天然气过滤器在天然气输送、储存和使用的各个环节中扮演着至关重要的“卫士”角色。它的核心作用是通过物理拦截和分离,去除天然气流中含有的固体颗粒、液体(游离水、液态烃)以及部分可能存在的胶状物,从而保护下游设备、确保工艺流程顺畅、提高气体质量和运行安全性。
保护关键设备免受磨损和损坏:
压缩机: 高速旋转的叶轮和精密轴承对颗粒物极其敏感。过滤器能有效去除可能导致严重磨损、划伤甚至卡死的粉尘、铁锈、焊渣等固体杂质,大大延长压缩机使用寿命,降低维修成本和停机风险。
阀门: 阀门阀芯、阀座和密封面容易被颗粒物划伤或卡涩,导致阀门内漏、外漏或操作失灵。过滤器保护阀门动作顺畅,保证其调节和切断功能。
流量计: 孔板流量计、涡轮流量计、超声波流量计等精密测量仪表,其内部通道或转动部件极易被堵塞或磨损,导致计量失准,直接影响贸易结算或过程控制精度。过滤器确保流量计长期稳定可靠工作。
仪表和传感器: 压力变送器、温度计套管、分析仪取样管线等细小通道容易被杂质堵塞或污染探头,导致测量错误或仪器失效。
防止管道和设备的堵塞:
段塞流: 大量液体在管道中聚集形成“液塞”,高速流过下游设备时会产生剧烈冲击(水锤效应),严重损坏设备。
冰堵/水合物堵塞: 在高压低温条件下(尤其在节流后),天然气中的游离水会结冰或与水合物形成固体堵塞物,完全阻断气体流通。
固体颗粒: 长期积累的固体杂质会逐渐堵塞管道,特别是弯头、变径等处,降低输送效率,严重时需要停产清理。
液体(游离水和液态烃):
重烃(润滑油、凝析油): 在低温或高压下可能凝结,粘附在管壁和设备上,降低流通能力,甚至堵塞。
减少腐蚀:
游离水和酸性气体(如H₂S、CO₂)共存是导致管道和设备腐蚀的主要因素。过滤器有效去除液态水,破坏了腐蚀发生的必要条件,显著减缓了腐蚀速率,延长了管道和设备寿命。
某些过滤器(如聚结过滤器)还能去除微小的液滴(包括溶解有酸性气体的水),进一步降低腐蚀风险。
提高气体质量(净化):
满足下游工艺要求: 某些工业用户(如燃气轮机、精密制造、化工原料)对天然气中的固体杂质和液滴含量有严格要求。过滤器确保气质达标。
改善燃烧效率: 杂质会影响燃烧稳定性,可能导致不完全燃烧、积碳、喷嘴堵塞等问题。清洁的天然气燃烧更充分、更稳定、更环保。
减少异味和污染物: 部分硫化物(如硫化氢)或重烃具有气味或燃烧后产生污染物,过滤器有助于去除携带这些物质的液滴或微小颗粒。
保护催化剂: 在需要催化反应的工艺中(如脱硫、合成氨),杂质会毒害催化剂,过滤器是重要的预处理步骤。
保障安全运行:
防止仪表失灵导致控制失误,引发安全事故。
防止水合物堵塞导致压力异常升高,增加泄漏或爆炸风险。
减少腐蚀,降低管道穿孔泄漏的风险。
天然气过滤器的典型应用位置:
长输管道的首站(气田出站)、中间站(压缩机站) 和分输站(城市门站)。
城市门站/燃气调压站(进入城市管网前)。
CNG加气站(压缩天然气加气站)。
LNG接收站/液化厂(天然气液化前)。
大型工业用户(电厂、化工厂等)的进气总管。
燃气轮机、燃气锅炉等重要用气设备的入口处。