自密封旋转补偿器在煤化工的应用

自密封旋转补偿器在煤化工的应用

黄家浪

（广西柳州柳能热力有限公司广西柳州市545000）

摘要：自密封旋转补偿器的特点：安全性高、耐高压、长距离补偿、管道无应力、管损小、节能降耗、造价低。

关键词：自密封旋转补偿器；公用管廊；长距离补偿；降低投资；减少管损；提高参数；节能降耗

自密封旋转补偿器是利用管道内介质压力形成相互拉紧的盲板力进行动态密封的新型补偿器产品，一般情况下成对使用，由江苏宏鑫旋转补偿器科技有限公司独立开发，适用于高温高压蒸汽的长距离补偿，至今在国际上未有同类产品出现，主要特点是安全性高、耐高压、长距离补偿、管道无应力、管损小、节能降耗、造价低。

国电中石化长城能源有限公司是宁夏国电公司和中石化在宁东地区合资了由8个项目公司组成的煤化工集团，项目始建于2009年，8个项目公司中热电、甲醇、公用工程的长距离管网都采用了自密封旋转补偿器技术，下面仅以此项目为例介绍一下自密封旋转补偿器在化工管廊上的应用。

化工管廊一般管子比较多，而且随着规模的不断扩大，工艺及动力管道的管径也越来越粗，普通派型补偿由于占空间量大，弹性推力巨大，对管廊结构的要求也越来越高，使得原本拥挤不堪的管网变得更加难以布置，万一方案有改动管道布置基本上是见缝插针，设计变更异常艰难，复杂的应力对结构工程师来说也是难以解决的问题。自密封旋转补偿器的出现可以说彻底改变了以往的管网设计理念，由于其补偿距离长、无弹性推力、布置灵活、安全性高等特点，使得其在长距离管网布置中可以充分发挥其优势，1个补偿点可以吸收300`600米的管道热位移，使得整个2公里公用管廊几乎看不到补偿器，若亲临现场，感觉焕然一新的同时肯定会有所震撼，从南到北远看基本是一条直线，以往的布置方式与此没有可比性，根本是两个概念。

旋转补偿器技术除了能够解决管道布置与管廊应力问题的同时，最主要的是此技术能够很好的降低一次性投资。对于广大业主来说，建设一项目最基本的不能超概算，所以整个建设过程中对投资的控制相当严格的，选用自密封旋转补偿器技术是不是能够节省投资也是业主在选择此技术时比较关心的问题，从方案对比图很容易看出由于采用此技术后可以大批量的节省派形补偿器的延长米与弯头用量，同时保温材料、外防护、导向架等都可以减少，巨大的派型补偿器全部取消，管道安装难度与安装费用也可以随之减少，在普通低压蒸汽管网上可以节省资金比例约20%~30%，而在高压蒸汽管网上可以节省比例达30%~45%左右，若管网设计采用进口材料，则光材料费一项旋转补偿器方案就比传统派型补偿器方案节省一半以上。以江苏宏鑫旋转补偿器科技有限公司9.81MPa高压管线为例，在整个建造过程800米DN500管线共节省资金1054万，与原方案比节省比例达32.3%，其中还未包含管廊土建与钢结构的节省费用。

传统方案与旋转补偿器方案对比简图

与一次性投资相比，最吸引业主眼球的莫过于旋转补偿器技术对管道节能的影响，采用此新技术大量减少了管道延长米及弯头的使用量，使得整个管道中的压力降缩减为传统方案的一半，保温的散热量也大大减少，我们对管道的压力损耗与散热损耗分别进行了计算，发现与传统方案相比每年可节少管道能量损耗近179.8万/年。与此同时，由于管道未端汽轮机进口温度与压力两项参数均得到明显提高，如此一来与汽轮机额定参数情况下相比，可大量减少新蒸汽的使用量，经计算光此一项新方案比传统方案可节省运行费用近3350万/年。使用寿命30年时，共可节省10.69亿元

由于新方案中管道与管件的使用量减少，且补偿器不需要进行冷拉等特殊安装方式，安装难度很小，建设速度得到较大提高，公用工程的四根主要蒸汽管道，直径分别为1400mm、1200mm、1000mm、900mm，分别全长近2KM，整个施工过程包括管架安装、管道吊装与焊接、保温层包扎，外防护施工共耗时仅1个半月。

采用自密封旋转补偿技术不但施工方便，而且建设完成后整个管线非常美观，从头至尾基本呈直线状，对管廊空间占用量很小，既为今后增加管线提供充足的空间，也方便今后改造及增添支管，而且缩短施工工期，减小了管廊的负载。

目前，随着国家战略与国内对油料的需要逐年上升，国内煤化工行业正也逐年兴起，仅煤制油一项国家与民间投资就达到了2000千亿/年的规模，而且还在呈现不断上涨的势头。在山西、内蒙、新疆等主产煤区我们可以看到很多大公司都在圈地买煤，纷纷争抢着上煤制油、煤制气项目，这些用汽大户陆续上马，给旋转补偿器发挥节资、节能的优势带来了机会。应用了旋转补偿器补偿技术的管网，除了在用材的数量上可以大量节省，而且在高温、高压管网上可以使用使用国产的材料来替代进口材料，因为旋转补偿器技术是无应力管网系统技术，以往因为派型补偿器推力大、应力集中，国产材料因为许用应力低，所以壁厚较厚，形成张力弯时补偿能力很小，所以很多设计公司都是采用进口A335-P91材料来进行高温管网的设计，如今采用了旋转补偿器无应力管网系统技术，我们就不需要考虑热应力的问题，也就是不需要考虑管道壁厚对应力的影响，所以我们完全可以使用国产12Cr1MoVG材料来替代昂贵的进口管材，甚至在不久的将来，我们可以把我们的产品推广到国外去，让全世界的用汽单位都是享受到安全、节省、造价低廉的管网产品。

综上所述，自密封旋转补偿器技术的众多优点使该技术成为当今管网技术的最新标准，在国电中石化能源公司的成功应用，必将对今后煤化工行业的动力管廊技术产生深远影响。