1.自然补偿器利用供热管道自身的弯曲管段来补偿管段的热伸长的补偿方式，称为自然补偿。自然补偿不必特设补偿器，因此考虑管道的热补偿时，应尽量利用自然弯曲的补偿能力，自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向位移，而且补偿的管段不能很长。常见的自然补偿管段的形式有：L型、Z型和直角弯的自然补偿管段（图4.18）。图4.18 自然补偿器（a）L 形自然补偿器；（b ）Z 形自然补偿器

2、2.方形补偿器方形补偿器通常是由四个90°无缝钢管揻弯或机制弯头构成的U 形补偿器，依靠弯管的变形来补偿管段的热伸长。方形补偿器制造安装方便，不需要经常维修，补偿能力大，作用在固定点上的推力（即补偿器的弹性力）较小，可用于各种压力和温度条件；其缺点是补偿器外形尺寸大，占地面积多。图4.19是方形补偿器的类型图。图4.19 方形补偿器的类型3.套筒补偿器套筒补偿器是由填料密封的套管和外壳管组成，两者同心套装并可轴向补偿，有单向和双向两种形式。图4.20所示是单向套筒补偿器。套筒与外壳体之间用填料圈密封，填料被紧压在端环和压盖之间，以保证封口紧密。填料采用石棉夹铜丝盘根，更换填料时需要松

3、开压盖，维修方便。套筒补偿器的补偿能力大，一般可达250400mm，占地少，介质流动阻力小，造价低，适用于工作压力小于或等于1.6MPa，工作温度低于300 的管路上，补偿器与管道采用焊接连接。套筒补偿器轴向推力大，易发生介质渗漏，而且其压紧、补充和更换填料的维修工作量大，管道在地下敷设时要增设检查室。如果管道变形有横向位移时，易造成填料圈卡住，所以只能用在直线管段上。当使用在阀门或弯管处时，其轴向产生的盲板推力（由内压引起的不平衡）也较大，需要设置加强的固定支座。套筒补偿器的最大补偿量可从产品样本上查出。图4.20单向套筒补偿器1套管；2前压兰；3壳体；4填料圈；5后压兰；6防脱肩；7T形螺

4、栓；8垫圈；9螺母4.波纹管补偿器波纹管补偿器是用多层或单层薄壁金属管制成的具有轴向波纹的管状补偿设备。工作时，它利用波纹变形进行管道热补偿，供热管道上使用的波纹管多用不锈钢制造。图4.21所示是供热管道上常用的轴向型波纹管补偿器，这种补偿器体积小，质量轻，占地面积和占用空间小，易于布置，安装方便。在波纹管内侧装有导流管，减小了流体的流动阻力，同时也避免了介质流动时对波纹管壁面的冲刷，延长了波纹管的使用寿命。波纹管补偿器具有良好的密封性能，不需要进行维修，承压能力和工作温度较高，但其补偿能力小，价格也较高。轴向补偿器的最大补偿能力可从产品样本上查出选用。图4.21 轴向型波纹管补偿器1导流管；

5、2波纹管；3限位拉杆；4限位螺母；5端管为使轴向波纹管补偿器严格地按管道轴向热胀或冷缩，补偿器应靠近一个固定支架设置，并设置导向支座，导向支座宜采用整体箍住管子的方式以控制横向位移和防止管子纵向变形。常用的轴向波纹管补偿器通常都作为标准的管配件，用法兰或焊接的形式与管道连接。5.球形补偿器球形补偿器如图4.22所示，它是靠一组两个或三个球形接头的灵活转动及其所构成的相应角度变化来补偿管道的热膨胀。球形补偿器具有很好的耐压和耐温性能，能适应230的高温和0.4MPa的压力，使用寿命长，运行可靠，占地面积小，基本上无需维修，补偿能力大。工作时变形应力小，减少了对支座的要求。图4.22 球形补偿器二

6、、管道支座（架）根据支架对管道的制约情况，分为活动支架和固定支架。1.活动支架支承管道且允许管道有位移的支架称为活动支架。活动支架的类型较多，有滑动支架、导向支架、滚动支架和吊架等。（1）滑动支架滑动支架的主要承重构件是横梁，管道在横梁上可以自由移动。不保温管道用低支架安装，保温管道用高支架安装。1）低支架用在不保温管道上，按其构造形式又分为卡环式和弧形滑板式两种。图4.23所示卡环式低滑动支架，用圆钢揻制U 形管卡，管卡不与管壁接触，一端套丝固定，另一端不套丝。图4.24所示是弧形滑板式低滑动支架，在管壁与支承结构间垫上弧形板，并与管壁焊接，当管子伸缩时，弧形板在支承结构上来回滑动。 图4.

