过滤器选型计算

过滤器选型计算 Final revision by standardization team on December 10, 2020.

篮式粗过滤器选型计算

粗过滤器工艺计算

1. 总则

本工艺计算依据石油化工管道、泵用过滤器标准计算，参考标准SH/T 3411-1999《石油化工泵用过滤器选用、检验及验收》、HG-T 21637-1991 《化工管道过滤器》。本计算仅适用于过滤器内过滤面积及起始压降计算，过滤器壳体执行GB150标准，不在本计算内。

2. 过滤面积计算

依据SH/T 3411-1999标准，其规定的有效过滤面积定义为：过滤器内支撑结构开孔总面积减去开孔处滤网占据面积的净面积。因此计算有效过滤面积时考虑支撑结构的有效面积以及滤网的有效面积。根据标准要求，永久性过滤器的有效过滤面积与管道截面积之比不小于1.5。本项目的过滤器按照临时过滤器要求，有效过滤面积与管道截面积之比取不小于3.0。

2.1 管道截面积计算S1：

本项目过滤器进出口管道工程直径DN200，S1=（0.2/2）2×3.14=0.0314 m2

2.2 过滤器有效过滤面积计算S2：

按照标准要求面积比取3，即S2/ S1=3，即S2= S1×3=0.0314×3=0.0942 m2

2.3 过滤器过滤网面积计算

按照项目要求，过滤网要求0.8mm，表面积0.45m2。

本过滤器选择蓝式滤芯的表面积为0.56 m2，滤篮支撑结构开孔率取50%，滤网选24目（可拦截0.785mm以上颗粒），其有效开孔率为56%。因此本项目所选过滤器滤篮的有效过滤面积为S=0.56×0.5×0.56=0.157 m2，有效过滤面大于2.2计算结果0.0942 m2，因此在过滤面积上满足要求。

3. 起始压降计算

压降计算按照标准所提供的参考公式计算，其中涉及到的物理量有雷诺数、当量长度、流体密度、黏度等。

计算公式：

符号说明：

Δp——压力降（Pa）

λ——摩擦系数（无因次）

L——当量直管段长度（mm）

D——管道内径（mm）

Re——雷诺数

ω——流体线速度（m/s）

μ——流体粘度（cP）

ρ——流体密度（kg/m3）

本项目所给定的参数进行计算如下：

ω=（120644/780）/0.0314/3600=1.37 m/s

Re=780×200×1.37/0.45=474933

λ=64/ Re=64/474933=0.00014

当量长度L取55×103（当量长度根据标准取）

因此Δp=0.00014×（780/2）×（1.37）2×（55×103/200）=28 Pa

因此过滤器其起始压差为28 Pa。

由于正常操作过程中，过滤器的压降受很多因素影响，包括流体中固体颗粒的含量等，因此无法计算过滤器压降与运行时间关系。建议更换清洗滤篮时的压降取0.1～0.2MPa，过滤器滤篮强度设计满足工艺要求的0.4MPa。

1. 过滤器（英文filter）介绍

1.1 根据过滤器的使用位置以及用途，可以分为两类：粗过滤器（英文strainer）和精细过滤器

粗过滤器主要应用于泵、流量计、阀门前，以保护设备不受大的金属颗粒磨碎，其精度基本是几百微米以上。精细过滤主要是净化流体，保护工艺安全。其精度范围基本在1微米到30微米之间。

1.2 按照制造设计要求可以分：压力容器和非压力容器

按照压力容器设计和制造的过滤器壳体执行GB150或者ASME标准。非压力容器执行 SH/T3411或HGT 21637标准执行。

1.3 根据使用介质可分为：气体过滤器和液体过滤器

气体过滤器适用于气-固分离流域，可用于气体净化、分成回收等。液体过滤器适用于液-固分离领域，如润滑油过滤、石油化工行业过滤以及污水处理等。

2. 精细过滤器过滤面积：

粗过滤器国内有三部行业标准，因此，只要按照标准选型既可满足要求。精细过滤器的过滤面积计算基本上不用公式计算，选形时主要依据的是实验数

据，因此，过滤器的选择建议还是让生产厂家来选。

过滤三大曲线：

流量压差曲线（ΔP-Q），粒径与过滤比曲线（μ-β），时间与压将曲线（T-ΔP）

因此，计算过滤面积时要依据这三个曲线，其中最主要的的是流量压差曲线，这个曲线由有实力的过滤器制造厂进行试验测得。

目前最权威的测试方法是多次通过试验：ISO 4572 多次通过试验标准。此试验台价格昂贵，目前国内仅有2-3台。目前国内的小厂家过滤器公司滤芯检测是单次通过实验。

过滤面积计算步骤：

1. 确定过滤精度为25微米的过滤比，如200（过滤效率），确定何时滤材

2. 根据给定压降0.05MPa，对滤材进行流量压差测试。得出合适流量（L/min）

3. 根据所得流量，除以试验滤材的面积，计算流速（L/min.m2）。

4. 根据流速，和实际应用的流量，确定过滤面积，流量/流速=过滤面积

5. 根据所选用的过滤面积和滤材确定滤芯结构形式，折叠式或圆筒卷绕式