Фильтры сетчатые газовые

Фильтры сетчатые газовые: конструкция, применение и технические аспекты

Фильтр сетчатый газовый представляет собой устройство механической очистки, предназначенное для удаления твердых частиц, окалины, песка, пыли, окатышей и других механических примесей из потока природного, сжиженного или иного технологического газа. Основная функция – защита последующего газового оборудования (регуляторов давления, счетчиков, запорной арматуры, компрессоров, горелочных устройств) от абразивного износа, заклинивания и выхода из строя. Принцип действия основан на задержании загрязнений на поверхности или в объеме фильтрующего элемента, выполненного в виде сетки из металлической проволоки.

Конструктивные особенности и основные компоненты

Типовой сетчатый газовый фильтр состоит из следующих ключевых элементов:

• Корпус (стакан): Изготавливается из углеродистой, легированной или нержавеющей стали методом сварки или литья. Рассчитан на рабочее давление газопровода. Имеет входной и выходной патрубки, которые могут быть фланцевыми, муфтовыми или под приварку.
• Фильтрующий элемент (сетчатая кассета, патрон): Сердцевина устройства. Представляет собой цилиндр, набранный из одной или нескольких слоев металлической сетки. Для увеличения фильтрующей поверхности и грязеемкости сетка часто имеет гофрированную или волнистую структуру. Материал сетки – нержавеющая сталь (чаще всего 12Х18Н10Т, AISI 304/316), латунь, никелевый сплав.
• Крышка (оголовок) с заглушкой: Обеспечивает герметичный доступ к внутренней полости для извлечения и обслуживания фильтрующего элемента. Уплотнение осуществляется прокладками из паронита, резины или фторопласта.
• Уплотнительные элементы: Прокладки и кольца, обеспечивающие герметичность соединений между корпусом, крышкой и фильтроэлементом.
• Дополнительные устройства: Многие модели оснащаются штуцерами для подключения манометров или дифференциальных манометров (для контроля перепада давления), дренажным штуцером для отвода конденсата и шлама, а также пробоотборником.

Классификация фильтров сетчатых газовых

Фильтры различаются по нескольким ключевым параметрам, определяющим их область применения.

По тонкости фильтрации (номинальному размеру ячейки)

Данный параметр определяет минимальный размер частиц, которые будут задерживаться фильтром с эффективностью 98-100%. Измеряется в микронах (мкм).

• Грубой очистки: 50 – 100 мкм. Применяются на входе газораспределительных станций (ГРС) и газорегуляторных пунктов (ГРП) в качестве первой ступени защиты.
• Средней очистки: 10 – 25 мкм. Наиболее распространенный тип для коммерческого учета и защиты регуляторов давления в ГРП и ГРУ.
• Тонкой очистки: 5 мкм и менее. Используются перед турбинными и ротационными счетчиками, прецизионными регуляторами, на технологических линиях.

По типу корпуса и направлению потока

• Прямые (проходные): Поток газа движется прямоточно. Корпус, как правило, цилиндрический. Отличаются простотой конструкции.
• Угловые (Г-образные): Поток меняет направление на 90°. Загрязнения под действием инерции и гравитации скапливаются в отстойной зоне, что повышает эффективность и грязеемкость. Наиболее распространенный тип в газораспределительных сетях.
• С косой корзиной: Фильтрующий элемент установлен под углом к потоку, что облегчает его обслуживание без полного демонтажа фильтра из линии.

По способу присоединения

• Фланцевые (по ГОСТ, ASME, DIN).
• Муфтовые (резьбовые).
• Под приварку (wafer).

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Выбор фильтра осуществляется на основе анализа следующих параметров:

• Условный диаметр (Ду): Должен соответствовать диаметру трубопровода. Стандартный ряд: Ду 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200 и более.
• Условное давление (Ру): Максимальное избыточное давление, при котором фильтр может работать длительное время. Стандартный ряд: Ру 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10,0 МПа.
• Пропускная способность (Kv): Количественная характеристика, показывающая объемный расход воды при перепаде давления в 1 бар. Для газа расчет ведется с учетом плотности и температуры.
• Номинальный размер ячейки (тонкость фильтрации): Выбирается исходя из требований защищаемого оборудования. Например, для турбинных счетчиков обычно требуется фильтрация до 5-10 мкм.
• Рабочая температура: Обычно от -40°C до +120°C, для специальных исполнений – более широкий диапазон.
• Материальное исполнение: Определяется агрессивностью среды и требованиями к коррозионной стойкости. Для большинства сетей природного газа достаточно корпуса из углеродистой стали с внутренней окраской, а фильтроэлемента – из нержавеющей стали.

