一、任务来源
自选项目。
二、应用领域和技术原理
青岛市位于燃气管网供应的末端，由于天然气供应紧张问题，上游管网经常出现压力不稳定的情况，尤其在在冬季供热高峰期间，气源压力波动频繁，管道中的杂质会更快的粘附在过滤器滤芯上，导致燃气过滤器经常出现堵塞，减小通气量，并且滤芯的堵塞往往伴随着滤芯的变形，运营部门只能加速更换过滤器的滤芯来保持调压器的通气量，增加企业的运行成本和工作量。
传统过滤器滤芯安装在燃气过滤器的密封壳体中，使用一段时间后，杂质、粘性物质在滤芯上的粘附和积聚，导致重量达到原始重量的3倍以上，以外径475mm、内径320mm、高度630mm滤芯为例，未使用时原始重量约为30千克，经过3个月左右使用更换时，因杂质附着该滤芯现已到100公斤以上，难以进行更换作业。堵塞的滤芯通常伴随着滤芯变形，给人工操作更是增加了难度，稍有不慎就会导致作业人员受伤。加之过滤器更换口通常在调压器的上方，且有一定的深度，更换时打开密封壳体的顶盖，人工抬出，更换时至少需要4—5人同时作业才能抬出滤芯，甚至需要借助起重工具才能完成更换，有些较大的滤芯为分段式叠装且有一定的深度，位于最下方的滤芯段不方便取出，稍有不慎就会导致作业人员受伤，若滤芯出现变形故障，就会更加增大更换难度，难以保障作业安全。
虽然对气量不足压力波动做了许多预防工作，但仅仅2023年冬季供热季期间，对过滤器的紧急检查达到500余处，其中对滤器堵塞、滤芯变形导致的维修更换300余处，其中不乏使用燃气供热的专用门站。为了保障过滤设施正常运行，一线人员加班加点更换维修，甚至在部分用气量大、管网末端站点实施24小时驻守保障制度，随时更换堵塞滤芯，但仍然影响了部分用户的使用，对冬季“保供热，保民生”和保障社会经济运行，产生了较为负面的影响。
为了维持调压器、过滤设施的稳定运行，保障下游用户的正常用气，我公司根据更换过滤的作业的需求，将研发方向确定为方便更换的、结构强度更强的过滤器滤芯。将体积大，重量重，在调压站内不方便更换的滤芯分解为3个分体式小型滤芯组合使用，更换时每节滤芯（粘附杂质状态下）不超过24公斤，2人即可完成滤芯更换，并在过滤器滤芯内部加装支撑杆来增加强度。同时，在每节滤芯内网筒之间加装支撑杆，增加滤芯的受力能力，消除滤芯变形的故障。
三、性能指标
将体积大，重量重，在调压站内不方便更换的滤芯，分解为3个分体式小型滤芯组合使用，更换时每节滤芯（粘附杂质状态下）不超过24公斤，2人即可完成滤芯更换。同时，在每节滤芯内网筒之间加装支撑杆，增加滤芯的受力能力，消除滤芯变形的故障。
四、与国内外同类技术比较
燃气在管道运输过程中夹带的固体粉尘以及硫化氨、凝析油、水等液态杂质会对管道及沿途仪表设备的安全运行带来严重危害，因此，燃气输配过程中过滤装置的作用尤为重要。据调研，中国大部分燃气企业都是根据过滤器两端的压差判断滤芯失效的情况，且在更换滤芯时对过滤器内多管滤芯同时进行更换，以保证过滤器的使用有效性。过滤器芯管的频繁更换，会给企业造成巨大的经济压力。燃气过滤器内部结构相对复杂，难以通过实验测量的方法了解其内部流场分布。
关于燃气过滤器使用性能的研究，国内外多聚焦于其材料特性和结构优化，较少有针对其内部流动的研究。近10 年来，只有伊朗、巴西、中国等少数国家对天然气输配管道中的杂质成分以及过滤器运行实践中发现的问题进行了一些研究依据GB/T 36051－2018《燃气过滤器》，结合城镇燃气企业现场调研，针对应用广泛的高中压卧式燃气过滤器，建立燃气过滤器数值模型，借助CFD软件进行过滤器内部流场的仿真，分析影响过滤器性能的主要结构参数和工况因素，以明确燃气内含有杂质的粒子直径、过滤器进口气流速度、不同位置的滤芯堵塞对过滤器过滤效果的影响。
