旋转补偿器Z型布置

时间:2018-6-4 分享到:

旋转补偿器Z型布置用于管道走向不改变的场合,分为单侧补偿的Z型布置和双侧补偿的Z型布置。典型的双侧补偿Z型布置如图所示。一组旋转补偿器安装在一段管道的中间,管道的固定点距离补偿器较远,两侧管道的热位移均推动补偿器的旋转。

旋转补偿器Z型布置

单侧补偿的Z型布置与双侧补偿的Z型布置相似,不同点在于单侧补偿的补偿器只补偿一端管道产生的位移,管道的固定点距离一侧补偿器很近 ,距离另一侧较远。图2-4为旋转补偿器Z型布置的运行示意图,粗线表示安装位置,细线表示热运行结束位置。随着温度的升高管道推动旋转补偿器转动,旋转臂围绕点O转动,管道从安装位置移动到热运行结束位置。两个旋转补偿器之间的距离L为旋转臂的长度,α为补偿器的旋转角度,ΔL1、ΔL2分别为旋转臂两端直管段的膨胀量,旋转补偿器的补偿量即ΔL=ΔL1+ΔL2。

旋转补偿器Z型布置

旋转补偿器工作时,旋转臂从安装位置移动到热运行结束位置的过程中,管道会产生侧向的偏移。为了减小管道的侧向偏移,通常采取预偏装的方式安装补偿器。首先计算出管道直管段的热膨胀量作为旋转补偿器的补偿量,然后将补偿量的一半作为补偿器的预偏装量ΔS,其计算公式如下:

旋转补偿器Z型布置

式中: Li — 主管路长度,mm

          ΔT — 温度的变化量,℃

           ε —热膨胀系数,℃-1

补偿器采取预偏装的安装方式,可以使得管道的直管段巧变形前后保持同一水平位置,如图2-4所示,消除了管道由于热膨胀而产生的侧向偏移 。图2-4中圆弧线的轨迹即旋转补偿器的运行轨迹,在补偿器转动过程中,当补偿器移动到圆弧线的最高点处,管道直管段产生最大的侧向偏移 。旋转臂L旋转角度α、侧向偏移量y存在如下的几何关系:

旋转补偿器Z型布置

推导出:

旋转补偿器Z型布置

式中:  α — 旋转臂的转动角度,°

            L — 旋转臂的长度,mm

           ΔL1 — 上方直管段膨胀的长度 ,mm

           ΔL2 — 下方直管段膨胀的长度 ,mm
旋转补偿器Z型布置

           y1 — 上方直管段的最大偏移量,mm

           y2 — 下方直管段的最大偏移量,mm

当上方直管段或下方直管段为固定端时,y1或y2等于零,上述公式仍然适用。从式2-3至2-5中可看出,当直管段的膨胀量ΔL不变时,旋转臂的长度L越大,旋转臂的转动角度α 越小,直管段的最大侧向偏移量也就越小。但如果旋转臂过长,就不能忽略旋转臂自身长度产生的热变形,所以旋转臂的长度一般取2~6m。

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