淺談化工工程中管道過濾器的設計

高建廣，張 寧

（1.上海藍濱石化設備有限責任公司；2.機械工業上海藍亞石化設備檢測所有限公司，上海 201518）

1 概述

管道過濾器是一種安裝在管道上的管件，其功能是將流體中的固體雜質去除，防止對后續設備（包括泵、風機、換熱器等）的正常工作運轉造成損壞。管道過濾器對工藝管道的穩定運行以及設備的安全運轉都起到了重要的作用。管道過濾的具有組成結構緊湊簡單、管道阻力降小、適用范圍廣、維護方便等優點，因此廣泛應用于石油、化工、食品、化纖、化肥、藥品、食品、添加劑等行業。

管道過濾器的設計對實際工程來說，影響非常大，直接關系到工程項目的安全穩定運行，且國內關于管道過濾器的設計標準比較多，不同行業又設有行業標準，這對于設計過程的精細化提出了更高的要求，如何選擇出合適的管道過濾器，單純依靠標準已經無法達到設計要求。

文章以主流管道過濾器的設計標準為基礎，輔以實際工程經驗，對工程設計過程中涉及管道過濾器的一些問題進行分析研究。

2 管道過濾器設計說明

我國現行的管道過濾器標準非常多，工程設計中經常用到的管道過濾器標準主要有三個，分別是《管道用三通過濾器》-GB/T14382、《石油化工泵用過濾器選用、檢驗及驗收規范》-SH/T3411、《化工管道過濾器》-HG/T21637。三部標準對于管道過濾器規定的內容都不相同，存在較大差異，且HG/T21637 標準已經超過10 年未更新，因此在設計時要注意對于標準的選用。

根據標準以及工程經驗，工程中常用到的管道過濾器種類主要有以下幾種：Y 型過濾器、T 型過濾器、籃式過濾器、錐形過濾器、罐式過濾器。一般管道過濾器的公制壓力等級為1.0MPa～4.0MPa，其中籃式過濾器的壓力等級為0.25MPa～6.3MPa，英制壓力等級分為150lb、300lb 兩個級別。管道過濾器主體的常用材質主要有鑄鐵、碳鋼、低合金鋼、不銹鋼四種。根據不同個工作壓力和工作溫度，不同材質的管道過濾器有不同的適用范圍，表1。

表1 管道過濾器工作壓力與工作溫度對應表

管道過濾器的過濾裝置是過濾器的核心部件，濾網又是過濾裝置的核心構件。濾網主要有兩個設計參數，材質和目數。濾網的材質主要有兩種，一是金屬絲網，一是不銹鋼絲網，具體選用標準視過流介質性質而定。濾網的目數設計主要考慮管道通量和過濾器后受保護的設備，下面給出管道過濾器的濾網目數特性表，見表2。

表2 濾網目數特性表

管道過濾器的連接形式主要有三種，法蘭連接、焊接連接和螺紋連接，設計時應根據其應用工況來選擇相應的連接形式。

3 工程設計

工程設計人員在工程設計過程中，對于管道過濾器的設計由于標準的規范和標準中存在未明確規定的要求，因此需要對一些設計過程中遇到的技術要求進行相應的研究。

3.1 設備選型

上面介紹了管道過濾器的種類，在工程設計中由于使用工況的不同，選擇合理的管道過濾器，可以有效地避免風險，保證工藝穩定。

管道過濾器是選型主要參考兩個指標：管道管徑和連接形式。

針對管徑大于DN80 的過濾器宜選用T 型管道過濾器，管徑小于等于DN80 的過濾器優先選用Y型過濾器。過濾器的連接形式，主要考慮管道內輸送的介質及工作壓力，如果輸送介質為易燃、易爆、有毒等危險介質，管道過濾器盡量選用焊接連接形式，對于壓力等級不高且公稱直徑?。ú淮笥贒N40）的過濾器可采用螺紋連接形式。

另實際工程應用中，多采用焊接形式的管道過濾器，原因為過濾器的維護主要是過濾裝置，采用焊接形式不影響后期過濾器的維護，且焊接形式可以節省法蘭，降低工程成本，同時焊接形式比法蘭連接形式在降低泄漏風險上更有優勢。

3.2 濾網目數

關于過濾器濾網目數的設計，主要應該根據其保護的下游設備來進行確定。設計過濾器濾網目數時，應明確下游需要保護的設備所允許通過的雜質顆粒的最大值，來進行濾網目數的確定，設計確實時，應考慮一定的調整系數，一般為1.1。

濾網目數的設計基礎數為30 目，根據其后保護的設備性質不同，對于濾網目數的要求也有所不同。如過濾器后需保護的是板式換熱器這種窄流道的靜設備，濾網目數可以選用20 目，甚至更小；如過濾器后需保護的是高速離心壓縮機，則其入口過濾器的目數應該選用120 目。

3.3 濾網強度

濾網破壞變形是過濾器使用過程中經常碰到的問題，其主要原因就是濾網的強度不足以支撐濾網兩側的流體壓差，超過其承受能力而造成損壞。因此設計時應對濾網的工作狀況下承受的最大壓差進行考慮，一般廠家設計的過濾器濾網的默認強度可承受的壓差為140kPa 左右，設計人員要綜合考慮工藝設計下過濾器進出口的最大壓差與過濾器濾網的默認強度，如果存在濾網強度不足的風險時，可采取給濾網加加強筋的措施，同時在工藝管道的過濾器進出口設置壓力表，通過判斷進出口壓差，及時清理維護過濾器，減少濾網破壞變形的次數。

3.4 過濾裝置的清洗維護

管道過濾器的清洗維護，主要涉及過濾裝置的拆裝和濾網的清洗。對于尺寸過大的過濾器，其盲板法蘭應設計吊耳或者如人孔形式的旋轉結構，便于維護時的拆卸和安裝。濾網在盲板法蘭打開時，容易隨著流體介質的排放而被沖出，造成不必要的損壞，為應對此種情況的發生，可以在過濾器內部設置濾網防滑落結構。

關于過濾器排放口的位置選擇，為了便于過濾器里的流體介質排放，因此排放口應選擇在管道過濾器的最底部位置，且朝向易于收集排放介質的方向。

4 結論

綜上所述，對于管道過濾器的設計需要綜合考慮工藝參數、使用工況、維護等多方面因素，才能準確地確認過濾器的選型、目數的選擇，濾網強度是否滿足工藝要求、過濾裝置清洗維護是否方便等，避免一些不必要的問題的發生。

管道過濾器只是化工工程設計中一個管道特殊件，其設計的好壞對于工程的質量、下游設備的安全運行及維護人員操作都有直接影響，因此對于管道過濾器設計的技術要求值得探究，對進一步完善管道過濾器的設計意義重大。