那次停机是客户叫我们一起去看的。人孔打开,手电往里一照,填料层中间陷下去一个坑,边上还是平的,中间低了差不多两拳。塔没漏,壁没裂,撑着的扁条也没断——就是软下去了。这个坑不是哪一天塌的,是一年多里一点一点沉下去的。
那个坑是慢慢塌下去的
早年做填料支撑,做法就是在塔壁上焊一圈角撑,中间横着焊几根PP扁条,上面铺格栅或筛板,填料往上倒。跨距多大、扁条多厚,全凭手感;扁条焊在塔壁上那几道焊缝也没人算过,焊缝的长期强度和母材不是一回事。塔径小的时候这么干十年八年也不出事,塔径一到两米以上就开始出问题,而且问题不在开车那几天出。
其实有个信号出现得更早,只是没人当回事:塔的压降在半年里慢慢往上爬。爬得慢,运行人员会以为是填料脏了,冲一冲;冲完好一点,再过两个月又上去。等到打开人孔,才知道是支撑先沉的。
干重和湿重差出来的部分
填料球干着装进去很轻,一麻袋能扛起来。运行起来完全是另一回事:球面挂着液膜,孔里存着水,下层还压着上层,实际压在支撑上的重量比干重大出一大截。再往后,介质里的盐析物和粉尘往球上结垢,垢一层层加,重量还在涨。很多人算支撑只按干重算,等于一开始就把余量算没了。
估湿态重量没什么复杂算法:取干态堆积重量,加上填料层的持液量,再给结垢留一份余量,三样加起来就是个能用的数。宁可估高——支撑多花的钱有限,塌一次的代价不是钱能算清的。
蠕变:问题不在强度,在时间
PP扁条当场加载不会断,用手压也硬。它的毛病是蠕变——常温下持续受力就会缓慢变形,温度越高越快。四五十度的塔内,一根跨了一米二的扁条,短期挠度可能只有一两毫米,一年之后能到十几毫米。中间沉下去,填料层跟着变形,气流从边上短路,压降升高、除雾器带水,最后表现出来的是塔效率掉了,谁也不会第一时间怀疑支撑。
还有一个容易被忽略的加速项:温度不是恒定的。开车停车、白天晚上,塔内温度在一个区间里来回走,PP每升一次温就多变形一点,降温又回不满,累积下去比按平均温度算的快。所以要按最高工作温度算,不按平均温度算。
跨距该由谁来定
现在正经的做法是把跨距当输入条件先定下来,四个数拿到手再定支撑梁的间距和截面:
- 塔的内径,决定跨距的上限;
- 填料层高度,决定压在支撑上的层数;
- 湿态堆积重量,按运行几个月结垢之后估,不按干重估;
- 运行温度,决定同样的截面能撑多久。
跨距大的用型钢做主梁,外面包PP或另做防腐,PP只做接触介质的那一层,不承主要的力。这条边界要说清楚:跨距超过一米出头还想全靠PP扁条撑住,金浩丰不建议这么干,材料上省下的那点钱,不够停一次塔的——停一次少则一两天,多则一整周。
至于谁来定这个数,实际情况是设备厂定。我们能做的是把料的边界告诉他:这个厚度、这个截面、在这个温度下,长期受载大概到什么程度会明显变形。再往上的结构计算,是他们的活。
填料支撑这块,把塔径、层高、运行温度和填料的湿态重量报过来,金浩丰能配的是PP板材、格栅板和同批原料的焊条,也能按图做支撑件。塔的结构计算和现场施工是设备厂的活,我们不接,也不会替你签这个字。186 1558 6932。