中国石油大学（北京）推荐2013年度国家科学技术奖申报项目
基本情况表
项目名称：高压天然气输送用高效节能过滤分离装备关键技术及应用
项目完成时间：2010年1月15日
整体应用时间：2005年1月
申报奖种：技术发明奖
候选人：姬忠礼、孙国刚、吴小林、谭东杰、马长欢、熊至宜
候选单位：①中国石油大学（北京）
②中石油管道分公司管道科技研究中心
③新乡市胜达过滤净化技术有限公司
一、项目简介：
本项目属于石油天然气管道建设、储存与运输工程技术领域。

我国天然气行业近十几年来发展迅速，截至2011年10月，已累计建成投入运营的天然气管道超过3.3万公里。

随着中亚、中俄、中缅和海上LNG等四大能源通道的发展，“十二五”期间，我国将新建天然气管道4.4万公里。

在高压（4.0－12.0MPa）天然气处理和长距离管道输送过程中，其中的固体粉尘和液滴等杂质会造成大型压缩机组损坏、计量仪器失效以及站场停输等重大事故，严重影响管道的供气安全和长周期运行，国外也常出现类似事故。

因此，如何保证过滤分离装备的高效节能和安全可靠运行成为迫切需要解决的重大难题。

此前过滤分离装备主要存在高压下过滤分离设备性能无法评价、高精度过滤滤芯完全依靠进口、过滤分离系统能耗高、以及缺乏成套技术等技术难题。

该项完全自主知识产权技术的研发成功，极大促进我国在该领域的技术进步，同时也为煤层气的输送储备了关键技术。

经过10年攻关，突破了多项重大关键技术。

主要技术发明点包括：
1. 高压天然气管道内粉尘检测技术
发明了具有多点测压和三层环腔结构的颗粒取样器和高压气溶胶导管，成功解决了高压管道准确取样和在线测定等技术关键，首创了高压天然气管道内粉尘在线检测技术，承压能力由1.6MPa提高到12.0MPa，彻底解决高压天然气过滤分离设备性能测定与评价这一国内外难题，建立了石油天然气行业标准。

2. 高效节能多管旋风分离器先进设计技术
首次将旋进涡核理论和不可逆过程热力学熵产理论用于旋风管性能和能耗分析，准确确定影响能耗的关键部位，发明了高效节能旋风管和新型多管旋风分离器的内部排布结构，能耗降低30%以上，净化后气体含液浓度降低80%以上。

3. 高精度滤芯研制及过滤分离器成套技术
发明了控制滤芯精度的关键技术，研制出了0.3μm等级聚结滤芯、0.3和1μm等级可循环再生过滤滤芯，实现了天然气输送用高精度滤芯的国产化；优化了过滤分离器内多根滤芯的排布结构和沉降分离构件，形成了过滤分离器成套技术，建立了石油天然气行业标准。

4. 多级过滤分离设备三类10参数性能匹配和优化运行工艺
在揭示压力、温度、处理量、含尘含液浓度等关键参数对过滤分离设备性能影响规律的基础上，发明了多级过滤分离设备三类10参数性能匹配和优化运行工艺，使系统能耗降低30%以上，编制了相应的性能计算和优化运行软件。

该技术已在陕京线、西气东输、川气东送和中亚等20多条天然气管道，以及普光天然气净化厂和煤层气集输工程中得到了大面积推广应用。

天然气管道内粉尘检测技术成功应用于西气东输二线等5条主要管道；研制的新一代高效多管旋风分离器应用657台，市场占有率72%；研制的过滤分离器应用740台，市场占有率56%；直接经济效益10.37亿元。

技术核心发明点均取得授权知识产权，已获发明专利9项，计算机软件著作权2项，实用新型专利4项，建立石油天然气行业标准2项，发表论文50余篇。

由李鹤林院士、傅诚德教授和高金吉院士为正副主任的鉴定委员会一致认为“该成果总体技术达到国际先进水平，其中高压气溶胶导管在线检测方法和高效节能旋风分离技术达到了国际领先水平”。

二、主要知识产权：
代表性论文统计表。