陰床中排裝置變形損壞原因分析

白勝利柴青

（1.大唐清苑熱電有限公司，河北 清苑 071100；2.保定供電公司，河北 保定 071000）

大唐保定熱電廠二分廠表現為陰床再生效果差、跑漏樹脂等非正常現象。設備停止運行后，通過對陰床內部進行檢查，發現中排裝置母管、支管嚴重變形，甚至母管上部裂開，中排裝置支撐托架彎曲變形，致使影響了整個除鹽制水系統的正常運行，本文將對造成中排裝置損壞的原因進行分析，并針對出現的故障提出治理方法。

1 造成陰床中排裝置損壞的原因

1.1 中排裝置結構形式概述

本文介紹的是除鹽制水工藝所使用的陰床，采用的是逆流再生方式的固定床，其中中排裝置是采用傳統的魚骨形大阻力排水系統。中排母管采用直徑Φ133mm316L材質管材，母管一端使用蘭盤方式連接床體中排排水管，另一端封口用U型卡固定在床體，母管兩側連接中排支管，母管上部焊有加強筋板增加支撐強度。中排支管采用直徑Φ57mm316L材質管材，由寬度為120mm襯膠槽鋼作為中排支撐托架固定。濾水方式采用T型繞絲構架過濾方式。

1.2 中排裝置產生故障的原因分析

通過對中排裝置損壞現象進行分析，中排裝置故障主要表現為受到向上巨大托力，而中排裝置自身沒有足夠的強度抵御這個托力，從而導致了整套中排裝置的損壞。因此可以判斷中排裝置產生故障主要由以下幾方面因素引起：

1）陰床、陽床等設備采用的閥門為隔膜式氣動隔膜閥，隔膜式氣動隔膜閥開啟速度較活塞式氣動閥速度快，在陰床或陽床進行再生操作時，由于起停的迅速，使得床體內部壓力增減很快，受床體內樹脂的阻力作用，造成設備內部的下部與上部形成很大的壓力差，在壓差和慣性沖擊力的作用，中排母管及中排支管將承受約782t的負荷，從而導致中排裝置在設備內部嚴重彎曲變形甚至母管頂部裂開。

2）中排裝置支撐托架尺寸偏小。現設備中排裝置支撐托架寬度僅為120mm襯膠槽鋼，其構架強度遠遠底于本廠老除鹽車間所使用的陰床，老除鹽陰床所使用的中排裝置支架，其支撐支架為150mm×300mm襯膠方型鋼，從運行 20年的情況來分析，從未出現此類故障。而現支撐支架在進水壓差增大的情況下，起不到相應的支撐保護固定作用，因此，支撐托架強度偏小是造成此類故障的主要原因之一。

3）中排母管加強筋板具有設計制作的缺陷。現有的中排母管在母管上部焊有加強筋板，但在加強筋板中間部位有焊接接口，而且焊口沒有進行打坡口處理，焊縫沒有深入焊口，因此其強度不夠，其焊接口的強度小于整體鋼板的強度。在設備運行過程中，中排裝置中心所承受的向上壓力是最為集中部位，但由于在壓力最為集中的部位有焊接口而造成強度不夠，從而使焊口蹦斷，使得加強筋板起不到應有的支撐作用，引起中排母管的向上彎曲變形或折斷，引發整個中排系統損壞變形，母管蹦斷的裂口和支管裂開的裂口是造成中排裝置樹脂泄漏的主要原因。

4）在化學除鹽水處理系統中，正常運行時，雖然進入陽床設備的水源事先已經過過濾處理，但這些水發生離子交換過程中仍然產生較多的懸浮物質，這些懸浮物在通過陰、陽床樹脂層時，由于樹脂的毛細孔產生的吸附作用和樹脂本身阻力因素，很易被上層樹脂截留。隨著過濾水量的不斷增加，樹脂層所截留懸浮物也在不斷增加，因此該樹脂層的通流面積相應減少，自然就造成過濾壓頭的升高。當設備進行再生時，向上運動的樹脂伴隨壓強的迅速增高而劇烈向中間排水裝置施壓，中排裝置所受壓差異常增大，從而引起中排母管、支管的嚴重變形損壞。

5）設備內部使用的材質不合格。在陰床運行過程中，中間水具有很強的酸腐蝕性，并且水中含有大量對金屬破壞作用的CL-離子，含有H+、CL-離子的水對金屬具有很強的腐蝕性，普通不銹鋼材質是不符合使用要求的，因此必須使用含有一定比例Cr、Ni、Ti等元素組成的不銹鋼材料制作的零件，例如：1Cr18Ni9ti、316L等耐鹽酸腐蝕的材料制作零部件。在我們進行檢查修理過程中，發現許多連接螺絲材質不符合要求，腐蝕嚴重甚至已經斷裂，從而使中排系統的局部受到應力分布不均勻，而引起整個中排裝置損壞。

6）設備運行引起的震動是中排裝置損壞的一個因素。設備在運行過程中，由于壓力變化、水中存在氣體等原因，使得設備內部會產生劇烈震動，這一現象造成設備內部連接件產生松動、脫落、折斷。由于連接部件功能的失效，致使中排裝置某些部位受力變大，造成整個中排裝置的損壞。

2 設備治理辦法的幾點探討

通過對故障現象認真分析和判斷，集思廣益，我們總結并采用以下幾種措施處理此類故障。

1）加強與運行值班和熱工控制人員的溝通，共同探討有關控制隔膜式氣動閥的啟停和進氣方式。

（1）減緩閥門進氣的進氣速度，調整閥門的開度。

（2）降低再生泵、中間泵的出口壓力。避免同時啟動多臺水泵針對一臺或很少的設備，防止水頭壓力對設備造成沖擊。

（3）設備再生和大反洗操作時，認真檢查設備的當前狀況，防止設備內部進、排水產生大的壓差。

2）對陰、陽床內部中排支撐托架進行更換。設備運行結果表明，原設備支撐架槽鋼寬度僅為120mm不能滿足設備運行所需工況。更換150mm×300mm貼防腐層方鋼作為中排裝置的支撐架。

3）對中排母管加強筋板進行改造。中排母管加強筋板應采用整塊材料附著在母管上。為減少檢修維護工作量，節約購置鋼材資金，可對中排母管中間的加強筋板的焊口兩側搭焊耐酸鋼材質的鋼板進行加固，以提高整個中排母管加強筋板的強度。

4）運行值班人員加強運行監控。提高運行人員責任心，定期對設備進行小反洗和大反洗操作，防止設備內部樹脂層出現板結、絮沉物聚集過量等問題。

5）對設備內部使用的螺絲等零部件嚴把質量關。驗檢合格的零部件才可以使用，防止不合格零部件使用到設備中。

6）減少設備震動對設備的損壞。減少設備非必要的啟停，調整介質的溫度、壓力，防止水中含有過量的溶解氣體。

3 結論

通過對除鹽制水工藝中的陰床設備進行檢查和維修，并針對存在的問題、故障原因進行分析，對設備進行了較為客觀的判斷，同時也借鑒了未出現同類故障相關設備，研究分析并提出了改進方案，從將中排裝置進行加固處理，調整運行方式入手，確保了除鹽制水系統陰床中排裝置的安全經濟穩定運行，進行了一系列改進后的設備，經過一段時間運行，未出現同類故障，因此改進收到了預期的效果。