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一级建造师《市政工程》知识点：1K23供热管网附件及供热站设施安装要点
1K20城市供热管道工程施工
1K23供热管网附件及供热站设施安装要点
一、供热管网附件
(一)补偿器
(1)任何材料随温度变化，其几何尺寸将发生变化，变化量的大小取决于某一方向的线膨胀系数和该物体的总长度。线膨胀系数是指物体单位长度温度每升高1℃后物体的相对伸长。当该物体两端被相对固定，则会因尺寸变化产生内应力。
供热管网的介质温度较高，供热管道本身长度又长，故管道产生的温度变形量就大，其热膨胀的应力也会很大。为了释放温度变形，消除温度应力;以确保管网运行安全，必须根据供热管道的热伸长量及应力计算(计算式见表1K23)设置适应管道温度变形的补偿器。
(2)供热管道的热伸长及应力计算实例：
已知一条供热管道的某段长200m，材料为碳素钢，安装时环境温度为0℃，运行时介质温度为1 2 5℃，设定此段管道两端刚性固定，中间不设补偿器，求运行时的最大热伸长量△L及最大热膨胀应力万。
由上可知，供热管道在运行中其产生的热胀应力极大，远远超过钢材的许用应力
([σ]/140MPa)，故在工程中只有选用合适的补偿器，才能消除热胀应力，从而确保供热管道的安全运行。
(3)补偿器类型分为自然补偿器和人工补偿器两种：
1)自然补偿是利用管路几何形状所具有的弹性来吸收热变形。最常见的是将管道两端以任意角度相接，多为两管道垂直相交。自然补偿的缺点是管道变形时会产生横向的位移，而且补偿的管段不能很大。
自然补偿器分为L形(管段中90o～150o弯管)和Z形(管段中两个相反方向900弯管)，安装时应正确确定弯管两端固定支架的位置。
2)人工补偿是利用管道补偿器来吸收热变形的补偿方法，常用的有方形补偿器(Ⅱ形补偿器)、波形补偿器、球形补偿器和填料式补偿器等。
方形补偿器(如图1K23-1所示)由管子弯制或由弯头组焊而成，利用刚性较小的回折管挠性变形来消除热应力及补偿两端直管部分的热伸长量。其优点是制造方便，补偿量大，轴向推力小，维修方便，运行可靠;缺点是占地面积较大。
填料式补偿器又称套筒式补偿器(如图1K23―2所示)，主要由三部分组成：带底脚的套筒、插管和填料。内外管的间隙用填料密封，内插管可以随温度变化自由活动，从而起到补偿作用。其材质有铸铁和钢质两种，铸铁的适用于压力在1.3MPa以下的管道，钢质的适用于压力不超过1.6MPa的热力管道。
填料式补偿器安装方便，占地面积小，流体阻力较小，抗失稳性好，补偿能力较大;缺点是轴向推力较大，易漏水漏气，需经常检修和更换填料，对管道横向变形要求严格。
球形补偿器球形补偿器(如图1K23-3所示)是由外壳、球体、密封圈压紧法兰组成，它是利用球体管接头转动来补偿管道的热伸长而消除热应力的，适用于三向位移的热力管道。其优点是占用空间小，节省材料，不产生推力;但易漏水、漏汽，要加强维修。
波形补偿器(如图1K23-4所示)是靠波形管壁的弹性变形来吸收热胀或冷缩量，按波数的不同分为一波、二波、三波和四波，按内部结构的不同分为带套筒和不带套筒两种。它的优点是结构紧凑，只发生轴向变形，与方形补偿器相比占据空间位置小;缺点是制造比较困难，耐压低，补偿能力小，轴向推力大。
上述补偿器中，自然补偿器、方形补偿器和波形补偿器是利用补偿材料的变形来吸收热伸长的，而填料式补偿器和球形补偿器则是利用管道的位移来吸收热伸长的。
近年来，又发展起来一种新型补偿器，即旋转补偿器(如图1K23-5所示)，作为一种专利技术已在部分地区被采用。它主要由旋转管、密封压盖、密封座、锥体连接管等组成，主要用于蒸汽和热水管道，设计介质温度为-60～485℃，设计压力为0～5MPao其补偿原理是通过成双旋转筒和L形力臂形成力偶，使大小相等、方向相反的一对力，由力臂回绕着Z轴中心旋转，就像杠杆转动一样，支点分别在两侧的旋转补偿器上，以达到力偶两边管道产生的热伸长量的吸收。这种补偿器安装在热力管道上需要2个或3个成组布置，形成相对旋转结构吸收管道热位移，从而减少管道应力。突出特点是其在管道运行过程中处于无应力状态。其他特点：补偿距离长，一般200～500m设计安装一组即可(但也要考虑具体地形);无内压推力;密封性能好，由于密封形式为径向密封，不产生轴向位移，尤其耐高压。采用该型补偿器后，固定支架间距增大，为避免管段挠曲要适当增加导向支架，为减少管段运行的摩擦阻力，在滑动支架上应安装滚动支座。
