Компенсаторы

Для компенсации тепловых удлинений трубопроводов тепловых сетей применяются компенсирующие устройства. Они служат для восприятия деформаций стальных трубопроводов при изменени­ях температуры теплоносителя и для разгрузки их от возникающих температурных напряжений, а также для предохранения от разру­шения установленной на теплопроводах арматуры. Температурные удлинения трубопроводов при температуре теплоносителя от 50 °С и выше должны восприниматься специальными компенси­рующими устройствами, предохраняющими трубопровод от воз­никновения недопустимых деформаций и напряжений. Надеж­ность и безаварийность работы тепловых сетей во многом зависят от правильного решения вопросов компенсации температурных удлинений теплопроводов, выбора способа прокладки тепловых сетей и других местных условий. Способы компенсации темпера­турных удлинений, применяемые в тепловых сетях, весьма разно­образны. По принципу работы компенсаторы делятся на две груп­пы: радиальные или гибкие устройства, воспринимающие удлине­ние трубопроводов изгибом; осевые устройства скользящего и упругого типов, в которых удлинения воспринимаются телескопи­ческим перемещением труб или сжатием пружинящих вставок.

Радиальную компенсацию выполняют с помощью П-образных компенсаторов, углов поворота трубопроводов, Z-образных участ­ков и др., осевую — с помощью осевых (сальниковых, линзовых, волнистых) компенсаторов. Гибкие компенсаторы из стальных труб (П-образные и др.), а также углы поворотов трубопроводов от 90 до 130° (самокомпенсация) применяют для компенсации тепловых удлинений трубопроводов независимо от параметров теплоносителя, способа прокладки и диаметра труб. Все части гнутых компенсаторов соединяются сваркой. Диаметр, толщина стенки и марка стали труб для гнутых компенсаторов должны быть такими, как для трубопроводов основных участков.

Наиболее надежна в эксплуатации так называемая естествен­ная компенсация, или самокомпенсация, которая допускается для всех способов прокладки тепловых сетей и находит широкое применения на практике. Естественная компенсация температур­ных удлинений достигается на поворотах и изгибах трассы за счет гибкости самих труб. Преимуществами этого вида компенсации являются простота устройства, надежность, отсутствие необходи­мости в надзоре и уходе, разгруженность неподвижных опор от усилий внутреннего давления. Для устройства естественной ком­пенсации не требуется дополнительный расход труб и специаль­ных строительных конструкций.

При сооружении теплопроводов следует максимально исполь­зовать все естественные повороты и изгибы трубопроводов для компенсации температурных удлинений. Наиболее распростране­ны компенсаторы П-образной формы. Они применяются во всех случаях, когда по условиям местности невозможно применить естественную компенсацию. Устройство П-образных компенса­торов предусматривают независимо от вида прокладки, диаметра трубопровода и параметров теплоносителя. П-образные компен­саторы имеют преимущественное применение для труб диаметром до 200 мм. Это объясняется тем, что на трубах малого диаметра вследствие большой гибкости осевые компенсаторы работают не­удовлетворительно.

П-образные компенсаторы изготовляют с применением гнутых, крутоизогнутых и сварных отводов.

Компенсаторы гнутые и сварные с крутоизогнутыми отводами допускается устанавливать на трубопроводах при любом давлении и температуре. При этом компенсационная способность компен­саторов с крутоизогнутыми отводами при тех же габаритах выше, чем гнутых, за счет более длинного участка А. П-образные ком­пенсаторы из сварных отводов используются преимущественно для трубопроводов с D более 500 мм.

П-образные компенсаторы, как правило, следует устанавливать в горизонтальном положении с соблюдением необходимого укло­на трубопровода. При ограниченной площади компенсаторы мож­но устанавливать в вертикальном и наклонном положениях петлей вверх или вниз, при этом они должны быть снабжены спускника- ми и воздушниками. Конструкцию П-образных компенсаторов, размеры и максимальную компенсирующую способность обычно указывают в проекте. Компенсирующая способность П-образных компенсаторов может быть увеличена вдвое при предварительной растяжке их в холодном состоянии во время монтажа на величину, равную половине теплового удлинения теплопровода. Для разме­щения П-образных компенсаторов предусматривается устройство специальных ниш. Размеры ниш по высоте точно соответствуют размерам канала, а в плане определяются размерами компенсато­ров и зазоров, необходимых для свободных перемещений при температурной деформации компенсатора.

На магистральных и распределительных трубопроводах тепло­вых сетей при невозможности использовать естественную ком­пенсацию и гибкие компенсаторы используют стальные сальни­ковые компенсаторы.

Сальниковые компенсаторы относятся к осевым устройствам скользящего типа. Они работают строго вдоль оси трубопровода; какое-либо смещение их продольной оси по отношению к оси трубы компенсирующего участка недопустимо. Сальниковые ком­пенсаторы по своей конструкции делятся на односторонние и двусторонние. Их устанавливают на трубопроводах диаметром D_y= 100 мм при подземной прокладке и надземной прокладке на низких опорах с параметрами теплоносителя Р = 2,5 МПа и ?= 300°С.

Односторонний стальной сальниковый компенсатор, состоя­щий из патрубка (стакана), грундбуксы, контрбуксы и корпуса, показан на рис. 5.9, б. Между наружной стенкой патрубка и внут­ренней стенкой корпуса размещен сальник, в который уложена набивка из прографиченного асбестового шнура и теплостойкой резины в виде колец. Скосы кромок на буксах способствуют более плотному прижатию набивки к поверхности стакана. Набивку и наружную поверхность стакана периодически смачивают, что спо­собствует удлинению срока службы компенсаторов. Компенсиру­ющая способность одностороннего сальникового компенсатора равна 250-400 мм.

Двусторонний сальниковый компенсатор имеет удлиненный корпус и два подвижных стакана. Его компенсирую­щая способность в 2 раза больше, чем у одностороннего.

Сальниковые компенсаторы

а — двусторонний; б — односторонний; 1 — корпус; 2 — упор; 3 — болт; 4 — грунд- букса; 5 — контрбукса; 6 — патрубок; 7 — кольцо; 8 — уплотнительная набивка

Перед присоединением сальникового компенсатора к трубопроводу не­обходимо тщательно выверить линию во избежание перекоса и заеданий стакана в корпусе. Компенсатор непосредственно вва­ривают в трубопровод, поэтому его установка не приводит к уве­личению числа фланцевых соединений. Сальниковые компенса­торы имеют высокую компенсирующую способность, небольшие габариты и малое гидравлическое сопротивление. Вследствие ма­лых габаритов сальниковые компенсаторы размещаются в камерах и проходных каналах (тоннелях).

Компенсаторы сильфонные осевые неразгруженные