本文经过剖析一台空气电加热器上的管板的温度状况，合理规划管板结构规划以及管板强度核算。此台空气电加热器的规划压力为MPa 2.0，规划温度为440℃，介质为空气，电加热功率为1200KW，首要受压元件原料16Mn，Q345R。
该台管板相当于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，每个管孔中的焊接一段标准为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，进入设备顶部的接线仓，电热元件与套管的外端面之间选用密封焊。电热元件从接线端至管板下面的隔热挡板之间的一段为不发热区。管板上的管孔选用同心圆分布，从最外圈向内每相邻两圈的布孔圆上的管孔数持平，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交叉穿入。中心孔内装配热电偶套管。

依据容器的规划压力P=2.0MPa，规划温度t=440℃，容器法兰的原料为16Mn锻件，按NB/T47020~47027-2012《压力容器法兰、垫片、紧固件》规则，容器法兰选用公称压力为PN4.0的长颈法兰，法兰外径Φ1215 mm，螺柱标准M30，数量48件，螺柱原料35CrMoA，垫片选用环绕垫。按上述条件及参数用核算软件核算管板的的厚度，得到规划厚度为δ=124 mm（其中平盖危险径向截面上各开孔宽度之和为Σb=420mm）。

由上述核算结果可知，假如管板按容器的规划温度核算，该管板的规划厚度是比较大的。可是，150℃的气体从容器上部接收进入容器后向下流动，被电热元件加热，温度升高，加热结束后温度升到420℃，并从容器下部接收流出。在这个过程中，气体的温度是逐步升高的，刚进入容器上部的气体，尚未被加热，与气体接触的管板及容器法兰的温度只要150℃左右，而且管板下方还有2层挡板，起隔热作用。筒体的温度从气体进口端到气体出口端，是由150℃逐步升高至420℃的。由此可知，将该管板的规划温度取与容器壳体相同的规划温度进行规划是不合理的。依据该电加热器的结构及使用工况，咱们以为能够将管板的规划温度降低，无必要取容器壳体的规划温度。HG/T 20580-2011《钢制化工容器规划根底规则》第5.0.1条第4款规则，当容器各部分在作业状况下的金属温度不同时，可别离设定各部分的规划温度。考虑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℃左右。所以管板的实践温度大约为180℃，再考虑一定的规划余量，管板的规划温度取200℃是安全的。容器法兰与管板为同一状况，其位置也是在低温气体进口的上部，实践温度不会高于200℃，所以容器法兰的规划温度取200℃应当是安全的。当容器法兰的规划温度取200℃时，法兰的公称压力能够选用PN2.5，法兰外径Φ1195 mm，螺柱标准为M27，数量36件，螺柱原料为40MnB。将上述条件及参数用SW6核算软件重新核算，得到管板的规划厚度为δ=88 mm。经过上述剖析和核算，依据电加热器的作业状况，别离设定壳体、管板及容器法兰的规划温度后，管板的规划厚度从124 mm降至88 mm，显着减薄了管板的厚度，降低了资料的耗费。当然，假如一台容器上各受压元件别离设定了不同的规划温度，在设备总图上的规划数据表中，应该将不同的规划温度对应的首要受压元件列出。

关于电加热器这种压力容器，由于介质的温度从进口到出口是逐步升高的，壳体各部分

的金属温度不同，所以在进行强度核算时，处于低温区域的受压元件，假如按容器的规划温度核算，所需的厚度较大。能够依据作业状况，别离确认该元件或许到达的金属温度，并设定其规划温度，然后核算该元件所需的厚度。

本文所述的空气电加热器，装配电热元件的管板都是在低温区域的，即低温气体是从接近管板的位置进入电加热器壳体的，假如气体进出口的温差较大，别离设定管板与壳体的规划温度，则管板的规划厚度能够显着减小，既可削减资料耗费，又可缩短管板的金加工时间特别是管孔的钻孔时间。