能源是国家经济发展和社会进步的基石,和全人类的命运息息相关。随着国务院大气污染防治行动计划的逐步推进,“十三五”出台了《天然气发展“十三五”规划》、《加快推进天然气利用的意见》、《北京市“十三五”时期燃气发展建设规划》等一系列推动城市燃气事业发展的规划和政策,天然气行业迎来了发展热潮。天然气从上游采气点运输到下游用户的过程中夹带着多种杂质,包含有凝析油、水、固体粉尘、硫化氨等液态物质。这些杂质会对输配过程中的管道及沿途所经过的仪表设备在安全运行方面造成十分严重的影响。过滤器滤芯的性能随使用情况动态变化,如果得不到及时的清理和更换,会严重地影响燃气的通过效率,造成局部阻力的飙升和通过流量的大幅下降,从而造成供气安全问题。本文主要是在对实际工程中天然气过滤器工况调研分析的基础上,建立天然气过滤器数值模型,通过CFD（Computational Fluid Dynamics,计算流体力学）数值模拟工具进行过滤器内部流场的分析研究。深入分析研究影响卧式燃气过滤器过滤效果的相关因素,探索各因素的影响规律,为类似过滤器的相关研究工作提供一种思路。主要研究思路为:对天然气场站典型的卧式燃气过滤器的工作过程进行了深入分析,并详细研究了数值模拟过程中涉及到的主要技术细节。结构参数的选取,物理模型的绘制,数学、物理模型的建立,在ICEM CFD中划分网格,考虑了网格的类型、网格的数量和质量。边界条件的设置,包括卧式燃气过滤器进出口、滤芯、壁面以及支撑面的边界条件,阐述了在数值模拟软件FLUENT中使用的模型以及采用的计算方法。为了保证划分的网格满足后续数值模拟的准确度,需要在划分网格后对网格数量进行无关性方面的验证。为了确保计算结果的真实可靠,运用FLUENT中的DPM（Discrete Phase Model,离散相模型）将模拟计算结果和前人通过实验得到的数据进行对比,二者误差控制在在3%之内,同时对数值模拟得到的过滤器内部气流与速度分布云图进行了的理论契合分析。将影响燃气过滤器过滤效果的因素分为四类,分别是燃气内含有的杂质粒子直径的不同、入口速度的不同、滤芯堵塞位置的不同、滤芯堵塞数量的不同。利用控制变量法,分别研究了粒子直径的不同（5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm）、入口速度（10m/s、14m/s、18m/s）、滤芯堵塞位置（上、中、下部）、滤芯堵塞数量对过滤效果的影响。并且从所得到的过滤器内部气流分布云图中全面考量了涡流的程度和流速大小的问题,并分析了相关影响原因。得出以下结论:1)入口速度的变化对过滤效果影响较大,在实际运行中,将入口速度控制在14 m/s左右,有助于实现更好的过滤效果。2)经过长时间使用,过滤器内部不同位置滤芯的堵塞情况不同。堵塞导致气流速度降低,过滤效率比较正常工况明显下降,定期清理或更换滤芯是保证燃气过滤效率的主要手段。3)不同位置滤芯的堵塞对气流通过状况有不同程度的影响,定期清理维护和更换过滤器滤芯对保持过滤效率很重要;条件有限的情况下,综合考虑实际工程的运行成本,在更换过滤器滤芯时,可以优先选择更换下部和中部滤芯,过滤效率也能达到96%以上。以上这些结论对燃气过滤器在实际工程运行过程中具有一些指导作用。可以在保证下游用气量和用气品质的要求下,使其入口速度尽量维持在14m/s左右,且尽量先更换中下部滤芯。这样可以在保证前提要求下充分的节约运行成本。