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【摘 要】波纹补偿器是热电厂普遍使用的一种补偿设备，这种补偿设备实际上是对热电厂中自补偿的一种补充。因为热电厂的工作环境的影响，需要选择高温性能好的薄壁管，而波纹补偿器是做好的选择。本文首先对波纹补偿器的主要形式的应用进行了分析；其次概述了其设计选用的原则；最后探讨了其设计布置原则，希望对波纹补偿器的设计选用人员有所帮助。
【关键词】热力管道；波纹补偿器；设计选用
波纹补偿器类型多样，而且其应用的场合也比较广，这是其被广泛应用的最为重要的原因。不同类型的波纹补偿器，其补偿功能存在着比较大的差异，而在热力管道中，设计人员应该按照管道中管路结构以及工程要求的各个设计参数来具体的选型，比如在直管段中，因为只会发生轴向位移，因此选择使用轴向型的波纹补偿器即可，其他波纹补偿器的选择也可以依照以此方法。
1.波纹补偿器的主要型式的应用分析
波纹补偿器，亦称波纹管膨胀节，是由金属波纹管和构件组成的具有伸缩功能的器件。它能够补偿管道的热变形、机械变形和吸收各种机械振动，起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。按波纹管的位移型式，可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型几种。目前，国内生产厂家一般是依据《金属波纹管膨胀节通用技术条件》（GB/T12777-1999）来分类的，产品类型主要有单式轴向型、外压单式轴向型、单式铰链型、单式万向铰链型、复式铰链型、复式万向铰链型、复式自由型、复式拉杆型、直管压力平衡型和弯管压力平衡型等几种。按是否能吸收管道内介质压力所产生的压力推力，可分为无约束型和有约束型。其中：单式轴向型、外压单式轴向型、复式自由型为无约束型；单式铰链型、单式万向铰链型、复式铰链型、复式万向铰链型、复式拉杆型、直管压力平衡型和弯管压力平衡型为约束型。
2.热力管道波纹补偿器的设计选用原则
波纹管道补偿器是热力管道工程中普遍使用的一种补偿器，通常而言，热力管道工程主要有使用三种补偿方式，一是L形直角弯补偿方式，二是Z形折角弯补偿方式，三是空间立体弯，但是在实践中，无论是选择那种补偿方式，都难以满足全部热补偿要求，因此多数情况下，热力管道工程中都需要增加设置补偿器。补偿器类型多样，在选择既要遵循安全合理的原则，还应该遵循经济可靠的原则。因为热电厂所选择的配管一般情况下都是耐高温，而且其管径也比较薄，为了确保补偿器安全稳定，不会出现热胀冷缩，因此大多数热电厂都会选择使用波纹补偿器。在设计选用波纹补偿器时，相关人员除了要遵循上述的经济安全等原则外，还应该遵循上述具体的原则：
首先，公称直径以及连接形式都要达到实际标准要求；其次，压力与温度要满足基本需求；大；再次，设计人员应该充分的考虑到介质所能产生的压力推力；第四，注重合理选择波纹管的材料，除此之外，还需要考虑到其附件材料；第五，掌握波纹管的使用寿命；第六，使用吸收位移形式。
上述六点内容都考虑到之后，设计人员根据生产厂家所提供的资料来明确所选择的波纹补偿器的型号，其各项参数数据必须有所保证。设计人员拿到生产厂家的资料之后，要具体看看该厂家是在何种温度下计算出来的各项参数，通常而言，厂家都是以20℃为标准，来计算各种参数，而设计人员则需要依据波纹补偿器具体的使用温度再进行重新的计算，尤其是刚度的计算最为重要。此外，一般的厂家在提供的样本资料中，都会告知用户波纹补偿器在各种疲劳状态下所形成的各种补偿量，设计人员可以按照波纹补偿器工作环境来具体的确定其补偿量， 如果实际需要的补偿量与样本中所提供的补偿量有比较大的差别，设计人员应该给予适当的修正。
热力管道工程中，管路的设计并不是一件简单的工作，尽管其影响因素非常多，但是只要设计人员掌握了基本的设计布置方法都能够顺利的完成工作，这主要是因为无论多么复杂的管系，设计人员都能够将其利用固定管架来进行设计，利用这种方式将管系分为单独管段，最终设计人员根据各个管段来进行补偿，依据不同的补偿要求来选择不同的补偿器。一般而言，以下几种管段会选择使用波纹补偿器，其主要的布置方式如下：
3.波纹补偿器的设计布置原则
