Компенсація теплових подовжень трубопроводів

Для компенсації теплових подовжень трубопроводів застосовують сальникові та гібкіє П-подібні компенсатори, також застосовують повороти траси у якості самокомпенсації.

Величина теплового подовження трубопроводу визначається за формулою:

Δl=αl(t1-t2), (3.1.)

де α – коефіцієнт лінійного розширення вуглеводистих трубних сталей, мм/м°С (табл. 3.6.);

l – довжина розглядає мої дільниці трубопроводу, м;

t1 – максимальна температура стінки труби, що дорівнює максимальній температурі теплоносія, °С;

t2 – мінімальна температура стінки труби, що дорівнює розрахунковій температурі зовнішнього повітря для опалення, °С.

Таблиця 3.6.

Коефіцієнти лінійного розширення трубних сталей α та модуль упру гості.

Темп-ра стінки труби,°С α, мм/м°С Е*10-6 кгс/см2 Темп-ра стінки труби,°С α, мм/м°С Е*10-6 кгс/см2 Темп-ра стінки труби,°С α, мм/м°С Е*10-6 кгс/см2
1,18 1,2 1,22 1,24 2,05 1,99 1,975 1,95 1,25 1,27 1,28 1,30 1,93 1,915 1,875 1,847 1,31 1,32 1,34 1,35 1,82 1,79 1,755 1,727

 

Для забезпечення правильної роботи компенсаторів та самокомпенсації трубопроводи розділяються нерухомими опорами на окремі дільниці, незалежні один від іншого у відношенні теплового подовження. На кожній дільниці трубопроводу, обмеженого смєжнимі нерухомими опорами, передбачається установка компенсатора або самокомпенсація.

Установка компенсаторів викликає додаткові витрати при монтажі та в період експлуатації, тому при розробці монтажної схеми необхідно стремитись к мінімальній їх кількості.

При розміщенні по трасі нерухомих опор треба мати на увазі слідуючи:

- нерухомі опори встановлюються в першу чергу у місцях відгалужень трубопроводу;

- самокомпенсацію теплового подовження можна використовувати при величині утворює мого трубами кута не більш ніж 120 °; при більших кутах труби повинні бути закреплені;

- при розташуванні нерухомих опор на решта прямих ділянках виходять із допускаємих расстояній між нерухомими опорами в залежності від діаметру труб, типа компенсаторів та параметрів теплоносія.

При підземній прокладці за межами населених пунктів та при підземній прокладці застосовуються гібкіє компенсатори. В теплових мережах місць та селищ на трубопроводах діаметром більш ніж 100 мм зазвичай застосовуються сальникові компенсатори сталеві односторонні та двосторонні на умовний тиск до 16 кгс/см2.

При визначенні габаритів камер у випадку неповного використання компенсуючої здатності компенсатору встановлену його довжину Lвст знаходять за формулою

Lвст=A-Z-(Lроз-Δl)

де Lроз – розрахункова компенсуюча здатність компенсатору, мм.

Розрахунки компенсації трубопроводів досить трудоємні тому для їх полегшення користуються номограмами та допоміжними таблицями (прилож...).

Для збільшення компенсуючої здатності П-подібного компенсатору та зниження компенсаційних напружень у трубопроводі в проектах, як правило передбачають попереднє розтягнення компенсатору у розмірі 50 % теплового подовження. Таким чином, розрахункове теплове подовження дільниці, мм.

Δlрозр=0,5Δl.

Рисунок Щекин стр 572+ НОМОГРАМИ для П-подібних компенсаторів

 

Приклад. Визначити виліт П-подібного компенсатору зі зварними відводами та силу упругої деформації при слідуючи даних:

- Dу – ............................................................................................................300 мм.

- Росстояніє між нерухомими опорами, ...................................................100 мм.

- Максимальна температура теплоносія, ..................................................150 °С

- Розрахункова температура зовнішнього повітря ...................................-20 °С

Теплове подовження знаходимо за формулою 3.1.

Δl=1.25·10-2·100(150+20)=212,5 мм.

Розрахункове подовження з урахуванням попередньої розтяжки у розмірі 50 % складе:

Δlрозр=0,5·212,5=106 мм.

Приймаємо розмір спинки компенсатора рівній половині вильоту компенсатору, тобто В=0,5Н. Тоді за відомими величинами Δlрозр, та В=0,5Н по номограмі знаходимо виліт компенсатору Н=5,5 м та силу упругої деформації рк=1,6 т.