补偿器选型说明书

补偿器选型说明书(总10页)

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一、适用范围

本选型说明书，适用于我公司自行研制开发的第三代产品双向套筒补偿器、单向套筒补偿器、万向球式补偿器在供热管网中的应用，确定了产品的分类、型号、性能特点、选型计算、安装及注意事项等。

套筒补偿器是流体管道的一种新型热补偿装置，可满足管网敷设各种形式（架空、地沟、直埋）的要求。

二、 主要规格

公称直径： DN65～DN1200mm 设计温度： 150oC 设计压力： ≤ 补 偿 量： 50～400mm 角 位 移： ±15° 设计寿命： 15～20年

三、双向套筒补偿器

○

1 型号 LMRB 500— / 120 轴向补偿量 设计压力 公称直径

产品型号

22

2 产品示意图 ○

双向套筒补偿器外形图

3 性能及特点 ○（1）双向性

双向补偿，双向导流，可适用于循环管网。 （2）直埋免维护，减少费用

与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。

（3）双向套筒补偿器不适用地下水位较高的地理环境。 （4）安全性高

采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。 （5）无约束、降低工程造价

外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向性，可作到无约束设计导向支架间距。 （6）方便施工、提高效率

安装时双向套筒补偿器（图1），位于两固定支架中间位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。补偿器可不受施工条件的限

33

制，对于特殊环境下，如施工中遇到电缆线、煤气管线等不可动障碍时，可临时调整补偿器的安装位置，使L≠L而不影响使用，为管网施工提供了极大的方便。

（图1）

四、单向套筒补偿器

○1 型号

LMDB 800— / 200 轴向补偿量 设计压力 公称直径

产品型号

2 产品示意图 ○

44

单向套筒补偿器外形图

3 性能及特点 ○

（1）双向导流。

（2）直埋免维护，减少费用

与管道同埋地下（不用设观察井），不用定期维护可降低运行成本，节约维护费用。

（3）安全性高

采用宽道自紧式密封15－20年无泄漏、不失稳，防拉脱，同心度高可防止侧向力过大造成的危害。 （4）全密封

外护罩与外法兰全密封焊接，与后端管活动端采用压缩密封，使补偿器密封部位的关健部件与外界隔绝，有效的防止外界腐蚀，适用于地下水位高的地区，适应各种工况环境，关健件作防腐处理与管网同寿命。 （5）无约束、降低工程造价

外壳与芯管的配合形式采用机械配合形式中的动配合，具有良好的导向 性，可作到无约束设计导向支架间距。 （6）方便施工、提高效率

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安装时单向套筒补偿器（图2、3），“固定端”要靠近固定支架位置不用预拉伸，可直接同管道进行焊接，适用于任何敷设方式。补偿器可不受施工条件的限制，为管网施工提供了极大的方便。

（图2）

（图3）

4规格及技术参数 ○

表

1

公称直径 (㎜) DN65 磨擦力 (N) 1733 有效面积 (c㎡) 44 最大外径 (㎜) （双/单） 176 66

168 位移量 (㎜) 50?～300 工作压力 (MPa) DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300 DN 350 DN 400 DN 450 DN 500 DN 600 DN 700 DN 800 DN 900 DN 1000 DN 1100 DN 1200 2034 3435 4238 5072 6998 8732 10402 16855 19103 21485 23774 28183 36832 41969 47158 52295 57432 62569 59 88 134 193 369 576 818 1098 1411 1786 2180 3076 4024 5226 6600 8119 9794 11626 189 203 237 260 324 389 457 509 550 607 658 785 857 961 1071 1171 1281 1381 180 219 245 273 325 379 431 515 565 621 673 771 862 961 1062 1162 1262 1362 50?～350 50?～400 也可以根据用户的需求进行设计补偿量的大小。

五、热补偿计算

（1）管道热补偿的设计原则

a首先应从管道的布置上，考虑自然补偿。 b应考虑管道的冷紧。

c在上述两条件未能满足管道的热伸长补偿要求时，则需要采用补偿器。

（2）热伸长量计算：

ΔL =Lα（t2 t1）cm

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式中 L 计算管线长度 m

α 管道的线膨胀系数 cm/m·oC

t2 管道内介质温度 oC

t1 管道安装温度 oC

常用钢材的线膨胀系数（×10-4cm/） 表2

钢号 Q235A 10 20 16Mn 设计温度（oC） 100 150 200 250 270 300

六、选型示例

某热网管线公称直径DN300mm,材质Q235，长度70m，设计压力,工作温度

100oC，管网最低温度5oC。 选用补偿器

Q235膨胀系数查表2. 取×10-4㎝/m·oC 热伸长量计算：ΔL =Lα（t2—t1）

=70××10-4×(100-5) =㎝ （取82㎜）

选LMRB300—90 套筒补偿器，

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查表1：摩擦力Fm=10402N A=818㎝2 内压推力：Fp=818××102=130880N

七、主要部件材质性能

密封圈材质性能

表3

材质 丁腈橡胶 三元乙丙 氟橡胶 最高使用温长期使用温度 度 170oC 150oC 315oC -10～120oC -50～130oC -10～288oC 耐氧化性 可 优 优 耐磨性 优 优 优 气密性 优 优 优 根据不同的工况条件选用不同材质，密封圈工作的位置，是完全被密封在一个三角的环形空间内的。密封圈装在里面，由于芯管与外壳的滑动间隙极小，所以密封圈质量是不会丢失的，只会有与芯管表面的磨损，而芯管表面是经过热浸锌防腐处理，光洁度极高，磨损量很小，即使在十几年后橡胶有一定的老化，但在一个完整的密封空间里，在螺栓的予紧力作用下它依然紧贴在芯管表面可正常发挥密封作用。 寿命期限后可根据管网工作情况更换密封圈