Таблица: Соответствие тонкости фильтрации типу защищаемого оборудования

Тип оборудования	Рекомендуемая тонкость фильтрации, мкм	Примечания
Запорная арматура, линейная часть	100 — 200	Грубая очистка, удаление крупной окалины и мусора
Регуляторы давления прямого действия, клапаны предохранительные	25 — 50	Стандартная защита от песка и окатышей
Мембранные, ротационные счетчики газа	10 — 25	Обеспечение точности учета и защиты измерительных камер
Турбинные, ультразвуковые счетчики газа, прецизионные регуляторы	5 — 10	Тонкая очистка для защиты подшипников, импеллеров и точных деталей
Газопоршневые и газотурбинные двигатели, технологические горелки	3 — 5	Особо тонкая очистка для критичного оборудования

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж фильтра должен осуществляться с учетом направления потока газа, указанного стрелкой на корпусе. Перед фильтром рекомендуется установить отсекающий кран. Для угловых фильтров важно обеспечить ориентацию отстойной камеры вниз. При монтаже на горизонтальном трубопроводе крышка фильтра должна быть доступна для обслуживания.

Эксплуатация требует регулярного контроля перепада давления (дифференциального давления) на фильтре. Рост перепада сверх паспортных значений (обычно 0,01-0,05 МПа в зависимости от Ду) сигнализирует о загрязнении фильтроэлемента и необходимости его очистки или замены.

Процедура обслуживания включает:

• Сброс давления в полости фильтра до атмосферного.
• Вскрытие крышки (оголовка).
• Извлечение сетчатой кассеты.
• Очистку продувкой сжатым воздухом, промывку в растворителе или в ультразвуковой ванне. Механическая очистка щетками не рекомендуется, так как может повредить ячейки сетки.
• Очистку внутренней полости корпуса от шлама и конденсата.
• Визуальный осмотр сетки на предмет разрывов и коррозии. При их обнаружении – обязательная замена.
• Установку элемента на место с заменой всех уплотнительных прокладок.
• Герметизацию и последующую опрессовку соединения.

Периодичность обслуживания определяется условиями эксплуатации и показаниями дифференциального манометра.

Нормативная база и стандартизация

Проектирование, изготовление и поставка фильтров сетчатых газовых в РФ регламентируется рядом стандартов и технических условий:

• ГОСТ Р 53681-2009: «Фильтры газовые сетчатые. Общие технические условия». Основополагающий национальный стандарт.
• ГОСТ 32018-2012 (EN 593:2004): «Арматура промышленная. Фильтры сетчатые. Общие технические условия».
• СП 62.13330.2011*: «Газораспределительные системы». Указывает на обязательность установки фильтров перед регуляторами и счетчиками.
• Технические регламенты Таможенного союза: ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением».

Фильтры подлежат обязательной сертификации в системе ГОСТ Р и декларированию соответствия требованиям ТР ТС.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как часто нужно чистить или менять фильтрующий элемент?

Периодичность определяется исключительно перепадом давления на фильтре. Плановое обслуживание «по графику» неэффективно. При нормативных показателях загрязненности газа первая очистка может потребоваться через 1-2 года, при высокой запыленности – через несколько месяцев. Необходимо вести журнал контроля перепада давления.

Можно ли установить фильтр тонкой очистки вместо средней?

Технически – да, но это приведет к более частому загрязнению фильтра и росту эксплуатационных затрат. Фильтр тонкой очистки имеет большее начальное гидравлическое сопротивление. Выбор должен быть обоснован требованиями оборудования. Часто применяют двухступенчатую схему: фильтр грубой очистки (50-100 мкм) перед фильтром тонкой очистки (5-10 мкм).

Чем отличается фильтр сетчатый от картриджного (магистрального) волоконного?

Сетчатый фильтр имеет металлический фильтроэлемент, который можно многократно очищать и использовать. Он предназначен для удаления твердых частиц. Картриджный фильтр с элементом из полиэстера или стекловолокна является, как правило, одноразовым и способен задерживать не только твердые частицы, но и капельную жидкость, аэрозоли. Он имеет большую грязеемкость, но и стоимость обслуживания выше.

Что делать, если перепад давления растет слишком быстро после очистки?

Быстрый рост перепада свидетельствует либо о неприемлемо высоком содержании примесей в газе, требующем установки дополнительного фильтра-сепаратора на входе, либо о некачественной очистке элемента (остатки загрязнений забивают ячейки), либо о разрушении сетки (разрыв, коррозия). Необходим тщательный анализ причины.

Требуется ли сертификация фильтров для использования на объектах газораспределения?

Да, обязательно. Фильтр сетчатый газовый, как оборудование, работающее под избыточным давлением, подлежит обязательной оценке соответствия в форме сертификации по ГОСТ Р и принятию декларации по ТР ТС 032/2013. Отсутствие разрешительных документов является нарушением и делает невозможной легальную эксплуатацию объекта.

Как правильно подобрать фильтр по пропускной способности?

Подбор осуществляется на основе расчетного максимального расхода газа (Qmax, м³/ч), рабочих давления и температуры, плотности газа и допустимого перепада давления на чистом фильтре (обычно не более 0,0005 МПа). Используются формулы или номограммы, предоставляемые производителем. Неправильный подбор (занижение Ду) приведет к повышенным гидравлическим потерям и недопустимому росту перепада давления при номинальном расходе.