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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(yùn)行條件處于水源水質(zhì)不良、不穩(wěn)定、預(yù)處理設(shè)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(tái)次，其中一臺(tái)為重新制作并相應(yīng)采取了加固措施的同型式中排，直接經(jīng)濟(jì)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(yùn)行效果不好，大量懸浮物，膠體進(jìn)入陽離子交換器，很短時(shí)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(yán)重時(shí)固定螺栓被剪斷，母管筋板嚴(yán)重扭曲變形而使中排脫落。本研究以該廠設(shè)備為例進(jìn)行強(qiáng)度分析，說明其在上述運(yùn)行條件下使用是不適宜的，損壞在所難免.由強(qiáng)度分析可知，運(yùn)行時(shí)必須十分謹(jǐn)慎，控制中排上下壓值在允許范圍內(nèi)、為了給處于上述運(yùn)行條件下，一時(shí)又無法解決水源水質(zhì)的單位提供一種具有安全可靠、對(duì)水源水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)的中排結(jié)構(gòu)，東電試驗(yàn)研究院和該廠合作，研制了一臺(tái)3m的分支管立插式陽離子交換器中排試驗(yàn)裝置，試運(yùn)行半年多的結(jié)果表明能達(dá)到預(yù)期目的。對(duì)該型式中排結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行了分析，從理論上說明了它所具有的上述特點(diǎn)。
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(dāng)入口水質(zhì)良好，壓脂層所截留的污物很少時(shí)，透水性好，中排上下壓差小，一般在0.01-0.03Mpa之間。但當(dāng)水質(zhì)惡化時(shí)，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(duì)中排的彎曲載荷和對(duì)固定螺栓的剪切刀。
根據(jù)固定螺栓的剪切強(qiáng)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(gè)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(gè)M16的螺栓固定，另一端為8個(gè)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(qiáng)筋板，以加強(qiáng)母管的彎曲強(qiáng)度，中排上下的壓差由槽鋼與母管共同承擔(dān)，中排支撐原選用1Cr號(hào)槽鋼焊上一條厚10mm的鋼板構(gòu)成矩形截面形狀。母管加強(qiáng)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(hào)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(xué)模型為簡支梁上承受的分布載荷。
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