首先，直管段中波纹补偿器的布置，因为在直管段中，一般都会发生热膨胀的现象，出现这种现象时，直管段会产生轴向位移，也不会出现其他明显的变化，因此只要选择使用轴向型波纹补偿器即可。在直管段的两个固定管架之间，只能设置一个轴向型波纹补偿器：轴向型波纹补偿器在工作状态下会产生较大的内压力及反弹力，而其自身不能吸收内压力所产生的压力推力，会增大对固定管架的轴向推力。但由于其结构简单，制造成本低，对于管道直径小，固定管架易于设置的管线，应优先采用。补偿管道直管段的轴向位移，也可选用直管压力平衡型波纹补偿器。该型补偿器能平衡介质内压力所产生的压力推力，减少对固定管架的轴向推力。适用于不易或很难设置主固定管架的高位直管线或大直径管线。对于公称直径DN≥200mm，公称压力 PN≥1.6MPa 的热力管道，选用平衡型波纹补偿器，有相对合理的技术经济性。
其次，L 型管段中波纹补偿器的选用与布置，对于 L 型管段可选用横向型补偿器或角向型补偿器来吸收管道的横向位移。两个固定管架之间，只允许安装一个横向型补偿器或一组角向型补偿器。
最后，Z 型管段中波纹补偿器的选用与布置，对于 Z 型管段推荐采用将复式拉杆型波纹补偿器或铰链型波纹补偿器安装在呈 90°的 Z 形管道的中间短管臂内以补偿两端长管线轴向位移。在某些情况下，可能有几种波纹补偿器都适合同一项应用，这时可以单纯根据经济性来考虑选择哪一种。然而，更为常见的是在各种可行的设计之中，应考虑到那一种具有独到之处，更适合在某些特定的场合下使用。
4.结语
综上所述，可知对热力管道波纹补偿器的设计选用进行分析十分必要，作为常用的设备，其类型复杂，设计时需要考虑的具体问题也比较多，因此这并不是一项简单的工作，笔者对其设计选用进行介绍，对有关人员能够起到借鉴作用，但是实际上，波纹补偿器设计选用所涉及到的问题还远不止上述这些，还包括很多方面的内容，而更深层次的内容，则需要有关人员进一步的分析。 [科]
【参考文献】
[1]袁宏.固定支架在热力管道工程中的受力分析[J].区域供热，2002（04）.
[2]柳玉根.热力管道的腐蚀与防护初探[J].太原科技，2003（04）.
[3]于万，周建华.玻璃钢泡沫保温热力管道预制工艺技术[J].油气田地面工程，2005（05）.
[4]袁朝庆，庞鑫峰，张敏政，孙建刚.热力管道裂缝泄漏大地温度场仿真分析[J].大庆石油学院学报，2006（05）.
【关键词】热力管道；波纹补偿器；设计选用
波纹补偿器类型多样，而且其应用的场合也比较广，这是其被广泛应用的最为重要的原因。不同类型的波纹补偿器，其补偿功能存在着比较大的差异，而在热力管道中，设计人员应该按照管道中管路结构以及工程要求的各个设计参数来具体的选型，比如在直管段中，因为只会发生轴向位移，因此选择使用轴向型的波纹补偿器即可，其他波纹补偿器的选择也可以依照以此方法。
1.波纹补偿器的主要型式的应用分析
波纹补偿器，亦称波纹管膨胀节，是由金属波纹管和构件组成的具有伸缩功能的器件。它能够补偿管道的热变形、机械变形和吸收各种机械振动，起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。按波纹管的位移型式，可分为轴向型、横向型、角向型及压力平衡型几种。目前，国内生产厂家一般是依据《金属波纹管膨胀节通用技术条件》（GB/T12777-1999）来分类的，产品类型主要有单式轴向型、外压单式轴向型、单式铰链型、单式万向铰链型、复式铰链型、复式万向铰链型、复式自由型、复式拉杆型、直管压力平衡型和弯管压力平衡型等几种。按是否能吸收管道内介质压力所产生的压力推力，可分为无约束型和有约束型。其中：单式轴向型、外压单式轴向型、复式自由型为无约束型；单式铰链型、单式万向铰链型、复式铰链型、复式万向铰链型、复式拉杆型、直管压力平衡型和弯管压力平衡型为约束型。
2.热力管道波纹补偿器的设计选用原则
