燃气管道设计中补偿器怎么选，看完你就懂了

补偿器又称为伸缩器、伸缩节或膨胀节，主要用于补偿管道受温度变化而产生的变形。如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩，管道中将产生温度应力。在管道设计中必须考虑这种应力，否则它可能导致管道的破裂，影响生产的正常运行。燃气管道中有各种形式的补偿器，设计人员有必要了解各种补偿器的特点，并能够正确选择合适的补偿器。

定义与公式

为了更好的理解后面内容，首先介绍三个定义和两个计算公式

• 定义

a、滑动支架：

管道轴向、横向均不受限制，即允许管道前后、左右有位移；

b、导向支架：

是滑动支架的一种，一般只允许管道有轴向位移，而不允许有横向位移。

对直管式导向支架进行定位，一般推荐：使补偿器靠近一个固定支架，使第一个导向支架与补偿器端面的间距不超过管径的4倍（L1≤4DN）。这种布设方式既可以使位移得到正确的导向，又可以使补偿器的两端得到适当的支承。第二个导向支架与第一个导向支架的间距不得超过管径的14倍（L2≤14DN）。其它导向支架的最大间距可按公式计算，也可按燃规上的规定执行。

c、固定支架：

管道轴向、横向均受限制，不允许管道有位移。

固定支架分主固定支架和次固定支架，主固定支架一般设置在管道的盲端、弯头、阀门及侧支管线连接处等位置， 次固定支架一般设在直管段上两个轴向型补偿器之间。

• 管道伸长量的计算

由于温差引起的管道长度变化，由下式计算：

△L＝ αL△t

式中：△L—管道的伸长量（m）；

α—管道的线膨胀系数（m/m℃），其数值见表1

L—管道长度（m）；

△t－温差（℃ ），架空管道在太阳直晒的情况下计算温差可取80℃；

（2）温度应力

当管道两端固定时，温度应力为：

σ=Eδ

式中：σ－温度应力（MPa）；

E－弹性模数（MPa），钢材取2.1×105MPa；

δ－管道的相对变形，δ＝△L/L

自然补偿器

自然补偿器是利用管道自身进行补偿，常用的有两种形式，L型和Z型，

自然补偿器短臂的计算方法如下：

（1） L型补偿器短臂长度计算：

式中l－L型补偿器的短臂长度(m）；

△L－L型补偿器长臂的热伸缩量（mm）；

D－管道外径（mm）

（2）Z型补偿器的短臂长度计算：

式中：l－Z型补偿器的短臂长度(m）；

△t－计算温差（ ℃ ）；

E－弹性模数（MPa）；

D－管道外径（mm）；

σ－允许弯曲应力（MPa）；

k= L1/ L2。

自然补偿的管道的长臂臂长一般不超过25m，弯曲应力不应超过80MPa。

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