天然气滤芯：燃气输配站过滤选型指南

一、燃气输配系统杂质特征与防护需求

（一）杂质类型与来源

城镇燃气输配环节的污染物主要分为固体与液态两大类。固体杂质包括管道施工残留的焊渣、氧化皮，运行过程中产生的锈蚀碎屑，以及气源带入的地层砂、粉尘颗粒，粒径跨度从数微米至数百微米；液态杂质包括天然气降压降温析出的凝析烃类、饱和水凝液，以及管道清管作业残留的液态杂质，多以微米级乳化液滴形式悬浮于气流中。 县域门站、调压站位于输配管网关键节点，是杂质富集与设备防护的核心位置。上游长输管线携带的杂质、管网腐蚀产物会在此处汇集，若过滤失效，将直接冲击下游调压、计量设备，引发连锁故障。

（二）杂质对输配设备的危害

杂质对输配系统的危害体现在三方面：一是磨损调压设备，硬质固体颗粒随高速气流冲刷调压阀阀座、阀瓣与密封面，导致调压精度下降、阀杆卡涩，严重时造成调压失效、压力超限；二是干扰计量精度，液滴与固体颗粒冲击涡轮流量计、超声波流量计的检测元件，导致计量误差增大，直接影响贸易结算准确性；三是堵塞终端设备，凝液与杂质累积会堵塞燃具喷嘴、阀门流道，冬季低温环境下液态水结冰还会引发管路冻堵，威胁供气安全。 依据 GB 50028-2006《城镇燃气设计规范》要求，调压装置前必须设置过滤设备，过滤精度应满足调压阀、计量仪表的运行要求，且应配备压差监测与排污装置 [2]。

二、滤芯结构与聚结分离工作机理

（一）玻纤复合滤材结构组成

利菲尔特天然气聚结滤芯采用多层梯度玻纤复合结构，由外至内依次为粗滤层、聚结层、精滤层与内外金属支撑网。滤材基材为连续超细玻璃纤维，经湿法成型工艺制备，形成孔隙率高、孔径梯度分布的三维滤床；内外层配置冲孔不锈钢支撑网，承受气流压差冲击，防止滤材形变破损；滤芯端盖采用环氧树脂真空灌封，与滤材一体成型，无旁路泄漏风险。 相较于普通金属网、纸质滤芯，玻纤复合滤材比表面积更大，纳污容量提升 2~3 倍，同时可通过纤维表面的界面效应实现液滴聚结，兼具固体过滤与液体分离双重功能。

（二）液滴聚结分离机理

滤芯采用物理聚结分离原理，无需添加化学药剂，纯物理作用实现气液分离。含液滴的燃气由外向内穿过滤层时，依次经过三个作用阶段：第一阶段为粗滤截留，大颗粒固体杂质与大粒径液滴被外层粗滤层拦截，沉降至过滤器底部；第二阶段为聚并长大，微细液滴在聚结层纤维表面发生惯性碰撞、扩散附着，小液滴不断聚并形成大粒径液珠；第三阶段为沉降分离，聚结后的大液滴随气流向内推进，在重力作用下脱离滤材表面，滑落至底部集液腔，通过排污阀定期排出。 经聚结过滤后，天然气中液态烃、游离水的去除率可达 95% 以上，固体颗粒过滤效率≥99.9%@5μm，可充分满足调压、计量设备的进气洁净度要求。

三、核心选型设计规范

（一）精度匹配原则

精度选型需结合输配层级、下游设备耐受要求确定，并非精度越高越好。精度过高会导致初始压差大、纳污容量小、更换频繁；精度过低则无法达到防护效果。不同输配场景的选型参数如下表所示。

表 1 不同燃气输配场景天然气滤芯选型参数

（二）耐腐材质选型

材质选型需匹配燃气组分与工况环境：常规干天然气、低硫工况，选用玻纤滤材 + 碳钢镀镍端盖 + 丁腈橡胶密封件，性价比最优；高湿、含硫化氢、二氧化碳的腐蚀性燃气工况，选用 316L 不锈钢支撑骨架 + 氟橡胶密封件，提升抗腐蚀能力，延长滤芯使用寿命；沿海盐雾环境的户外站场，外壳与内部构件均需做防腐处理，避免锈蚀产物造成二次污染。