7、23 卡环式低滑动支架 图4.24 弧形滑板式低滑动支架1管卡；2螺母 1弧形板；2托架2）高支架高支架用在保温管道上，焊在管道上的高支座在支承结构上滑动，以防止管道移动摩擦损坏保温层，其结构形式如图4.25所示。活动支架的各部分构造尺寸、型钢规格可参照标准图集或施工安装图册进行加工和安装。（2）导向支架导向支架是为使管子在支架上滑动时不至于偏离管子轴线而设置的。它一般设置在补偿器两侧、铸铁阀门的两侧或其他只允许管道有轴向移动的地方。导向支架是以滑动支架为基础，在滑动支架两侧的横梁上，每侧焊上一块导向板，如图4.26所示。导向板通常采用扁钢或角钢，扁钢规格为30×10，角钢为36&#

8、215;5，导向板长度与支架横梁的宽度相等，导向板与滑动支座间应有3mm 的空隙。 图4.25 高滑动支架 图4.26 导向支架1绝热层；2管子托架 1保温层；2管子托架；3导向板（3）吊架悬吊架结构简单，摩擦力小。一种常见的悬吊架形式如图4.27所示。管道通热运行后，各点的热变形量不同，造成各悬吊架的偏移幅度不一样，使管道产生扭曲。如果管道有垂直位移而又不允许产生扭曲，则可采用弹簧吊架，如图4.28所示。因悬吊架管道有易产生扭曲的特点，所以选用补偿器时应加以注意。如只能选用可抗扭曲的方形补偿器，而不能选用套管补偿器。 图4.27 悬吊架 图4.28 弹簧悬吊支架（4）滚动支架滚动支架以滚动摩

9、擦代替滑动摩擦，可减小管道热伸缩时的摩擦力，如图4.29所示。滚动支架主要用在管径较大而无横向位移的管道上。图4.29 滚动支架（a）滚珠支架；（b ）滚柱支架2.固定支架在固定支架处，管道被牢牢地固定住，不能有任何位移，管道只能在两个固定支架间伸缩。因此，固定支架不仅承受管道、附件、管内介质及保温结构的重力，同时还承受管道因温度、压力的影响而产生的轴向伸缩推力和变形应力，并将这些力传到支承结构上去，所以固定支架必须有足够的强度。（1）卡环式固定支架卡环式固定支架主要用在不需要保温的管道上。1）普通卡环式固定支架揻制U 形管卡，管卡与管壁接触并与管壁焊接，两端套丝紧固，如图4.30(a)所示，

10、适用于DN15150mm的室内不保温管道上。图4.30 卡环式固定支架（a）普通卡环式；（b ）焊接挡板卡环式1固定管卡；2弧形挡板；3支架横梁2）焊接挡板卡环式固定支架U 形管卡紧固，但不与管壁焊接，靠横梁两侧焊在管道上的弧形板或角钢挡板固定管道，如图4.30（b）所示，主要适用于DN25400mm的室外不保温管道上。（2）挡板式固定支架挡板式固定支架由挡板、肋板、立柱（或横梁）及支座组成，主要用于室外DN150700mm的保温管道上。图4.31所示为四面挡板式固定支架，有推力不大于450kN和推力不大于600kN 两种。在无沟敷设或不通行地沟中，固定支座也有做成钢筋混凝土固定墩的形式。图4

11、.32所示是直埋敷设所采用的固定墩，管道从固定墩上部的立板穿过，在管子上焊有卡板进行固定。（3）固定支座的设置要求1）在管道不允许有轴向位移的节点处设置固定支座，例如有支管分出的干管处。2）在热源出口、热力站和热用户出入口处均应设置固定支座，以消除外部管路作用于附件和阀件上的作用力，使室内管道相对稳定。图4.31四面挡板式固定支座1挡板；2肋板；3立柱图4.32 直埋敷设的固定墩3）在管路弯管的两侧应设置固定支座，以保证管道弯曲部位的弯曲应力不超过管子的许用应力范围。（4）固定支座的间距固定支座是供热管道中的主要受力构件，应按上述要求设置。为了节省投资，应尽可能加大固定支座间距，减少其数目，但固定支座的间距应满足下列要求：1）管道的热伸长量不得超过补偿器所允许的补偿量。2）管段因膨胀和其他作用而产生的推力不得超过固定支座所能承受的允许推力。3）不应使管道产生纵向弯曲。表4.2列出了地沟与架空敷设的直线管段固定支座的最大允许间距。表4.2 地沟与架空敷设的直线管段固定支座（架）最大间距表（单位：m）管道公称直径方形补偿器套筒补偿器供热介质热水蒸汽热水蒸汽敷设方式mm架空地沟架空地沟架空地沟