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旋转补偿器在高压蒸汽管道中的应用及节能效果

在以往的蒸汽管道设计中,管道的热胀冷缩通畅采用管道自然补偿以及波纹管补偿的形式加以吸收。由于管廊上管道数量多受力复杂,自然补偿与波纹管补偿所产生的巨大内压推理与弹性力会对整个管廊产生很大的推力,影响整个管道系统的安全运行。解决这一问题的方法是增加土建工程量,增加固定支柱的尺寸。但是由于波纹补偿器的使用寿命,产品质量及安装精度等原因,管道经常出现腐蚀、供起、泄漏和爆裂等问题,导致设备安全事故。自然补偿形式虽然安全性好,推力大。但是补偿量少,而且每隔几十米就需要绕一圈,导致管线数量增加,不仅浪费材料,还增加了管理的沿程阻力,降低了管道的使用性能,增加了运行成本,而旋转补偿的出现使得管廊上的管道的布置设计有了新的理念。

1 旋转补偿器的原理和布置方式

1)结构

  除了采取传统的换面密封机构外,端面密封采用高强度刚柔复合密封材料,在管道介质压力增大时,内部倒挂机构可以巧妙利用管带内部端面密封所具有的解压力越高密封效果越好的特点。因为当介质压力1.5MPa以下时,弯管中盲板受到的拉力较小。环面密封起主导作用;而当压力超过0.5MPa时,端面密封逐渐压紧,从而所有压力逐渐由环面承压转向端面承压,环面密封只起到双保险作用。

  布置方式

 旋转补偿器的应用效果

 旋转补偿器具有补偿距离长、安全性好、压降小等优势,适宜设置在系统管廊或从电厂长距离输送线路上。与传统补偿方式相比,旋转补偿器的设计理念发生了较大的变化;有轴向补偿变为旋转补偿。由于补偿量提高了5~10倍,大幅度减小了弯头的使用数量,管道的当量长度相应大幅减小,从而减少了蒸汽管道的压降和温降,项目建设的一次性投资及长期运行维护成本明显减少,产生了良好的经济效益和社会效益。

节约项目建设投资

 旋转补偿器的补偿距离能够达到200~300m,补偿能力比自然补偿高8~10倍。 有余旋转补偿器的结构特点,蒸气管道运行时不在产生内压推力,在蒸气管道结构设计师不用再考虑蒸气管道产生的水平推力。蒸汽管道的当量长度由自然补偿的1.3~1.5倍直线长度降到1.05~1.15倍,节省材料的效果是显而易见的。根据算与采用自然补偿方式的同等级管网相比,采用旋转不长期的管网可节约一次性建设投资20%~30%,尤其在直径不低于250mm,设计压力大于1.3MPa的蒸汽管道上,其节能效果更为明显。

实现蒸汽的长距离输送

  传统补偿方式带来的压力下降导致蒸汽输送距离只能达到3~6km,而使用旋转补偿器可以是蒸汽运送半径到达20km,而且在供热半径范围内不在需要重复建设小锅炉,降低了能耗,减少了排放,起到了节能减排的作用。

目前中高压蒸汽管道的补偿形式都是自然补偿,存在投资大,管道阻力大,容易产生蠕变和疲劳等问题,给官网的安全运行带来不利影响。旋转补偿器具有补偿距离长,安全性好等优势,可以代替自然补偿等传统补偿形式,能节省项目的一次性投资。采用旋转补偿器后蒸汽管道的压降和温降减少,管道末端透平机功率增加,实现了长期节能的目标。

  随着现如今社会的节能降耗政策,旋转补偿器的成功应用有助于推动石化行业高压管道补偿器的更新换代,耐高压自密封旋转补偿器更经济,更安全、更有效率的优势得以显现,在中高压蒸汽管网工程中将得到更加广泛的应用,在社会经济建设中发挥更大作用。,

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