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PTC加热管

氛围电加热器管板布局设想和管板强度计较


本文经由进程阐发一台氛围电加热器上的管板的温度环境,公道设想管板布局设想和管板强度计较。此台氛围电加热器的设想压力为MPa 2.0,设想温度为440℃,介质为氛围,电加热功率为1200KW,首要受压元件材质16MnQ345R

该台管板相称于U形管式换热器的管板(无管箱和隔板),管板上的管孔直径为Φ22.5 mm,每一个管孔中的焊接一段规格为Ф22×2.5 mm的套管,U形管式电热元件直径为Φ16 mm,电热元件从套管中伸出,进入装备顶部的接线仓,电热元件与套管的外端面之间接纳密封焊。电热元件从接线端至管板上面的隔热挡板之间的一段为不发烧区。管板上的管孔接纳齐心圆散布,从最外圈向内每相邻两圈的布孔圆上的管孔数相称,U形管式电热元件跨穿在该相邻两圈的管孔内,最内一圈6个管孔用3根长度不等U形管式电热元件梅花状穿插穿入。中间孔内拆卸热电偶套管。

按照容器的设想压力P=2.0MPa,设想温度t=440℃,容器法兰的材质为16Mn锻件,按NB/T47020~47027-2012《压力容器法兰、垫片、紧固件》划定,容器法兰选用公称压力为PN4.0的长颈法兰,法兰外径Φ1215 mm,螺柱规格M30,数目48件,螺柱材质35CrMoA,垫片接纳环绕纠缠垫。按上述前提及参数用计较软件计较管板的的厚度,获得设想厚度为δ=124 mm(此中平盖风险径向截面上各开孔宽度之和为Σb=420mm)。

由上述计较成果可知,若是管板按容器的设想温度计较,该管板的设想厚度是比拟大的。可是,150℃的气体从容器上部接收进入容器后向下活动,被电热元件加热,温度下降,加热竣事后温度升到420℃,并从容器下部接收流出。在这个进程中,气体的温度是逐步下降的,刚进入容器上部的气体,还没有被加热,与气体打仗的管板及容器法兰的温度只要150℃摆布,并且管板下方另有2层挡板,起隔热感化。筒体的温度从气体入口端到气体出口端,是由150℃逐步下降至420℃的。由此可知,将该管板的设想温度取与容器壳体不异的设想温度停止设想是不公道的。按照该电加热器的布局及利用工况,咱们以为能够将管板的设想温度下降,无须要取容器壳体的设想温度。HG/T 20580-2011《钢制化工容器设想根本划定》第5.0.1条第4款划定,当容器各局部在任务环境下的金属温度差别时,可别离设定各局部的设想温度。斟酌到筒体的热传导及电热元件的传热,使管板的温度高于气体的温度,这一温差估量在30℃摆布。以是管板的现实温度约莫为180℃,再斟酌必然的设想余量,管板的设想温度取200℃是宁静的。容器法兰与管板为统一环境,其地位也是在高温气体入口的上部,现实温度不会高于200℃,以是容器法兰的设想温度取200℃该当是宁静的。当容器法兰的设想温度取200℃时,法兰的公称压力能够选用PN2.5,法兰外径Φ1195 mm,螺柱规格为M27,数目36件,螺柱材质为40MnB。将上述前提及参数用SW6计较软件从头计较,获得管板的设想厚度为δ=88 mm。经由进程上述阐发和计较,按照电加热器的任务环境,别离设定壳体、管板及容器法兰的设想温度后,管板的设想厚度从124 mm降至88 mm,较着减薄了管板的厚度,下降了资料的耗损。固然,若是一台容器上各受压元件别离设定了差别的设想温度,在装备总图上的设想数据表中,应当将差别的设想温度对应的首要受压元件列出。

对电加热器这类压力容器,由于介质的温度从入口到出口是逐步下降的,壳体各局部

的金属温度差别,以是在停止强度计较时,处于高温地区的受压元件,若是按容器的设想温度计较,所需的厚度较大。能够按照任务环境,别离肯定该元件能够到达的金属温度,并设定其设想温度,而后计较该元件所需的厚度。

本文所述的氛围电加热器,拆卸电热元件的管板都是在高温地区的,即高温气体是从接近管板的地位进入电加热器壳体的,若是气体收支口的温差较大,别离设定管板与壳体的设想温度,则管板的设想厚度能够较着减小,既可削减资料耗损,又可延长管板的金加工时候出格是管孔的钻孔时候。


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