热补偿是指补偿供热管道被加热引起的受热伸长量,从而减弱或消除因热胀冷缩力所产生的应力。主要是利用管道弯曲管段的弹性变形或在管道上设置补偿器。
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=12×10m/(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。
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。