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.