波纹管道补偿器是热力管道工程中普遍使用的一种补偿器，通常而言，热力管道工程主要有使用三种补偿方式，一是L形直角弯补偿方式，二是Z形折角弯补偿方式，三是空间立体弯，但是在实践中，无论是选择那种补偿方式，都难以满足全部热补偿要求，因此多数情况下，热力管道工程中都需要增加设置补偿器。补偿器类型多样，在选择既要遵循安全合理的原则，还应该遵循经济可靠的原则。因为热电厂所选择的配管一般情况下都是耐高温，而且其管径也比较薄，为了确保补偿器安全稳定，不会出现热胀冷缩，因此大多数热电厂都会选择使用波纹补偿器。在设计选用波纹补偿器时，相关人员除了要遵循上述的经济安全等原则外，还应该遵循上述具体的原则：
首先，公称直径以及连接形式都要达到实际标准要求；其次，压力与温度要满足基本需求；大；再次，设计人员应该充分的考虑到介质所能产生的压力推力；第四，注重合理选择波纹管的材料，除此之外，还需要考虑到其附件材料；第五，掌握波纹管的使用寿命；第六，使用吸收位移形式。
上述六点内容都考虑到之后，设计人员根据生产厂家所提供的资料来明确所选择的波纹补偿器的型号，其各项参数数据必须有所保证。设计人员拿到生产厂家的资料之后，要具体看看该厂家是在何种温度下计算出来的各项参数，通常而言，厂家都是以20℃为标准，来计算各种参数，而设计人员则需要依据波纹补偿器具体的使用温度再进行重新的计算，尤其是刚度的计算最为重要。此外，一般的厂家在提供的样本资料中，都会告知用户波纹补偿器在各种疲劳状态下所形成的各种补偿量，设计人员可以按照波纹补偿器工作环境来具体的确定其补偿量， 如果实际需要的补偿量与样本中所提供的补偿量有比较大的差别，设计人员应该给予适当的修正。
热力管道工程中，管路的设计并不是一件简单的工作，尽管其影响因素非常多，但是只要设计人员掌握了基本的设计布置方法都能够顺利的完成工作，这主要是因为无论多么复杂的管系，设计人员都能够将其利用固定管架来进行设计，利用这种方式将管系分为单独管段，最终设计人员根据各个管段来进行补偿，依据不同的补偿要求来选择不同的补偿器。一般而言，以下几种管段会选择使用波纹补偿器，其主要的布置方式如下：
3.波纹补偿器的设计布置原则
首先，直管段中波纹补偿器的布置，因为在直管段中，一般都会发生热膨胀的现象，出现这种现象时，直管段会产生轴向位移，也不会出现其他明显的变化，因此只要选择使用轴向型波纹补偿器即可。在直管段的两个固定管架之间，只能设置一个轴向型波纹补偿器：轴向型波纹补偿器在工作状态下会产生较大的内压力及反弹力，而其自身不能吸收内压力所产生的压力推力，会增大对固定管架的轴向推力。但由于其结构简单，制造成本低，对于管道直径小，固定管架易于设置的管线，应优先采用。补偿管道直管段的轴向位移，也可选用直管压力平衡型波纹补偿器。该型补偿器能平衡介质内压力所产生的压力推力，减少对固定管架的轴向推力。适用于不易或很难设置主固定管架的高位直管线或大直径管线。对于公称直径DN≥200mm，公称压力 PN≥1.6MPa 的热力管道，选用平衡型波纹补偿器，有相对合理的技术经济性。
其次，L 型管段中波纹补偿器的选用与布置，对于 L 型管段可选用横向型补偿器或角向型补偿器来吸收管道的横向位移。两个固定管架之间，只允许安装一个横向型补偿器或一组角向型补偿器。
最后，Z 型管段中波纹补偿器的选用与布置，对于 Z 型管段推荐采用将复式拉杆型波纹补偿器或铰链型波纹补偿器安装在呈 90°的 Z 形管道的中间短管臂内以补偿两端长管线轴向位移。在某些情况下，可能有几种波纹补偿器都适合同一项应用，这时可以单纯根据经济性来考虑选择哪一种。然而，更为常见的是在各种可行的设计之中，应考虑到那一种具有独到之处，更适合在某些特定的场合下使用。
4.结语
综上所述，可知对热力管道波纹补偿器的设计选用进行分析十分必要，作为常用的设备，其类型复杂，设计时需要考虑的具体问题也比较多，因此这并不是一项简单的工作，笔者对其设计选用进行介绍，对有关人员能够起到借鉴作用，但是实际上，波纹补偿器设计选用所涉及到的问题还远不止上述这些，还包括很多方面的内容，而更深层次的内容，则需要有关人员进一步的分析。 [科]
【参考文献】
[1]袁宏.固定支架在热力管道工程中的受力分析[J].区域供热，2002（04）.
[2]柳玉根.热力管道的腐蚀与防护初探[J].太原科技，2003（04）.
[3]于万，周建华.玻璃钢泡沫保温热力管道预制工艺技术[J].油气田地面工程，2005（05）.
[4]袁朝庆，庞鑫峰，张敏政，孙建刚.热力管道裂缝泄漏大地温度场仿真分析[J].大庆石油学院学报，2006（05）.