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國內(nèi)電廠使用的逆流再生固定床，其中排結(jié)構(gòu)大都采用母支管型式，運行條件處于水源水質(zhì)不良、不穩(wěn)定、預處理設備不夠完善的電廠，常發(fā)生陽離子交換器中排向下彎曲的事故，近年來，東北地區(qū)某電廠接連發(fā)生陽離子交換器中排彎曲斷裂6臺次，其中一臺為重新制作并相應采取了加固措施的同型式中排，直接經(jīng)濟損失18萬元。事故的發(fā)生在冬季，由于水源水質(zhì)惡化，澄清池運行效果不好，大量懸浮物，膠體進入陽離子交換器，很短時間即在壓脂層內(nèi)形成一塊“泥餅”，造成中排上下壓差急劇升高，使之過載，引起母管、支管、支撐槽鋼不同程度向下彎曲，嚴重時固定螺栓被剪斷，母管筋板嚴重扭曲變形而使中排脫落。本研究以該廠設備為例進行強度分析，說明其在上述運行條件下使用是不適宜的，損壞在所難免.由強度分析可知，運行時必須十分謹慎，控制中排上下壓值在允許范圍內(nèi)、為了給處于上述運行條件下，一時又無法解決水源水質(zhì)的單位提供一種具有安全可靠、對水源水質(zhì)適應性較強的中排結(jié)構(gòu)，東電試驗研究院和該廠合作，研制了一臺3m的分支管立插式陽離子交換器中排試驗裝置，試運行半年多的結(jié)果表明能達到預期目的。對該型式中排結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進行了分析，從理論上說明了它所具有的上述特點。
母支管式中排裝置的配水支管水平地安裝在壓脂層下離子交換樹脂上，當入口水質(zhì)良好，壓脂層所截留的污物很少時，透水性好，中排上下壓差小，一般在0.01-0.03Mpa之間。但當水質(zhì)惡化時，污物截留在壓脂層內(nèi)形成“泥餅”，水流受阻，隨著泥餅厚度增加，中排上下的壓差很快上升，由此產(chǎn)生的壓力將作用在中排裝置，形成對中排的彎曲載荷和對固定螺栓的剪切刀。
根據(jù)固定螺栓的剪切強度條件確定中排上下的壓差值，中排裝置支撐槽俐每根每端由2個IvtI6的螺栓固定在器壁的耳座上，母管一端用法蘭聯(lián)接通出容器外，另一端擱置在器壁的耳座上，中排一端用16個M16的螺栓固定，另一端為8個螺栓和耳座支撐，中排裝置的支管由4排槽鋼支撐并固定，母管亦固定在器壁上，在母管上方焊有三角形的加強筋板，以加強母管的彎曲強度，中排上下的壓差由槽鋼與母管共同承擔，中排支撐原選用1Cr號槽鋼焊上一條厚10mm的鋼板構(gòu)成矩形截面形狀。母管加強筋采用厚12mm，高150mm、三角形筋板。加固型中排的每排槽鋼改為2根1G號槽鋼扣焊制成。根據(jù)彎曲理論支冷權(quán)鋇和母管的正常工作條件為：(槽鋼和母管承受彎曲載荷的確定槽鋼和母管承受的彎曲載荷由2部分組成：第一部分為中排上為中排自重引起，由自重引起的載荷很小，故不作分析。彎曲載荷由壓差引起，第二部分灘排支撐梁和母管共同承由壓差引起的彎曲載荷，其簡化的力學模型為簡支梁上承受的分布載荷。
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