摘要过滤器是油气处理和管输工艺中不可缺少的管道附件，在过滤器的工程选型中，存在一些误区，如追求过高过滤精度，造成管路堵塞，引起泵气蚀或无法达到额定输量；气体管路中，过滤精度过低，造成压缩机叶轮冲蚀，导致叶轮的寿命缩短。结合管道用过滤器数据表中应明确的内容要素，在过滤器结构型式选择、滤网的选择等方面进行了论述，并结合选型实例总结了过滤器的选型原则。
关键词油气管 道过滤器 设计选型 过滤精度 目数 压降
过滤器是油气处理和管输工艺中不可缺少的管道附件。一般设置在润滑油进入设备之前；燃料油进入喷嘴之前；流体介质进入泵之前；气体介质进入压缩机之前；蒸汽凝结水进入疏水阀之前；液体或气体介质流经流量计之前的管道中。当介质流经过滤器时，通过滤网的截留，滤去管道介质中某一粒径以下的固体杂质，从而达到保护设备和仪表的作用。
在过滤器的工程选型中，人们在追求过高过滤器精度的指导下，往往造成滤网的有效过滤面积较小，输送管路堵塞，泵的吸入管路压降过大，泵产生气蚀或泵无法达到额定输量等现象。同时，在气体管路中，由于过滤精度选择过低，不能对大直径的固体颗粒起到过滤和截留的作用，较大的固体颗粒在高速旋转过程中对压缩机叶轮形成冲蚀，导致叶轮的寿命缩短。因此，在设计过程中应正确选择合适的过滤器。
1 滤器选型原则
1.1 设计压力与温度
目前过滤器常用的标准和规范有：SH/T3411—1999石油化工泵用过滤器选用、检验和验收；HG/T21637—1991化工管道过滤器；JB/T7538—1994管道用篮式过滤器；GB/T14382—93管道用三通过滤器。各标准适用的温度、压力范围不同（见表1），设计和采办工程师应根据工程实际需要选择适用的标准规范。
1.2过滤器型式的选择
普通过滤器通常选用Y型过滤器。介质流向发生90°变化的宜选用T型过滤器。管径≤80mm，宜选用Y型过滤器；80mm＜管径＜400mm，宜选用T型过滤器；管径≥400mm，宜选用篮式过滤器。
对于原油，由于介质里面所含杂质多，原油黏度大，宜选用篮式过滤器。如果原油中还有酸性组分或者硫化物，同时应该考虑壳体的抗HIC和SSCC性能。锥型过滤器多用于临时性过滤器。在泵与压缩机管道上，投产试运期间，为防管道吹扫不净，建议压缩机入口管道加设锥型过滤器。
哈萨克斯坦肯基亚克50000m³原油储罐工程，流体介质为含H2S的原油。泵前管径为300mm，过滤器选型为篮式过滤器，同时因为含有H2S介质，过滤器壳体材质选用20#锻钢，焊口处进行热处理消除应力。
1.3过滤器连接形式的选择
易燃、易爆、有毒介质的管道，不允许介质外泄，一般过滤器与管道连接形式采用对焊；直径小于40mm的管道可以采用承插焊。对于压力低于1.0MPa，管径小于40mm的过滤器一般采用螺纹连接。
在实际工程中，过滤器一般设置两路进行轮流清洗，切换工作，为拆卸方便，较多的还是采用RF面的对焊法兰连接方式。因此，在设计数据表中应明确接管尺寸及其壁厚，注明是否带配对的法兰等。
法兰生产制造选用的标准宜同管道其他法兰标准相同。对于配对的法兰采用GB9112～GB9124标准的法兰，应注明是系列I还是系列II。如哈萨克斯坦第三油气处理厂，许多过滤器选用美国标准ANSIB16.5，厂家不带配对法兰，而采购的配对法兰为GB9115.1 II系列的法兰，在现场施工工程中发现无法配对。
在采购过程中，因为系列I与系列II管径有较大的差别（见表2），在施工过程中，对焊口的错边量较大，难以焊接。购买过滤器配对法兰，一定要核对是系列I还是系列II。
1.4过滤精度
过滤精度指设备允许通过固体颗粒的最大粒径。过滤精度由设备要求决定，如燃气轮机压缩机燃料气系统要求的过滤精度为5μm。
设计中应根据需要过滤固体介质颗粒大小，选择合适的过滤精度。当设计文件中对滤网无特殊要求时，滤网一般选用30目。在工程实际中，对于液体介质滤网选用60目，气体介质滤网选用120目，基本能满足过滤精度要求。值得注意的是，单纯的目数并不能表示过滤精度，还需取决于滤网的线径。常见的不同目数不锈钢丝网线径及其能达到的过滤精度见表3。
1.5 高精度滤网的选择
GB/T5330—2003工业用金属丝编织方孔筛网适用网孔的最小尺寸为20μm。对于要求过滤精度高于20μm的，可选用烧结不锈钢粉末、烧结不锈钢丝网、陶瓷、纤维、滤布或者滤纸等。
烧结金属粉末是一种常用的高精度滤芯，过滤精度为3～80μm。生产标准为GB/T6886—2001烧结不锈钢过滤元件。烧结金属丝网，是通过特殊的叠层压制与真空烧结等工艺制造而成，具有较高机械强度和整体刚性结构的丝网，过滤精度为1～60μm。
1.6 滤网面积
根据工程经验，临时过滤器（如锥型过滤器）要求滤网的过滤面积不小于管道截面积的2倍；永久过滤器滤网的过滤面积不小于管道截面积的3～6倍。当介质流通面积过小，压降过大，不能满足工艺要求时，可选用滤网加长型或篮式过滤器。
1.7 其他应注意的问题
过滤器法兰接口端面应清除污垢后涂防锈剂，同时加设聚氯乙烯防护盖，避免在运输过程中杂质的入侵和对密封面的损坏。当工作温度大于200℃时，最高工作压力与公称压力相差较大，需根据工作压力与工作温度的关系选择合适的压力等级。如如哈萨克斯坦第三油气处理厂高压蒸汽用过滤器，工作压力为2.4MPa，设计温度为400℃，配对法兰选用材质为15CrMo，根据GB/T9124—2000钢管制法兰技术条件，400℃温度下选用2.5MPa的15CrMo配对法兰，最高工作压力为2.28MPa；选用4.0MPa的15CrMo配对法兰，400℃温度下最高工作压力为3.64MPa。因此，配对的法兰的公称压力应该选用4.0MPa。
2 选型实例
哈萨克阿克纠宾2号气举站复式压缩机进口的管道管径为325mm×7mm，管道材质为20#钢，管道设计压力为4.0MPa，温度为50℃。根据压缩机的要求，允许的最大固体颗粒粒径为30μm，因此可以选择T型直通过滤器，滤网为30目，线径为0.234mm，过滤器壳体材质为20#钢，滤网为316L不锈钢丝网，目数为500目，线径为22μm，经计算有效过滤面积为32％，滤网的计算最小面积为0.302m²，设计中选用0.45m²的滤网，压力降为0.03～0.15MPa，清理滤网的时间间隔为2～3个月。
苏丹3/7区阿达尔联合站原油泵入口管径为426mm×8mm，管道材质为20#钢，管道设计压力为2.5MPa。由于原油中的杂质比较多，管径大于400mm，所以选用了篮式过滤器。滤网为60目，线径为0.125mm，过滤的有效面积为50%，滤网的计算最小面积为0.504m²，设计选用滤网面积为0.8m²，压力降为0.05～0.1MPa，清理滤网的时间间隔为1～1.5个月。
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