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关于氟塑料烟气换热器换热管规格选择的简要说明
氟塑料软管作为氟塑料烟气换热器的换热面，在承受内部水压、
外部烟气高温、冲刷的苛刻条件下运行，其安全性直接影响到换热器
的可靠性。在氟塑料原料与加工工艺选定的前提下，换热管的规格选
择是影响其自身安全性的重要因素。
一、 管径的选择
1. 安全性
安全的氟塑料烟气换热器换热管规格选择原则：壁厚值不得小于
管外径值的1/10
对于相同材质及品质的换热管，同等压力、温度条件下，若管径
相同，壁厚越大越安全；若壁厚相同，管径越小管子越安全。用于衡
量换热管安全性及推算寿命的可量化指标为环向应力值，其计算公式
及分析如下：
环向应力计算公式：
S—环向应力，MPa
P—管内压力，MPa
D—外径，mm
t—壁厚，mm
压力管道环向应力计算表
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外径 壁厚 管内压力 安全系数 环向应力 环向应力
D t P S运行 S校核
mm mm MPa MPa MPa
7 0.60 0.5 2 2.67 5.33
7 0.65 0.5 2 2.44 4.88
7 0.70 0.5 2 2.25 4.50
8 0.70 0.5 2 2.61 5.21
8 0.75 0.5 2 2.42 4.83
8 0.80 0.5 2 2.25 4.50
10 1.00 0.5 2 2.25 4.50
10 1.10 0.5 2 2.02 4.05
10 1.20 0.5 2 1.83 3.67
12 1.00 0.5 2 2.75 5.50
14 1.00 0.5 2 3.25 6.50
14 1.20 0.5 2 2.67 5.33
14 1.30 0.5 2 2.44 4.88
14 1.40 0.5 2 2.25 4.50
不同规格压力管环向应力对比表
外径 壁厚 环向应力 环向应力 备注 对比
D T S运行 S校核
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mm Mm MPa MPa
8 0.80
2.25 4.5 安全 100%
10 1.00
14 1.40
12 1.00 2.75 5.50 风险 122%
14 1.00 3.25 6.50 144%
注：
**运行值是指管子在实际工况下（0.5MPa管内水压）所受到的环向
应力，该值越低热力管的安全性能越高，该值与材质无关；
**安全校核值是指按标准外推法，以2倍的安全系数计算得到使用寿
命为20年以上的安全保证值，安全校核值越低，热力管的安全性能
越高，该值与材质无关；
**标准外推法即用高温下管材在较短时间的静液压力破坏试验结果
来外推几十年或更长时间下管材材料抵抗静液压力的能力；
**爆破值是指管子能够耐受的最大应力值，该值为试验值。不光与外
径与壁厚相关还受材料性能，管材加工工艺影响，该值越大证明管材
耐压能力越强，换热管越安全，该值与材质自身性能密切相关；
**当爆破值大于安全校核值时，换热管可以安全使用到设定年限20
年。
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**一般情况下，管径增加壁厚也应相应增厚，如管径增加而壁厚维持
不变，则管子的安全性会大幅降低。
背景及建议:
1）鉴于应用于烟气换热的氟塑料管暂无相关行业标准可供执行，故
参照《GB/T 6111-2003流体输送用热塑料管材耐压试验方法》中的
要求及方法，结合氟塑料烟气换热器运行条件，要求测试条件：
0.5MPa，150℃，检测时间165小时，爆破值不小于0.5MPa。
2）在以外推法计算安全寿命20年的前提下（S校核<=4.5MPa），当管
径确定后，可以计算得出壁厚的最小值。
3）结论：基于以上，安全的氟塑料烟气换热器换热管规格选择原则：
壁厚值不得小于管外径值的1/10
例如：8x0.8mm、10x1mm、12x1.2mm、14x1.4mm
2. 经济性
其他边界条件相同时，换热器的管径越小气侧阻力越小，系统电
耗越低。以1000MW机组MGGH系统为例： 管径由14mm调整为10mm
后，气侧阻力降低约340Pa，每台炉引风机电耗降低约350 Kw，运行
费用差异巨大。
华能威海6号机组低压省煤器（氟塑料）与暖风器联合系统采用
氟塑料换热器，换热管规格8x0.75mm，机组满负荷时烟气侧阻力
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240Pa。国电北仑第一发电厂2x600MW机组氟塑料MGGH换热管规格
10x1mm，机组满负荷时烟气侧阻力降温段+升温段<500Pa。
3. 除尘效率
氟塑料换热器具备较强的粉尘拦截与去除效率，管径越小除尘效
率越高即越环保。依据多个项目实测值，换热管规格8x0.75mm的粉
尘去除效率比10x1mm提高约10%。
小结：小管径换热管具有更安全、更节能、更环保的优势。
二、 小管径受到的限制
1. 小管径的选择受到加工工艺的限制
氟塑料换热器的管板连接方式通常有胀接和焊接两种，不
论是胀接还是焊接，越小的管径都越难以实现规模化生产。
2. 小管径的选择受到可靠性要求的限制
由于换热管处于烟气的冲刷下运行，从换热管自身抗磨损
的安全性考虑，越小的壁厚磨损泄漏的风险越大，因而在管径
选择时需同时兼顾壁厚的绝对值与环向应力的安全校核值。
三、 合理管径的选择
相同规格的换热管，如果材料及加工工艺不同其爆破环向应力值
差异很大。即材料自身高温下的机械性能越好的、越致密的、耐候性
越好的换热管在高温下的机械性能越好，其爆破值更高，更安全。
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在选择换热管规格时应区别对待不同材质的管材，依据每种管材
的环向应力计算值与爆破值选择安全的换热管规格。氟塑料换热器常
用的换热管材质按照其高温下的机械性能由高向低的排序依次为：
PFA—改性PTFE—PTFE，因此对于不同材质的换热管应有统一的最低
标准或差异化的应用标准。
综上，在确保安全性的前提下氟塑料换热管实现小管径应用是技
术先进性与技术进步的体现，是优质材料与先进加工工艺有机结合的
成果，是设计优化的重要方向。