经过“煤改气”工程建设后，我公司年供气量由2.8亿方增长至6.3亿方。青岛市处于全国燃气管网供应的末端，由于天然气供应紧张问题，上游管网经常出现压力不稳定的情况，尤其在在冬季供热高峰期间，气源压力波动频繁，管道中的杂质会更快的粘附在过滤器滤芯上，导致燃气过滤器经常出现堵塞，减小通气量，并且滤芯的堵塞往往伴随着滤芯的变形，运营部门只能加速更换过滤器的滤芯来保持调压器的通气量，增加企业的运行成本和工作量。在更换滤芯的过程中，使用一段时间后的滤芯，随着粘附杂质的增多，滤芯重量达到原始重量的2倍（例如G6过滤网原重约35公斤），加之过滤器更换口通常在调压器的上方，且有一定的深度，更换时至少需要4—5人同时作业才能抬出滤芯，甚至需要借助起重工具才能完成更换，在调压器有限的空间内，稍有不慎就会导致作业人员受伤，若滤芯出现变形故障，就会更加增大更换难度，难以保障作业安全。
五、成果的创造性、先进性
1.有效解决大型过滤器滤芯更换难的问题，可有效降低调压器维修作业中更换过滤器滤芯的工作强度，提高了安装和操作便利，极大的提升了工作效率及操作安全系数。
2.分体式滤芯滤体强度高于单体式（一体式）滤芯滤体强度，且承压能力得到提升。
3.此创新的应用避免了大型滤器滤芯更换难而进行的调压设施改造工程，可节省大额改造费用。
4.支撑杆增强了滤芯内侧的结构强度，支撑机构在形状上与滤芯内圈贴合设置，上下多层支撑机构以及每一支撑机构中设置多个弧形支撑，因此，能覆盖滤芯内圈的360°全范围，避免出现薄弱环节，解决堵塞位置的不可预测及安全隐患。
5.利用调节杆可以带动弧形支撑向内或向外侧移动，使支撑机构在大小上可以随滤芯内圈的规格适配，从而扩大本实用新型的使用范围。同时，采用可调大小的支撑机构，方便在滤芯内圈的安装和支撑力调控。
6.在每一支撑机构配置有多个弧形支撑件，多个弧形支撑以固定圈为中心按相同间隔角度设置，因此，各弧形支撑相对独立且可以单独调节位置，相邻弧形支撑间设置间隙。在燃气过滤器或者滤芯出现气流冲击时，利用独立的弧形支撑对滤芯的支撑，可以增加阻尼作用吸收振动，避免滤芯受振幅过大或者共振所产生的安全隐患。
7.针对滤芯的不可控气流冲击、振动等问题，在调节杆中设置缓冲阻尼器，该缓冲阻尼器在短筒的环形沉孔内安装扭簧。一方面，在滤芯局部振动时，可以利用扭簧具有的形变空间和弹性吸收冲击能量，且不会传导给滤芯的其它部分；另一方面，扭簧在周向上可以产生扭转阻力，可以解决过滤在平面内的侧向冲击和振动问题。从而能够降低冲击振动的区域、角度不可控所带来的影响。
六、作用意义
该装置的推广使用降低了运营成本，提高了工作效率，减少了人力需求。同时，该装置设计合理，可广泛应用于各种类型的燃气过滤器，并有效降低了维护过程中的安全风险。对冬季“保供热，保民生”和保障社会经济运行，产生了积极的影响。
七、推广应用的范围、条件和前景
我公司研制的分体式滤芯每节仅为2000元左右（每处三节，共6000元），相较于其他需要改造调压器的方案（常州特瑞斯）调压器的改造费用，每处20万元，60处重点过滤设施采用我公司研发的方便更换的分体式过滤器滤芯将节省改造费用1200万元。并且常州特瑞斯过滤器滤芯16000元，我公司研制的分体式滤芯每节仅为2000元左右（每处三节，共6000元），每处可以节省1万元，按照每年更换一次滤芯计算，每年至少节省60万元。
该装置的推广使用降低了运营成本，提高了工作效率，减少了人力需求。同时，该装置设计合理，可广泛应用于各种类型的燃气过滤器，并有效降低了维护过程中的安全风险。对冬季“保供热，保民生”和保障社会经济运行，产生了积极的影响。

我公司研制的分体式滤芯每节仅为2000元左右（每处三节，共6000元），相较于其他需要改造调压器的方案（常州特瑞斯）调压器的改造费用，每处20万元，60处重点过滤设施采用我公司研发的方便更换的分体式过滤器滤芯将节省改造费用1200万元。并且常州特瑞斯过滤器滤芯16000元，我公司研制的分体式滤芯每节仅为2000元左右（每处三节，共6000元），每处可以节省1万元，按照每年更换一次滤芯计算，每年至少节省60万元。
该装置的推广使用降低了运营成本，提高了工作效率，减少了人力需求。同时，该装置设计合理，可广泛应用于各种类型的燃气过滤器，并有效降低了维护过程中的安全风险。对冬季“保供热，保民生”和保障社会经济运行，产生了积极的影响。