Сильфонные компенсаторы для тепловых сетей: сравнение с П-образными и сальниковыми

Температурные деформации — ключевой фактор при проектировании трубопроводов. Компенсаторы тепловых сетей нивелируют температурные колебания, предотвращая перенапряжения и разрушение труб, опор и арматуры.

Компенсаторы на тепловых сетях

При нагреве и остывании трубы меняют длину, и чем протяжённее участок, тем больше удлинение. Если не компенсировать это перемещение, возникают опасные напряжения в металле, нагрузки на опоры и повреждение стыков. Сильфонные компенсаторы тепловых сетей предназначены для поглощения части этого удлинения и обеспечения безопасной работы системы.

Сравнение сильфонных компенсаторов, П образных и сальниковых компенсаторов

В основном в тепловых сетях применяются 3 конструкции компенсаторов:

• П-образный компенсатор
• Сальниковый компенсатор
• Сильфонный компенсатор

П-образные компенсаторы

П-образный компенсатор — это элемент трубопровода, который обеспечивает естественную компенсацию температурных деформаций за счёт упругой деформации изгибающихся колен. Он представляет собой изогнутый участок трубопровода в форме буквы «П», который устанавливается на прямых участках магистралей.

Принцип работы

При тепловом расширении трубы участок с П-образным компенсатором деформируется подобно упругой пружине, поглощая энергию механического напряжения и предотвращая разрушение узлов и соединений трубопровода.

Применение

П-образные компенсаторы используются для компенсации температурных удлинений на протяжённых прямых участках при надземной и канальной прокладке трубопроводов. Они применяются в тепловых сетях, нефтегазовой, теплоэнергетической и других отраслях промышленности. Особенно актуальны в случаях, когда температура теплоносителя значительно отличается от температуры окружающей среды, а также при бесканальной подземной прокладке, где возникает дополнительное трение трубы о грунт.

Преимущества

• простота конструкции;
• отсутствие подвижных частей;
• эффективность в гашении колебаний в трубопроводах.

Недостатки

• значительные габариты, требующие дополнительного пространства и опор;
• высокая материалоёмкость;
• уменьшенная пропускная способность
• в 4 раза увеличивается кол-во материалов и работы по тепловой и гидроизоляции стыков;
• большое количество сварных швов на трубопроводе;
• в тепловых сетях требуется установка дополнительных опор
• П-образные компенсаторы не рекомендуется использовать в трубопроводах диаметром более 600 мм.

Сальниковые компенсаторы

Сальниковый компенсатор — состоит из двух цилиндрических втулок, скользящих одна относительно другой, и уплотнительной набивки. Такое устройство принимает осевые перемещения за счёт выдвижения втягивания трубы. Сальниковый компенсатор отличается высокой пропускной способностью и способностью компенсировать большие ходы, но требует регулярного обслуживания, подтяжки и замены набивки. В системах с высокой вибрацией и частыми режимными перебоями он менее надёжен.

Преимущества

• высокая компенсирующая способность;
• компактность (по сравнению с П образными);
• простота конструкции.

Недостатки

• необходимость регулярного обслуживания (из за слёживаниея и выработки сальниковой набивки);
• риск протечек при износе уплотнения;
• ограничения по рабочей среде (нельзя использовать для агрессивных, токсичных или горючих веществ);
• потребность в камерах обслуживания при подземной прокладке;
• требования к точности монтажа (допустимая деформация: 5 мм для труб до 500 мм, 10 мм — для труб свыше 500 мм).

Длительная практика эксплуатации сальниковых компенсаторов показала, что даже при наличии регулярного их обслуживания, имеют место протечки теплоносителя.

Протечки теплоносителя приводят к намоканию тепловой изоляции теплопровода, ускорению наружной коррозии сальниковых компенсаторов и прилегающих к ним трубопроводов, что приводит к авариям теплопроводов.

Сильфонные компенсаторы

Принцип работы

Принцип работы сильфонного компенсатора основан на упругой деформации сильфона — гофрированной металлической оболочки. При температурных изменениях или механических нагрузках сильфон сжимается или растягивается, поглощая энергию смещений и вибраций. Например, при повышении температуры труба удлиняется, а сильфонный компенсатор сжимается, компенсируя это удлинение. При охлаждении трубы происходит обратный процесс: труба сжимается, а гофра растягивается. После снятия нагрузки сильфон возвращается в исходное состояние, стабилизируя систему.

Преимущества

• высокая компенсирующая способность;
• компактность;
• герметичность и надежность;
• широкий диапазон рабочих условий;
• универсальность — способность компенсировать осевые, сдвиговые и угловые перемещения, а также гасить шум и вибрацию, делая их пригодными для широкого спектра агрессивных сред;
• долговечность - срок службы достигает 20–30 лет без необходимости в сервисном обслуживании или замене расходных материалов.

Недостатки

• высокая стоимость по сравнению с другими видами компенсаторов;
• не ремонтопригоден.

Сильфонные компенсаторы в ППУ изоляции — современное решение для надёжной и долговечной эксплуатации трубопроводов. Они компенсируют температурные расширения, защищают от вибраций и гидравлических ударов, минимизируют теплопотери благодаря пенополиуретановой изоляции.

Почему это выгодно:

• установка без дополнительных затрат на обслуживание;
• срок службы — до 30 лет;
• подходят для наземной и подземной прокладки (с ПЭ или ОЦ оболочкой);
• компактны и просты в монтаже.

Сильфонные компенсаторы ППУ идеальны для тепловых сетей, систем водоснабжения и промышленных трубопроводов.

Несмотря на то, что сам сильфонный компенсатор стоит дороже П-образного или сальникового, он чаще всего оказывается единственно возможным решением из-за ограниченного пространства или полностью окупается за счет отсутствия постоянного обслуживания, капитальных камер и утечек. Это оптимальный и самый современный выбор для тепловых сетей, где важна компактность и надежность.

Выбор компенсаторов 

Подбор компенсатора осуществляется в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления, способа прокладки трубопровода, его диаметра и вида тепловой изоляции, характеристик проводимой среды.

СК (сильфонные компенсаторы) и СКУ (сильфонные компенсационные устройства) рекомендуется выбирать равного с теплопроводом диаметра, принимая соответствующую компенсирующую способность и технические характеристики (в соответствии с техническими условиями «НПК» ТУ3695-003-11813189-2015 «Компенсаторы сильфонные»).

Для трубопроводов, проводящих воду при скорости более 5 м/с, а также пар при скорости более 40 м/с, внутрь СК и СКУ должен устанавливаться направляющий экран.

При необходимости, СК изготавливают с защитными или транспортировочными кожухами, при этом необходимость и конструктивное исполнение кожуха оговаривается при заказе компенсатора.

Типы осевых сильфонных компенсаторов и область применения см. в разделе https://novpk.ru/products/teplovye-seti/silfonnye-kompensatory/.

Выбор компенсирующего устройства напрямую влияет на надёжность и стоимость эксплуатации. Чтобы подобрать оптимальный вариант под ваш проект, оставьте заявку на сайте.

Наши инженеры помогут рассчитать нагрузки и предложить комплектацию, которая будет учитывать уникальные особенности вашего проекта: от геометрии трассы и свойств теплоносителя до климатических условий и плановых сроков ввода в эксплуатацию.