阴床中排装置变形损坏原因分析

白胜利柴青

（1.大唐清苑热电有限公司，河北 清苑 071100；2.保定供电公司，河北 保定 071000）

大唐保定热电厂二分厂表现为阴床再生效果差、跑漏树脂等非正常现象。设备停止运行后，通过对阴床内部进行检查，发现中排装置母管、支管严重变形，甚至母管上部裂开，中排装置支撑托架弯曲变形，致使影响了整个除盐制水系统的正常运行，本文将对造成中排装置损坏的原因进行分析，并针对出现的故障提出治理方法。

1 造成阴床中排装置损坏的原因

1.1 中排装置结构形式概述

本文介绍的是除盐制水工艺所使用的阴床，采用的是逆流再生方式的固定床，其中中排装置是采用传统的鱼骨形大阻力排水系统。中排母管采用直径Φ133mm316L材质管材，母管一端使用兰盘方式连接床体中排排水管，另一端封口用U型卡固定在床体，母管两侧连接中排支管，母管上部焊有加强筋板增加支撑强度。中排支管采用直径Φ57mm316L材质管材，由宽度为120mm衬胶槽钢作为中排支撑托架固定。滤水方式采用T型绕丝构架过滤方式。

1.2 中排装置产生故障的原因分析

通过对中排装置损坏现象进行分析，中排装置故障主要表现为受到向上巨大托力，而中排装置自身没有足够的强度抵御这个托力，从而导致了整套中排装置的损坏。因此可以判断中排装置产生故障主要由以下几方面因素引起：

1）阴床、阳床等设备采用的阀门为隔膜式气动隔膜阀，隔膜式气动隔膜阀开启速度较活塞式气动阀速度快，在阴床或阳床进行再生操作时，由于起停的迅速，使得床体内部压力增减很快，受床体内树脂的阻力作用，造成设备内部的下部与上部形成很大的压力差，在压差和惯性冲击力的作用，中排母管及中排支管将承受约782t的负荷，从而导致中排装置在设备内部严重弯曲变形甚至母管顶部裂开。

2）中排装置支撑托架尺寸偏小。现设备中排装置支撑托架宽度仅为120mm衬胶槽钢，其构架强度远远底于本厂老除盐车间所使用的阴床，老除盐阴床所使用的中排装置支架，其支撑支架为150mm×300mm衬胶方型钢，从运行 20年的情况来分析，从未出现此类故障。而现支撑支架在进水压差增大的情况下，起不到相应的支撑保护固定作用，因此，支撑托架强度偏小是造成此类故障的主要原因之一。

3）中排母管加强筋板具有设计制作的缺陷。现有的中排母管在母管上部焊有加强筋板，但在加强筋板中间部位有焊接接口，而且焊口没有进行打坡口处理，焊缝没有深入焊口，因此其强度不够，其焊接口的强度小于整体钢板的强度。在设备运行过程中，中排装置中心所承受的向上压力是最为集中部位，但由于在压力最为集中的部位有焊接口而造成强度不够，从而使焊口蹦断，使得加强筋板起不到应有的支撑作用，引起中排母管的向上弯曲变形或折断，引发整个中排系统损坏变形，母管蹦断的裂口和支管裂开的裂口是造成中排装置树脂泄漏的主要原因。

4）在化学除盐水处理系统中，正常运行时，虽然进入阳床设备的水源事先已经过过滤处理，但这些水发生离子交换过程中仍然产生较多的悬浮物质，这些悬浮物在通过阴、阳床树脂层时，由于树脂的毛细孔产生的吸附作用和树脂本身阻力因素，很易被上层树脂截留。随着过滤水量的不断增加，树脂层所截留悬浮物也在不断增加，因此该树脂层的通流面积相应减少，自然就造成过滤压头的升高。当设备进行再生时，向上运动的树脂伴随压强的迅速增高而剧烈向中间排水装置施压，中排装置所受压差异常增大，从而引起中排母管、支管的严重变形损坏。

5）设备内部使用的材质不合格。在阴床运行过程中，中间水具有很强的酸腐蚀性，并且水中含有大量对金属破坏作用的CL-离子，含有H+、CL-离子的水对金属具有很强的腐蚀性，普通不锈钢材质是不符合使用要求的，因此必须使用含有一定比例Cr、Ni、Ti等元素组成的不锈钢材料制作的零件，例如：1Cr18Ni9ti、316L等耐盐酸腐蚀的材料制作零部件。在我们进行检查修理过程中，发现许多连接螺丝材质不符合要求，腐蚀严重甚至已经断裂，从而使中排系统的局部受到应力分布不均匀，而引起整个中排装置损坏。

6）设备运行引起的震动是中排装置损坏的一个因素。设备在运行过程中，由于压力变化、水中存在气体等原因，使得设备内部会产生剧烈震动，这一现象造成设备内部连接件产生松动、脱落、折断。由于连接部件功能的失效，致使中排装置某些部位受力变大，造成整个中排装置的损坏。

2 设备治理办法的几点探讨

通过对故障现象认真分析和判断，集思广益，我们总结并采用以下几种措施处理此类故障。

1）加强与运行值班和热工控制人员的沟通，共同探讨有关控制隔膜式气动阀的启停和进气方式。

（1）减缓阀门进气的进气速度，调整阀门的开度。

（2）降低再生泵、中间泵的出口压力。避免同时启动多台水泵针对一台或很少的设备，防止水头压力对设备造成冲击。

（3）设备再生和大反洗操作时，认真检查设备的当前状况，防止设备内部进、排水产生大的压差。

2）对阴、阳床内部中排支撑托架进行更换。设备运行结果表明，原设备支撑架槽钢宽度仅为120mm不能满足设备运行所需工况。更换150mm×300mm贴防腐层方钢作为中排装置的支撑架。

3）对中排母管加强筋板进行改造。中排母管加强筋板应采用整块材料附着在母管上。为减少检修维护工作量，节约购置钢材资金，可对中排母管中间的加强筋板的焊口两侧搭焊耐酸钢材质的钢板进行加固，以提高整个中排母管加强筋板的强度。

4）运行值班人员加强运行监控。提高运行人员责任心，定期对设备进行小反洗和大反洗操作，防止设备内部树脂层出现板结、絮沉物聚集过量等问题。

5）对设备内部使用的螺丝等零部件严把质量关。验检合格的零部件才可以使用，防止不合格零部件使用到设备中。

6）减少设备震动对设备的损坏。减少设备非必要的启停，调整介质的温度、压力，防止水中含有过量的溶解气体。

3 结论

通过对除盐制水工艺中的阴床设备进行检查和维修，并针对存在的问题、故障原因进行分析，对设备进行了较为客观的判断，同时也借鉴了未出现同类故障相关设备，研究分析并提出了改进方案，从将中排装置进行加固处理，调整运行方式入手，确保了除盐制水系统阴床中排装置的安全经济稳定运行，进行了一系列改进后的设备，经过一段时间运行，未出现同类故障，因此改进收到了预期的效果。