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1、第49卷第6期化工設墨與誓遵Vb1．49NO．62012年12月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGDec．2012旋轉補償器在石油化工裝置管道中的應用褚以健(中石化上海工程有限公司，上海200120)摘要：主要介紹了一種新型的補償器——旋轉補償器，及其在石油化工裝置上應用。對旋轉補償器與其他補償裝置的優(yōu)缺點進行了比較，并分析了其適用情況。關鍵詞：旋轉補償器；補償器；膨脹節(jié)；管道設計中圖分類號：TQ050_3；TH136文獻標識碼：A文章編號：1009—3281(2012)06—0058—00
2、4在石油化工裝置的管道設計中，往往需考慮伴旋轉補償器工作時，旋轉筒與本體之間產生相隨有高溫的工況，因此，在設計時要充分考慮管道產對旋轉，補償器產生角向位移。因此，在管道系統(tǒng)的生的熱膨脹情況。一般地，管道工程師應優(yōu)先考慮設計中，旋轉補償器往往需要成對布置，才能夠吸收利用管道自身結構產生的柔性來吸收管道的熱位移；管道系統(tǒng)產生的熱膨脹。當由于工藝操作條件、設備布置等情況的限制使得管旋轉補償器的補償原理如圖2所示：通過成對道系統(tǒng)沒有足夠的柔性時，可采用補償裝置來吸收管的旋轉筒和L型力臂形成的力偶，使得力臂繞著L
3、道的熱位移。石化裝置中常用的補償裝置有：自然補型力臂的中點沿z軸旋轉，從而達到吸收管道產生償一一兀型補償器、金屬波紋管膨脹節(jié)、套筒式膨脹節(jié)、熱膨脹的目的【1]。填料函式膨脹節(jié)等等。本文介紹一種近幾年逐漸在石化裝置中得到應用的補償裝置一—旋轉補償器[1-3]o1旋轉補償器的結構和工作原理旋轉補償器是從原有的套筒式補償器基礎上發(fā)展起來的，不同的是套筒式補償器主要吸收軸向位移，而旋轉補償器主要通過旋轉筒旋轉來吸收角位移。如圖1所示，旋轉補償器的組成主要存旋轉筒；法蘭、壓蓋及螺栓系統(tǒng)；密封填料系統(tǒng)；本體。旋圖2
4、旋轉補償器的工作原理典型的旋轉補償器布置形式見圖3。因為旋轉補償器從本質上仍舊是套筒補償器的一種，所以它也存在著套筒補償器的缺點——易泄漏。近些年來，一些旋轉補償器的制造商對填料密封的結構進行了改進，采用了自密封的結構，基本上已收稿日期：2012．10—08作者簡介：褚以健(1962一)，男，浙江杭州人，高級工程師。主圖1旋轉補償器的基本結構要從事管道設計和技術管理工作。2012年12月褚以?。D補償器在石油化工裝置管道中的應用1型2型固定點4型5型6型7型圖3旋轉補償器的布置形式經解決了易泄漏的缺點
5、?！?，材質A106B，直徑DN400，壁厚的壓力等級為Sch60。主管廊的長度為200m，寬度8m。采用三2旋轉補償器對管道系統(tǒng)的反作用力種不同補償形式的典型管道布置如下。旋轉補償器在工作時，首先必須克服一對旋轉(1)采用管道自然補償如圖4，按每70m設置筒之間產生的摩擦力矩mk，該摩擦力矩值由旋轉補一兀型補償器，需采用3個丌型補償器。在I-I~b償器附近的彎頭處，管道系統(tǒng)內由熱膨脹產生的二次應償器制造商給出，在管道產生熱膨脹的過程中，旋轉力最大，達到二次應力許用值的80％。筒之間產生的摩擦力矩對管道系
6、統(tǒng)產生的反作用(2)采用金屬波紋管膨脹節(jié)補償如圖5，按每個力由下式決定：普通型軸向膨脹節(jié)可吸收50～60mm軸向位移計算，P。屯c。s(在每10m管道之問應設置一個普通型軸向膨脹節(jié)。值得注意的是，該反作用力僅僅存在于當管道(3)采用旋轉補償器補償如圖6，按旋轉補償器系統(tǒng)溫度變化產生相對的位移時，一旦管道系統(tǒng)的熱轉角不得大于25。要求。位移達到相對平衡時，該反作用力就不存在了。因此表1是采用三種不同補償形式的綜合性能比較。采用旋轉補償器可以極大地減少管道系統(tǒng)固定支架根據表1可知，旋轉補償器與自然補償相比，
7、處的水平推力，這是旋轉補償器區(qū)別于其他補償結構在管路壓力降、熱脹應力和水平推力上都有極大的改的優(yōu)點之一。善，在其余項中與自然補償相差不大。管路壓力降的改善可以減少石化裝置的運行成本，熱膨脹應力的改3旋轉補償器和其他補償裝置的優(yōu)缺點比較善則大大增加了管道系統(tǒng)本身在運行時的安全性，而以某石化裝置為例：從界區(qū)外引入一高壓蒸水平推力的減少降低了管廊鋼結構的設計難度和制汽管線，管道內承受的壓力為4．4MPa，溫度420造成本。而波紋管膨脹節(jié)則明顯不適用于本例情況。上上上JTiI8●￡2：j：If＼l一’。l主固定
8、支架次固定支架次固定支架主固定支架圖4自然補償形式