(二)阀门
阀门是用启闭管路，调节被输送介质流向、压力、流量，以达到控制介质流动、满足使用要求的重要管道部件。供热管道工程中常用的阀门有：闸阀、截止阀、止回阀、柱塞阀、蝶阀、球阀、减压阀、安全阀、疏水阀及平衡阀等。
1.闸阀
闸阀是用于一般汽、水管路作全启或全闭操作的阀门。按阀杆所处的状况可分为明杆式和暗杆式;按闸板结构特点可分为平行式和楔式。
闸阀的特点是安装长度小，无方向性;全开启时介质流动阻力小;密封性能好;加工较为复杂，密封面磨损后不易修理。当管径DN>50mm时宜选用闸阀。
2.截止阀
截止阀主要用来切断介质通路，也可调节流量和压力。截止阀可分直通式、直角式、直流式。直通式适用于直线管路，便于操作，但阀门流阻较大;直角式用于管路转弯处;
直流式流阻很小，与闸阀接近，但因阀杆倾斜，不便操作。
截止阀的特点是制造简单、价格较低、调节性能好;安装长度大，流阻较大;密封性较闸阀差，密封面易磨损，但维修容易;安装时应注意方向性，即低进高出，不得装反。
3.柱塞阀
柱塞阀主要用于密封要求较高的地方，使用在水、蒸汽等介质上。
柱塞阀的特点是密封性好，结构紧凑，启门灵活，寿命长，维修方便;但价格相对较高。
4.止回阀
止回阀是利用本身结构和阀前阀后介质的压力差来自动启闭的阀门，它的作用是使介质只做一个方向的流动，而阻止其逆向流动。按结构可分为升降式和旋启式，前者适用于小口径水平管道，后者适用于大口径水平或垂直管道。止回阀常设在水泵的出口、疏水器的出口管道以及其他不允许流体反向流动的地方。
5.蝶阀
蝶阀主要用于低压介质管路或设备上进行全开全闭操作。按传动方式可分为手动、涡轮传动、气动和电动。手动蝶阀可以安装在管道任何位置，带传动机构的蝶阀，必须垂直安装，保证传动机构处于铅垂位置。蝶阀的特点是体积小，结构简单，启闭方便、迅速且较省力，密封可靠，调节性能好。
6.球阀
球阀主要用于管路的快速切断。主要特点是流体阻力小，启闭迅速，结构简单，密封性能好。
球阀适用于低温(不大于1 5 0℃)、高压及黏度较大的介质以及要求开关迅速的管道部位。
7.安全阀
安全阀是一种安全保护性的阀门，主要用于管道和各种承压设备上，当介质工作压力超过允许压力数值时，安全阀自动打开向外排放介质，随着介质压力的降低，安全阀将重新关闭，从而防止管道和设备的超压危险。安全阀分为杠杆式、弹簧式、脉冲式。安全阀适用于锅炉房管道以及不同压力级别管道系统中的低压侧。
8.减压阀
减压阀主要用于蒸汽管路，靠开启阀孔的大小对介质进行节流而达到减压目的，它能以自力作用将阀后的压力维持在一定范围内。减压阀可分为活塞式、杠杆式、弹簧薄膜式、气动薄膜式。减压阀的特点是体积小，重量轻，耐温性能好，便于调节，制作难度大，灵敏度低。
9.疏水阀
疏水阀安装在蒸汽管道的末端或低处，主要用于自动排放蒸汽管路中的凝结水，阻止蒸汽逸漏和排除空气等非凝性气体，对保证系统正常工作，防止凝结水对设备的腐蚀以及汽水混合物对系统的水击等均有重要作用。常用的疏水阀有浮桶式、热动力式及波纹管式等几种，其中热动力疏水阀因其体积小、排水量大，在实际工程中应用较多。
1 0.平衡阀
平衡阀对供热系统管网的阻力和压差等参数加以调节和控制，从而满足管网系统按预定要求正常、高效运行。分静态和动态两类，动态又分自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。
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