旋转补偿器在高压蒸汽管道中的应用及节能效朱小波(上海众一石化工程有限公司，200540)摘要:旋转补偿器补偿具有补偿距离长、安全性好、压力降小等特点，能够在高压蒸汽输送管道上取代传统的自然补偿或波纹管补偿形式。由于消除了管道的二次应力、减少了蒸汽管道的展开长度和弯头数量，管道的压降和温降减小，从而减少了一次性投资和长期运行成本，节能降耗效果显著。关键词:旋转补偿器石化高压蒸汽节能文章编号:1674－1099(2013)01－0038－04中图分类号:TM621.4文献标识码:A随着石油化工联合装置规模的扩大，装置间的工艺管道和公用工程管道也趋于大型化。为了节约用地，经统一规划，石化企业将各装置的物料管线、蒸汽管道、火炬管道及电气仪表槽盒等叠加在同一系统的管廊上，因而管廊宽度加大，层数增多。以目前新建的5～10Mt/a炼油项目为例，一般管廊宽度达到9～12m，管廊层数达4～6层，管廊高度达到16～22m。多种管道叠加在同一系统管廊上，导致管廊的土建结构设计复杂化，管廊的造价也成倍增加。在以往的蒸汽管道设计中，管道的热胀冷缩通常采用管道自然补偿以及波纹管补偿的形式加以吸收。由于管廊上管道数量多、受力复杂，自然补偿与波纹管补偿所产生的巨大内压推力与弹性力会对整个管廊产生很大的推力，影响整个管道系统的安全运行。解决这一问题的方法是增加土建工程量、增大固定支柱的尺寸［1］。但是，由于波纹补偿器的使用寿命、产品质量及安装精度等原因，管道经常出现腐蚀、拱起、泄漏和爆裂等问题，导致非计划停车或发生危及人身及设备安全的事故。自然补偿形式虽然安全性好、推力大，但补偿量小，而且每隔几十米就需绕一圈，导致管线数量增加，不仅浪费材料，还增加了管道的沿程阻力，降低了管道使用性能，增加了运行成本，而旋转补偿器的出现使得管廊上管道的布置设计有了新的理念。文章阐述了旋转补偿器的原理、结构特点及其在高温(≥450℃)、高压(≥5．0MPa)蒸汽管道上的应用。通过实际应用案例，对自然补偿和旋转补偿器补偿方案进行比选，论证旋转补偿器1旋转补偿器的原理和布置方式1.1结构除了采用传统的环面密封结构外，端面密封采用高强度刚柔复合密封材料，在管道介质压力增大时，内部倒挂机构可以巧妙地利用管道内部端面密封所具有的介质压力越高密封效果越好的特点，因为当介质压力在0.5MPa以下时，弯管中盲板受到的拉力较小，环面密封起主导作用而当压力超过0.5MPa时，端面密封逐渐压紧，最终所有压力逐渐由环面承压转向端面承压，环面密封只起到双保险作用。试验与实际应用表明，自密封旋转补偿器补偿是目前最可靠的管道补偿技术［2］。自密封旋转补偿器的结构见图1。①－异径管;②－端面密封材料;③－环面密封材料;④－压紧螺栓;⑤－密封座;⑥－密封压盖;⑦－滚珠;⑧－旋转芯管图1自密封旋转补偿器结构收稿日期:2012-12-15。作者简介:朱小波，男，1978年出生，2001年毕业于四川大学化工机械专业，工程师。现任上海众一石化工程有限公司工艺配管室主任，长期从事压力管道的设计，曾担任多项炼油配套工程的设计经理。的节能效果及应用意义。第1期(2013)朱小波.旋转补偿器在高压蒸汽管道中的应用及节能效果·39·200t/h的蒸汽管网为例，每年可减少86.4kt的蒸汽损失。如果蒸汽按150元/t计算，也就意味着每年可以多产生1296万元效益。同时，由于压降减小，蒸汽抽汽端可以使蒸汽输送压力损耗减少2～3MPa，将更多的蒸汽用于汽轮机发电。由于运行时间长，由此带来的经济效益也是相当可观的。布置方式旋转补偿器的布置方式如图2所示。旋转补偿器由2个旋转筒、4个90°弯头及1段短管组成，每个旋转筒与两端的90°弯头连接成旋转节;每个旋转节一端的90°弯头与同一短管连接成横臂;当每个旋转节的另一端90°弯头与前后直管连接后，即完成补偿装置安装［3］。1.2实现蒸汽的长距离输送传统补偿方式带来的压力下降导致蒸汽输送距离只能达到3～6km，而使用旋转补偿器可以使蒸汽输送半径达到20km，而且在供热半径范围内不再需要重复建设小锅炉，降低了能耗，减少了排放，起到了节能减排的作用。2.4节约运行成本以某化工企业为例，自然补偿和旋转补偿器补偿相比，当蒸汽输...