外壳：补偿器中容纳芯管伸缩运动的部件。

材质选用：Q235A Q235B 10 20 16MnR 可根据工况条件进行选择

芯管：补偿器中可伸缩运动的内管，外表面镀锌（铬）防腐蚀、耐磨增加寿

命。

材质选用：Q235A Q235B 10 20 16MnR可根据工况条件进行选择

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八、万向球式补偿器

1 型号 ○

LMQB 700— / ±15° 角 位 移 设计压力 公称直径

产品型号

2 工作原理及示意图 ○

（图4）

万向球式补偿器是以球头相对于外套组件的转动来吸收管道的位移，特别适用于任意平面内或立体

空间转弯处的管道敷设。一般情况下是2—3个组成一组使用。补偿器安装在管道的拐弯处，利用球头的转动达到补偿的目的。工作原理如图所示。图中实线为安装位置，当受热运行时，直管段的伸长量为△L，推动补偿器转动到虚线位置。其中△L、θ、H的关系如下式；

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△L = 2Hsinθ………………A1

△L—直管段伸长量 θ—角位移 H —球心距

由式A1可见，θ值一定时，H值越大，补偿能力就越大，但是一般不超过8米。 3结构特点 ○

（1）以金属基体球面轴承承力并定心，取代通常球式补偿器以密封承力兼定

心，用法兰压盖进行调整的方法，从而保证密封更可靠。 （2）采用整体焊接结构，所有运动部件完全包容。

（3）球面轴承采用高承载能力的材质，上涂低润滑系数的自润滑膜。 （4）球面高光洁度部分加密闭清扫板，特别适用于粉煤灰输送管道。 （5）球形表面采取特殊处理，更具耐腐蚀。 4万向球式补偿器常见布置形式 ○

（图5）双球补偿器的布置

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（图6）三球补偿器的布置

5设计时应考虑的几点 ○

（1） 在许用的最大转角θmax一定时，球心距H越大，其补偿能力越大，为

了使工作转角θ＜θmax应适当的选择球心距H值。考虑到安装定位点和设计定位点的误差，安装状态温度误差，操作可能超温等因素的影响，实际上设计采用的球心距H值，一般取计算值的倍，而且还要参照实际布置空间的大小，使其尽量靠近弯头以减小弯头的弯矩载荷。 （2） 球头的最大转角θ＝±15°，设计时，可根据管段的长度及介质温度求出

△L，如果△L不是很大，试算一下当θ≤15°时能否满足使用要求，如果满足则选图5. 1的布置形式，反之则选图5. 2的布置形式，此时应对补偿器进行冷紧。设计时，通常选取θ＝12°进行计算，初始安装冷紧的大小按下式计算。

A = (

A—冷紧量 △L—轴向伸长量 Tmax—设计最高温度 Tmin—设计最低温度 Te—施工环境温度

1212

1TeTmin)△L………………A2 2TmaxTmin

（3）万向球式的补偿量大，所以固定支架个数就相应的减少，由于需补偿的管

段较长，应增加导向支架的设置，防止管线的偏移。

（4）球体工作时沿弧线运动，使管段产生一定的偏移，此时可用管段本身的弹

性来弥补，也可采用弹性支、吊架或者采用三球式布置。

（5）当万向球式补偿器水平布置时，对于DN≥300的产品要设置平台，采用

低磨擦滑动支座支承，避免出现由于球体自重使管道下垂。

（6）当万向球式补偿器垂直布置时，裸露的球面最好朝下，如果按介质流向布

置球面朝上时，球面应加以防护。

6规格及技术参数 ○

表4

公称直径 (㎜) DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300 DN 350 DN 400 DN 450 DN 500 DN 600 DN 700 DN 800 DN 900 最大外径 (㎜) 140 159 194 232 273 339 426 500 564 630 711 785 932 1034 1150 1280 产品长度 (㎜) 170 185 205 240 268 320 358 410 480 525 585 630 755 820 895 950 1313

力矩 （Kn/m） 角位移 (°) 工作压力 (MPa) ±15° DN 1000 DN 1100 DN 1200 1350 1400 1500 1000 1050 1100

九、安装及注意事项

1、安装前必须对补偿器产品的性能参数与设计性能要求进行校核。 2、安装时先将管道敷设好，然后在安装补偿器的位置上将相应长度（补偿器安装长度）管子切割下，再安装补偿器。

3、双向套筒补偿器安装时，应将产品位于两固定支架中间位置，两固定支架之间只能安装一台补偿器，不用预拉伸无方向要求。（见 图1） 4、单向补偿器安装时“固定端”要靠近固定支架，两固定支架之间只能安

一台补偿器，不用预拉伸。（见图）

4、万向球式补偿器安装时，要按照设计要求进行，同时要注意介质流向，要向补偿相反方向进行冷紧，冷紧量按A2公式进行计算。 5、严禁用补偿器变形的方法来调整管道的偏差。

6、补偿器安装后，要确定固定支架有效牢固可靠之后，方可进行压力试验。试验压力不得超出设计压力的倍

7、补偿器的工作环境必须满足设计要求，安装后的补偿器必须作好安全防腐，补偿器不能被有害介质腐蚀，否则缩短使用寿命。

十、引用标准

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GB/T12465《管路松套补偿接头》 CJ/《城市供热补偿器焊制套筒补偿器》 《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》 《动力管道手册》

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