国内电厂使用的逆流再生固定床，其中排结构大都采用母支管型式，运行条件处于水源水质不良、不稳定、预处理设备不够完善的电厂，常发生阳离子交换器中排向下弯曲的事故，近年来，东北地区某电厂接连发生阳离子交换器中排弯曲断裂6台次，其中一台为重新制作并相应采取了加固措施的同型式中排，直接经济损失18万元。事故的发生在冬季，由于水源水质恶化，澄清池运行效果不好，大量悬浮物，胶体进入阳离子交换器，很短时间即在压脂层内形成一块“泥饼”，造成中排上下压差急剧升高，使之过载，引起母管、支管、支撑槽钢不同程度向下弯曲，严重时固定螺栓被剪断，母管筋板严重扭曲变形而使中排脱落。本研究以该厂设备为例进行强度分析，说明其在上述运行条件下使用是不适宜的，损坏在所难免.由强度分析可知，运行时必须十分谨慎，控制中排上下压值在允许范围内、为了给处于上述运行条件下，一时又无法解决水源水质的单位提供一种具有安全可靠、对水源水质适应性较强的中排结构，东电试验研究院和该厂合作，研制了一台3m的分支管立插式阳离子交换器中排试验装置，试运行半年多的结果表明能达到预期目的。对该型式中排结构的受力状态进行了分析，从理论上说明了它所具有的上述特点。
      母支管式中排装置的配水支管水平地安装在压脂层下离子交换树脂上，当入口水质良好，压脂层所截留的污物很少时，透水性好，中排上下压差小，一般在0.01-0.03Mpa之间。但当水质恶化时，污物截留在压脂层内形成“泥饼”，水流受阻，随着泥饼厚度增加，中排上下的压差很快上升，由此产生的压力将作用在中排装置，形成对中排的弯曲载荷和对固定螺栓的剪切刀。
      根据固定螺栓的剪切强度条件确定中排上下的压差值，中排装置支撑槽俐每根每端由2个IvtI6的螺栓固定在器壁的耳座上，母管一端用法兰联接通出容器外，另一端搁置在器壁的耳座上，中排一端用16个M16的螺栓固定，另一端为8个螺栓和耳座支撑，中排装置的支管由4排槽钢支撑并固定，母管亦固定在器壁上，在母管上方焊有三角形的加强筋板，以加强母管的弯曲强度，中排上下的压差由槽钢与母管共同承担，中排支撑原选用1Cr号槽钢焊上一条厚10mm的钢板构成矩形截面形状。母管加强筋采用厚12mm，高150mm、三角形筋板。加固型中排的每排槽钢改为2根1G号槽钢扣焊制成。根据弯曲理论支冷权钡和母管的正常工作条件为：(槽钢和母管承受弯曲载荷的确定槽钢和母管承受的弯曲载荷由2部分组成：第一部分为中排上为中排自重引起，由自重引起的载荷很小，故不作分析。弯曲载荷由压差引起，第二部分滩排支撑梁和母管共同承由压差引起的弯曲载荷，其简化的力学模型为简支梁上承受的分布载荷。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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