天然氣濾芯的性能測定及分析

朱寶寧

（天津新科成套儀表有限公司,天津 300385）

天然氣的清潔性和高效性得到了認可，應用廣泛。天然氣在運輸?shù)倪^程中受到多個因素的影響難免摻入了雜質，這些雜質會使管道受損，甚至堵塞，不僅降低了燃燒效率，甚至會引發(fā)巨大的事故。因此，對天然氣濾芯的需求和要求不斷增長。天然氣濾芯能夠起到凈化和過濾的作用，去除天然氣中的雜質，提升安全效率。

一、天然氣氣體過濾測定方法

天然氣濾芯是燃氣凈化裝置，對其性能的測定主要是對過濾的精度、效率、容塵量和阻力的能力進行測定，過濾效率和阻力能力決定了凈化的效率和濾芯的壽命。天然氣濾芯有過濾型和聚結型兩大主要類型。過濾型濾芯的結構是由骨架、過濾層和密封層組成，天然氣在運輸?shù)倪^程中，過濾層能夠阻擋、吸附粉塵，從而達到凈化的目的。聚結濾芯的結構有內襯、聚結層、脫液層和密封層，天然氣在運輸?shù)倪^程中，聚結層能夠攔截并吸附氣體中的液滴，將被吸附的小液體聚集成大的液體，隨后從脫液層脫落并排除，而達到凈化的目的。

目前，主要的測試方法是計重法和計數(shù)法。計重法是在過濾器的前方摻入一定重量的人工塵，測量過濾器的增量，并在過濾器下方測量粉塵的質量，以計算出過濾器的效率。計數(shù)法是利用氣溶膠，測試過濾器的前后部分樣品中粒子直徑來計算出過濾的效率。

二、天然氣濾芯的性能測定步驟

依據(jù)我國的輸氣管道《過濾分離設備規(guī)范》要求，天然氣過濾的測試有氣液分離也有氣固分離。氣液分離測試中的樣本是清潔的空氣，進行流量壓降測試，記錄對應氣量的濾芯壓降數(shù)值，之后利用計數(shù)法來測定濾芯的性能，計算出濾芯的穩(wěn)態(tài)效率，清潔效率和氣液分級效率。氣固分離測試中的樣本也是清潔的空氣，與氣液分離測試一樣首先進行的是流量壓降測試。之后利用計重法對濾芯的性能進行測定，計算濾芯前后方的粒子數(shù)量，測試2 小時內濾芯出口顆粒濃度大小的波動情況，從而計算濾芯的清潔效率、穩(wěn)態(tài)效率。

三、天然氣濾芯的性能測定優(yōu)化

（一）天然氣濾芯性能測定的優(yōu)化需求

天然氣濾芯在過濾的測定中，分為氣固過濾和氣液過濾，測定的方向主要是天然氣濾芯的清潔效率和穩(wěn)態(tài)效率，其中穩(wěn)態(tài)效率的測定是在清潔效率測定完成的2h 內測定天然氣濾芯壓差或者濾芯下方顆粒物濃度的波動情況。在這種測定的過程中，沒有將天然氣濾芯的壽命納入影響因素的范疇，因而在脫離了試驗環(huán)境之下，現(xiàn)實中的天然氣運輸過程中，由于長時間的使用天然氣過濾中的過濾層或者聚集層都會累積大量的粉塵從而形成濾餅，濾餅中的粉塵越積越多，對濾芯的使用性能會產(chǎn)生很大的負面影響，因此對天然氣濾芯性能的測定應當考慮到濾芯的壽命、使用階段。

（二）基于天然氣濾芯使用壽命的性能測定優(yōu)化

基于以上的分析和考慮，天然氣濾芯在性能測定中應當綜合考慮到濾芯的使用壽命情況，因此，在本次研究中加入了容塵效率還改進測定方法。加入容塵效率，是在試驗中增加人工粉塵來模擬現(xiàn)實中天然氣管道的工作環(huán)境，考慮濾芯不同試用階段的濾芯終阻力數(shù)值，測量其計數(shù)效率。在氣液分離測定中，使用葵二酸二正辛酯液態(tài)氣溶膠來完成測定，在氣固分離測定中選擇氯化鉀顆粒完成測定，提升測定的精確度，更有針對性，使濾芯性能測定的結果更加科學、完善。

經(jīng)過優(yōu)化之后，過濾濾芯的性能測定流程為，測定流量壓強；用氣溶膠發(fā)生器發(fā)生葵二酸二正辛酯液滴，完成氣液初始效率的測定；用氣溶膠發(fā)生器發(fā)生氯化鉀顆粒，完成氣固初始效率的測定；接著使用粉塵發(fā)生器發(fā)生標準A2 粉塵，檢測濾芯前后的壓差，當壓差在30kpa 時停止發(fā)生粉塵，并發(fā)生葵二酸二正辛酯液滴，對濾芯前后的顆粒濃度多次采樣求平均值，并計算容塵效率。再接著發(fā)生粉塵，在60kps，90kpa 和120kpa 的階段計算濾芯對應的容塵效率，對不同階段的容塵效率進行平均計算，得到濾芯氣液容塵效率；然后使用標準A2 粉塵，在壓強30kpa 時，停止發(fā)生粉塵，并開始進行氯化鉀顆粒的發(fā)生，計算濾芯前后的氣固容塵效率，并在60kpa、90kpa 和120kpa 的階段計算氣固容塵效率，并綜合所有階段的數(shù)值平均計算出濾芯的氣固容塵效率；最后，在濾芯120kpa 時候，取下濾芯稱重，與清潔的濾芯進行增量的比較，計算濾芯容塵量，完成濾芯性能的測定。聚結濾芯的優(yōu)化測定步驟與過濾濾芯的測定基本相同，只需要在初始效率測定完成在嘿嘿測定其穩(wěn)態(tài)效率。

結語

本文對天然氣濾芯的性能測定方法進行了介紹，并分析了天然氣濾芯測定的優(yōu)化需求，提出了在測定中增加容塵效率的方法，優(yōu)化了天然氣濾芯的性能測定，對天然氣濾芯的研究和評價提供了借鑒與參考。