热补偿

为了防止供热管道升温时，由于热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，需要在管道上设置补偿器，以补偿管道的热伸长，从而减少管壁的应力和作用在阀件或支架结构上的作用力。

利用材料的变形来吸收热伸长的补偿有：自然补偿器、方形补偿器和波纹管补偿器。

利用管道的位移来吸收热伸长的补偿有：套筒补偿器和球形补偿器。

热力网管道的热补偿设计，应考虑如下各点 ：

（1） 充分利用管道的转角等进行自然补偿。

（2） 采用弯管补偿器或轴向波纹管补偿器时，应考虑安装时的冷紧。

（3） 采用套筒补偿器时，应计算各种安装温度下的安装长度，保证管道在可能出现的最高和最低温度下，补偿器留有不小于20mm的补偿余量。

（4） 采用波纹管轴向补偿器时，管道上安装防止波纹管失稳的导向支座，当采用套筒补偿器、球形补偿器、铰接波纹补偿器，补偿管段过长时，亦应在适当地点设导向支座。

（5） 采用球形补偿器、铰接波纹补偿器，且补偿管段较长时，宜采取减小管道摩擦力的措施。

（6） 当一条管道直接敷设于另一条管道上时，应考虑两管道在最不利运行状态下热位移不同的影响。

（7） 直埋敷设管道，宜采用无补偿敷设方式。

供热管道安装投运后，由于管道被加热引起管道受热伸长。管道受热的自由伸长量，可按下式计算 ：

Δx=a(t₁-t₂)·L

式中 Δx—管道的热伸长量，m；

a—管道的线膨胀系数，一般可取a=12×10^-6m/(m·℃)；

t₁—管壁最高温度，可取热媒的最高温度，℃；

t₂—管道安装时的温度，在温度不能确定时，可取最冷月平均温度，℃；

L—计算管段的长度，m。

根据上式可以算得，如安装温度为5℃，对95/70℃的采暖系统，钢管每m供水管热伸长量为1mm左右，而回水管为0.8mm。如直管段较长，温度变化范围大，其长度的变化量较大，须由热补偿装置来解决热膨胀冷缩问题，以保证管道系统和设备正常运转。

管道热补偿方形补偿器

用无缝钢管煨弯制成（大直径管道可用焊接弯管制成）。其优点是制造方便，轴向推力较小，补偿能力比L形和Z行自然补偿大，运行可靠，严密性好，不需要经常维修；其缺点是单面外伸臂较长，占地面积较大，需增设管架。

管道热补偿套管补偿器

通过芯管与外壳之间的相对位移来吸收管道热膨胀，可分单向式和双向式两种。

优点：补偿能力大，结构简单，占地面积小，流动阻力小，安装方便。

缺点：长时间运行会导致密封填料的磨损或失去弹性，造成介质泄露。

管道热补偿波纹补偿器

优点：补偿量大、补偿方式灵活；结构紧凑，工作可靠。

根据吸收热位移的方式，波纹补偿器可分为轴向型、横向型和角向型三大类。

管道热补偿球型补偿器

优点：补偿能力大；流体阻力小，无内压推力，钢材消耗少，安装简便，宜于架空管道上使用。

缺点：存在侧向位移，易泄露。

热的重燃料油管道由于油品的粘度大，一般都以采用较高的加热温度和外加保温层较为经济。用聚氨酯泡沫塑料保温后的总传热系数可接近甚至低于1千卡/米2·时·℃。热油管道在保温的某些具体条件下，中间加热站数比不保温时可减半或减得更少。热油管道当安装和运行时的温度差所引起的热膨胀受到限制时,会产生较大的温度应力；温差愈大,应力就愈大。为了把温度应力限制在允许范围内，架空的热油管道均须设置热补偿器、导向支架和固定支墩等。埋地管道的直线段受土壤的约束，不能轴向位移。但在管道各转角处的弯管内侧可能产生显著的变形，并承受很大热胀应力，此时必须妥善处理。例如在转角处尽量采用大的曲率半径，限制加热时的升温速度，以及选择适宜的转角等。

无保温埋地热油管道的启动 　长距离管道建成投产时,由于管道周围的冷土壤大量吸热,油流的散热和温降很快。为防止易凝高粘油品输入长距离的冷管道后，因温降快而导致摩擦阻力过大，甚至凝结，须用热的轻油或热水预热管道。待管道周围的土壤积蓄一定的热量后，再输入热的易凝高粘油品。在输送热油的初期，管道周围土壤将继续吸热；长期运行后，逐渐形成稳定的土壤温度场。

热油管道的停输和再启动 　输油管道的维护和抢修都可能要求管道暂时停输。热油管道停输后油温不断下降，管内存油的粘度上升，管壁上的凝油层加厚，使管道再启动时摩擦阻力增大。对于易凝油管道，还可能在管道中形成凝油段，再启动时的压力必须足以破坏凝油中蜡的网络结构，才能使油品恢复流动。如再启动所需的压力超过管道的容许强度，就要采取分段顶挤等措施。因此，要根据管材的强度、管内油品的温降及不同温度下的粘度和屈服值（凝油中蜡的网络结构开始破坏时的剪切应力）确定管道的允许停输时间。 　架空和水下管道停输后的温降要比埋地管道快得多，因此热油管道停输后难以再启动的，往往是加热站之间末端的架空或水下管段。对这些管段除了加强保温外，还须在其两端设置截断阀，并在截断阀的两侧设有接头，以便与临时增压泵相接，必要时可分段顶出凝油。在泵站或加热站上常设小排量、高压力的往复泵或螺杆泵,为发生故障时顶推管道中的冷油用。对有计划的停输，可在停输前向油品中添加降凝剂或轻质油等。2100433B