旋轉補償器在熱力管道中的應用優勢

熱力管道由輸送高溫的介質（水或蒸汽），在系統投入運行或停止時，溫度變化引起管道膨脹而使管壁內產生巨大的熱應力，如果此應力超過管材的許用應力，就會使管道處于危險狀態甚至破壞。因此，在熱力管網系統中，常常設置一些彎曲的管段或可伸縮的裝置以添加管道的柔性，減小熱應力。這些能減小熱應力的彎曲管段和伸縮裝置稱為補償器。

根據補償器的形式可以分為兩類：一類是由于工藝需要在布置管道時自然形成的彎曲管段。另一類是專門設置用于吸收管道熱膨脹的彎曲管段或伸縮裝置，如Ⅱ型補償器，波紋式補償器或填料函式補償器、旋轉補償器等。

只有在自然形成的管道接頭不能滿足系統的膨脹要求時，才采用專門設置的補償器。

人工設置補償器中常用的是Ⅱ型補償器，它是用與原管道材料、規格相同的無縫管制成，較其他型式的易制造，且補償能力大，能用在溫度、壓力較高的管線上。但是占地或占空間較多，管材消耗多，支柱土方量很大，補償距離少，壓力降大。

波紋補償器是用金屬薄片制成，它利用金屬本身的彈性伸縮來吸收管線的熱膨脹，每個波紋可吸收5~15mm的膨脹量。它的優點是體積小，結構緊密，但是為了防止補償器本身產生縱向彎曲，補償器不能做得太長，這使它的補償能力受到限制。使用壽命短，造價較高，無法保證長期正常運行。

填料函式補償器是由鑄鐵或鋼制成的。它的優點是體積小，補償能力較波紋式大，這是補償器主要使用在受地形限制不宜采用Ⅱ型補償器的管道上。但是它的缺點是密封難以做到十分嚴密，填料壓得太緊妨礙伸縮，太松則易引起泄露。旋轉補償器在熱網管網中越來越得到廣泛應用（圖1）。

旋轉補償器是一種自調密封無推力可旋轉式套管補償器，它由變徑管、內管、密封座、填料、螺母、螺栓、填料壓蓋構成；填料壓蓋與相對靜止的填料及密封座的軸向壓緊，及時的、自動的進行補償填料的磨損量，保持密封。另外，內管與變徑管相配合處有間距地設置兩圈滾珠，有利于結構自動補償或調整密封，利用本補償器可獲得較大的補償量和平衡能力，也可根據管網的結構改變管道的走向。

旋轉補償器通過安裝在管道內一對旋轉筒和L旋轉壁形成的力偶，通過旋轉一定角度，達到吸收管道熱位移的目的。當管道布置要求雙向補償時，大小相等、方向相反的一對力偶，圍繞L壁中心線旋轉，見圖2；當管道布置要求單向補償時，一旋轉筒圍繞另一旋轉筒旋轉，見圖3。

旋轉補償器與波紋補償器等其它補償器相比具有以下優點：

（1）旋轉補償器在管線使用中，典型的安裝方法有兩種組合（Ⅱ型和Ω型），其中Ω型組合用于直管段時，雙向補償量大，這是波紋補償器無可比擬的，一組補償器可代替多個波紋補償器。

（2）旋轉補償器在管道補償時，不會產生盲板推力或內壓推力，不存在失穩、水錘現象，實踐表明，在外管設計時它的推力可忽略不計，對于管道兩頭的固定支架作用很小，因此固定支架和混凝土座基可以做得小一些，工程成本相對降低。

（3）旋轉補償器采用獨特的密封技術和國內較先進的密封材料，由于運行方式的不同，旋轉筒體與密封材料磨損極小，所以不存在泄漏現象。

（4）其它型式補償器由于補償能力小，布置點多，安全性能差，維修不方便，尤其使用在城市地下管網危險性大，實踐證明選擇旋轉補償器可以長距離鋪設管網，補償器使用數量及維修很少，管道泄漏點很少，流體阻力降低、壓損降低，運行成本降低，由于補償點少、固定支架小，工程造價降低，大大節約了管網的總投資。

（5）維修方便：實現在不停氣的情況可帶溫、帶壓進行檢修。

（6）設計方便：當熱力管網中的軸向位移或軸向推力較大，以及管網結構走向需要調整時，應用多只組成立體管道結構，可獲得較大的補償量和平衡能力，也可根據管網的結構改變管道的走向，只要計算其摩擦力即可。

（7）為了防止波紋補償器等其它補償的損壞，設計和安裝要求“嚴格對中”，因此每一個補償器前必須額外增加導向支架。旋轉補償器不存在“找中”問題，因此也不必額外增加導向支架，安裝方便。

旋轉補償器安裝時須注意以下幾點：

1. 注意補償器的安裝方向；

2. 須先計算出管道的補償長度，然后根據該長度設置預偏裝量；

3. 嚴禁將預偏裝方向裝反；嚴禁強行組裝；嚴禁拆散補償器本體，如果在安裝時不慎把內管拉出，應重新組裝并試驗合格后方能在管路上安裝。

總之，旋轉補償器的應用優勢使其在石油、化工等各行各業中的應用將越來越廣泛。