（三）压差管控标准

压差是反映滤芯堵塞状态的核心指标，需建立三级管控机制：

· 初始压差：额定流量下新滤芯压差应≤0.02MPa，压差超标需核查滤芯选型匹配度与安装密封性；

· 预警压差：压差升至 0.06MPa 时触发预警，提示运维人员准备备件，择机安排更换；

· 更换压差：常规工况更换阈值为 0.10MPa，达到该值必须更换滤芯，禁止超压差运行，防止滤材破损、杂质穿透冲击下游设备。 滤芯更换周期受气源杂质含量、工况湿度、运行流量影响，不可仅按固定周期更换，需以压差数据为核心判定依据。

四、县域燃气门站改造工程案例

（一）项目背景与现存问题

河南某县域燃气门站，设计输气规模 5 万 m³/d，负责城区居民与工商业用户供气。原过滤系统采用单层不锈钢网滤芯，精度 10μm，运行中暴露出三大核心问题：一是调压阀频繁卡涩，平均每月故障 2~3 次，需拆解清理杂质，严重影响供气稳定性；二是涡轮贸易计量误差偏大，峰值超 3%，贸易结算纠纷频发；三是冬季凝液析出量增加时，滤芯堵塞加快，平均 1~2 个月即需更换，运维工作量大。

（二）改造方案设计

2025 年该门站实施过滤系统升级改造，采用利菲尔特两级过滤方案：一级配置 20μm 玻纤复合粗滤滤芯，预去除大颗粒杂质与部分凝液；二级配置 5μm 聚结型天然气滤芯，深度去除微细颗粒与乳化液滴。滤芯采用玻纤复合滤材与 304 不锈钢支撑结构，适配本地燃气组分；配套压差在线监测装置与自动排污阀，每日定时排放底部集液；冬季低温时段开启管路伴热，防止凝液冻结堵塞。

（三）运行效果对比

改造后连续运行 6 个月，各项运行指标显著改善，对比如下表所示。

表 2 项目改造前后运行指标对比

经测算，改造后年节约设备维修、计量偏差损失、人工运维成本合计约 18.5 万元，设备投资回收期约 9 个月。运行初期曾出现冬季凌晨低温时段压差上升偏快的问题，技术团队优化排污逻辑，将每日 1 次排污调整为早、晚各 1 次，同时维持伴热温度 5℃以上，凝液堵塞问题彻底解决，系统运行稳定性进一步提升。

FAQ

1. 天然气滤芯只能去除固体杂质吗？ 答：普通金属网滤芯仅能去除固体颗粒，玻纤聚结型天然气滤芯可同步去除固体杂质与液态凝析液、游离水，通过物理聚结机理将微米级液滴聚并为大液滴后沉降分离，同时实现固液双重净化，更适配凝液含量高的燃气工况。

2. 燃气过滤精度选越高越好吗？ 答：不是。精度越高，初始压差越大，纳污容量越小，更换越频繁，运行成本越高。需结合下游设备要求选型：调压计量前端精滤选 3~5μm，区域调压站选 5~10μm，工业终端粗滤选 10~20μm，满足防护要求前提下优先选用较低精度，提升运行经济性。

3. 天然气滤芯多久需要更换一次？ 答：更换周期受气源杂质含量、湿度、运行流量影响，无固定时长。核心判定依据为进出口压差，常规工况下压差达到 0.10MPa 时必须更换；若气源洁净度高，可适当延长，反之则缩短。禁止仅凭时间周期更换，避免超压差运行造成滤材破损。

4. 含硫、高湿燃气选什么材质的滤芯？ 答：高湿、含硫化氢的腐蚀性燃气工况，滤芯支撑骨架应选用 316L 不锈钢材质，密封件选用氟橡胶，滤材选用耐腐型玻纤，避免腐蚀造成的滤芯破损与二次污染；同时过滤器壳体应做内防腐处理，保障整体使用寿命。

5. 聚结滤芯底部的排污阀需要多久排一次？ 答：排污频次需根据燃气含液量调整，常规干气工况每周排污 1 次即可；高湿、冬季凝液多的工况，建议每日排污 1~2 次，防止集液腔满液后液滴被气流二次携带穿透，影响净化效果。

参考文献

[1] 中国城市燃气协会. 2024 年城镇燃气输配设备运行现状调研报告 [R]. 北京：中国城市燃气协会，2024.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50028-2006 城镇燃气设计规范 [S]. 北京：中国计划出版社，2006.

[3] 张军，李涛。天然气输配系统过滤净化技术研究进展 [J]. 煤气与热力，2023, 43 (8): 34-38.

[4] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。天然气聚结滤芯产品技术手册 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.

[5] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。某县域燃气门站过滤系统改造项目案例 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.