波紋補償器串聯使用的原則是:相同變形方向的補償器之間須有約束構件(如固定支架、桿件等)分隔,使每個補償器的職責范圍明確。靠補償器的彈性力來使若干個串聯補償器共同均勻承擔變形是靠不住的,尤其是對于砌有內襯的管路和設備。以下用幾個實例來闡明串接波紋補償器在實際工程中的應用。
1.熱風主管波紋補償器的設置串接波紋補償器應用的典型實例是高爐熱風爐的熱風主管波紋補償器的設置。大拉桿僅僅是對串聯波紋管補償器的兩端的補償器約束,中間各補償器仍采用次固定支架進行隔離,使系統工作穩定。
2.高爐煤氣上升管波紋補償器的設置
高爐煤氣上升管采用小拉桿波紋補償器用于吸收爐體結構橫向和軸向位移。生產不到一年半時間,下部的補償器嚴重變形受損而開裂漏氣。煤氣管道小拉桿波紋補償器的設置分析原因:對于軸向位移補償來說,小拉桿波紋補償器實際是串聯補償器,因此,存在分隔兩個補償器的職責問題,不能靠其彈性變形力來平衡兩個補償器的變形,尤其是帶有耐火內襯的管系。如果不對其進行約束,則Nx上+Ng=Nx下式中:Nx上—為上補償器彈性推力;Nx下—為下補償器彈性推力;Ng—管道及內襯作用于下補償器的重力。經實際數據計算,Nx上數值幾乎可以忽略,即上補償器不對軸向變形進行補償。尤其是在下補償器以下部分的磚掉光之后,下補償器的溫度變高(~260℃),其變形剛度降低,Nx下變小,使變形補償幾乎全部集中在下波紋補償器上,難堪重負。如何在軸向方向對兩補償器進行約束呢?位移變形來自爐體結構的熱膨脹,是單方向的。
2)小拉桿補償器還須承擔橫向位移的變形。因此,不能采用次固定支架的方式對其進行約束,只能采用小拉桿內螺母限位的辦法,限制下補償器的變形量,超出部分,由上補償器承擔。限制變形量,可經計算得出;
3)兩補償器的砌磚套筒需設計成整體式,內襯對下補償器的作用力,使補償器的重力減小,有利于兩補償器同步協調動作。其橫向位移通過上下補償器的拉桿與中間加強環連結,同步協調補償器動作,進行位移補償。高爐煤氣上升管波紋補償器設置較好的一種做法是采用通用型和角向型組合成復合型補償器,前者用于軸向補償,后者用于橫向補償。需要指出的是:高爐煤氣上升管波紋補償器是爐體結構壽命的關鍵點之一。由于更換困難,除了需做好設計選型和嚴格施工外,維護工作同樣重要。高爐煤氣上升管波紋管補償器所處的工作環境較為惡劣,因此,補償器應考慮加防護罩,以防落物擊傷。