單側(cè)補(bǔ)償?shù)腪型布置與雙側(cè)補(bǔ)償?shù)腪型布置相似,不同點(diǎn)在于單側(cè)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償器只補(bǔ)償一端管道產(chǎn)生的位移,管道的固定點(diǎn)距離一側(cè)補(bǔ)償器很近 ,距離另一側(cè)較遠(yuǎn)。圖2-4為旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器Z型布置的運(yùn)行示意圖,粗線表示安裝位置,細(xì)線表示熱運(yùn)行結(jié)束位置。隨著溫度的升高管道推動旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器轉(zhuǎn)動,旋轉(zhuǎn)臂圍繞點(diǎn)O轉(zhuǎn)動,管道從安裝位置移動到熱運(yùn)行結(jié)束位置。兩個旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器之間的距離L為旋轉(zhuǎn)臂的長度,α為補(bǔ)償器的旋轉(zhuǎn)角度,ΔL1、ΔL2分別為旋轉(zhuǎn)臂兩端直管段的膨脹量,旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的補(bǔ)償量即ΔL=ΔL1+ΔL2。
旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器工作時,旋轉(zhuǎn)臂從安裝位置移動到熱運(yùn)行結(jié)束位置的過程中,管道會產(chǎn)生側(cè)向的偏移。為了減小管道的側(cè)向偏移,通常采取預(yù)偏裝的方式安裝補(bǔ)償器。首先計算出管道直管段的熱膨脹量作為旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的補(bǔ)償量,然后將補(bǔ)償量的一半作為補(bǔ)償器的預(yù)偏裝量ΔS,其計算公式如下:
式中: Li — 主管路長度,mm
ΔT — 溫度的變化量,℃
ε —熱膨脹系數(shù),℃-1
補(bǔ)償器采取預(yù)偏裝的安裝方式,可以使得管道的直管段巧變形前后保持同一水平位置,如圖2-4所示,消除了管道由于熱膨脹而產(chǎn)生的側(cè)向偏移 。圖2-4中圓弧線的軌跡即旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的運(yùn)行軌跡,在補(bǔ)償器轉(zhuǎn)動過程中,當(dāng)補(bǔ)償器移動到圓弧線的最高點(diǎn)處,管道直管段產(chǎn)生最大的側(cè)向偏移 。旋轉(zhuǎn)臂L旋轉(zhuǎn)角度α、側(cè)向偏移量y存在如下的幾何關(guān)系:
推導(dǎo)出:
式中: α — 旋轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動角度,°
L — 旋轉(zhuǎn)臂的長度,mm
ΔL1 — 上方直管段膨脹的長度 ,mm
ΔL2 — 下方直管段膨脹的長度 ,mm
y1 — 上方直管段的最大偏移量,mm
y2 — 下方直管段的最大偏移量,mm
當(dāng)上方直管段或下方直管段為固定端時,y1或y2等于零,上述公式仍然適用。從式2-3至2-5中可看出,當(dāng)直管段的膨脹量ΔL不變時,旋轉(zhuǎn)臂的長度L越大,旋轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動角度α 越小,直管段的最大側(cè)向偏移量也就越小。但如果旋轉(zhuǎn)臂過長,就不能忽略旋轉(zhuǎn)臂自身長度產(chǎn)生的熱變形,所以旋轉(zhuǎn)臂的長度一般取2~6m。
隨著社會的發(fā)展,節(jié)能環(huán)保已成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)和國家的基本國策。我國政府對工業(yè)小鍋爐和民用供熱實(shí)行分時分段集中供熱,使我國的熱電行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。供熱管道的建設(shè)里程和供氣量已成為國家對火電廠的考核指標(biāo)和供熱機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益的晴雨表,在熱網(wǎng)壓力管道建設(shè)中,為解決熱脹冷縮問題而采用的各種補(bǔ)償裝置的規(guī)模和數(shù)量迅速發(fā)展。