人工煤氣輸配管網(wǎng)向液化石油氣混空氣過渡過程中值得探討的問題

近幾年來，在我國沿海城市都陸續(xù)相繼拋棄了原行成本高昂、環(huán)境污染嚴重的人工煤氣，轉(zhuǎn)向為液化石油氣混空氣的稱之為人工制造天然氣(Manufactured Mixed Gas)的新氣源的技術。這就解決了這些區(qū)域內(nèi)現(xiàn)在急需用天然氣(Natural Gas)與暫時還不能接通天然氣的矛盾，使之將來天然氣到達該地區(qū)后，再置換天然氣，而輸配管網(wǎng)和戶內(nèi)設備無需更換，使一次投資到位。實踐證明：這種新的氣源的確具有工藝技術成熟、熱值穩(wěn)定、干凈無毒和成本低廉的特點。

　　但是對于要求氣種轉(zhuǎn)換的煤氣公司來講：首先將會碰到的是原來的人工煤氣輸配管網(wǎng)和各種有關設施裝置對這種新氣源的過渡適配性如何?以及輸配管網(wǎng)的安全可靠性怎樣?這就成為了能否進行氣種轉(zhuǎn)換的成敗關鍵。在此，我把我公司實施此項技改工程投用近三年來的所做的有關工作和探索，介紹給出席本屆年會的同行，供大家探討和參考。

　　舟山市燃氣公司成立于1991年，當時設計規(guī)模日產(chǎn)5萬M3人工煤氣，煤氣熱值13.4MJ/NM3，輸配管網(wǎng)二級壓力制(中壓：P＝0．15MPa 低壓：P＝1650Pa)，建有270KM的輸配管網(wǎng)。主管材為灰口鑄鐵管，N1型柔性機械接口連接，配鍍鋅鋼管(環(huán)氧瀝青玻璃絲布特加強級防腐)進戶，戶內(nèi)為鍍鋅鋼管明管鋪設，絲扣連接，白漆麻絲密封，該系統(tǒng)一直安全運行到97年新氣源投入運行前。我公司于96年初率團考察�？谑械幕鞖饧几墓こ毯�，于該年年底投入資金3600萬元進行了氣源改造工程，并于97年11月8日正式投入新氣源的配氣和輸送，已安全運行至今。

　　從該技改工程可行性醞釀之初起，直至四年后的現(xiàn)在，為使原輸配管網(wǎng)系統(tǒng)能安全可靠地適應新氣源，我公司在不斷的探索中做了許多工作，現(xiàn)介紹如下：

一、關于新氣種與將來天然氣互換性的問題：

　　用不同的制(混)氣方法所獲得的燃氣，其成份、熱值、密度和燃燒特性都不相同，而任何一種燃具都是按一定的燃氣成份設計的。當燃氣成份發(fā)生變化時，燃具的燃燒工況就會改變，但只要兩種燃氣的華白數(shù)(W)相等，則就能在同一燃氣壓力和同一燃具上獲得相同的熱負荷，即具有互換性。一般規(guī)定兩種燃氣互換的首要條件是華白數(shù)的變化范圍不大于土5％--一±10％，根據(jù)我國天然氣的分類歸為五類；分別是4T、6T、10T、12T、13T天然氣，我們對照了東海油氣田的天然氣是屬于10T類別的天然氣(其極限的燃氣華白數(shù)W標準狀態(tài)下低限為41．2MJ/NM3，高限為47．3MJ/NM3)，因此，我們的混氣廠就以10T天然氣為依據(jù)來確定液化石油氣混空氣的相應混合比例，從而使混合氣的華白數(shù)W接近10T天然氣的特性�？栈鞖馊A白數(shù)的計算公式如下：

式中：W－華白指數(shù)　MJ/NM3

Hh-燃氣高熱值　MJ/NM3

　　　 S-燃氣相對密度

　　　其中：Sc3 Sc4 Sair-丙烷、正丁烷、空氣相對密度分別為1.554,2.09,1

Hhc3、Hhc4-丙烷、正丁烷的高熱值，分別為標準狀態(tài)下

101.203MJ/NM3,133.798MJ/NM3

Xc3,Xc4-液化石油氣c3,c4的混合比例（V%)

X-空混氣中液化石油氣含量（V%)

我燃氣公司濕氣廠所確定的空混氣設計參數(shù)為：

1、根據(jù)該項目可行性研究報告，空混氣按10T天然氣確定液化石油氣與空氣的混合比例為40：60。

2、混合氣組份(體積V％)

3、低熱值：45．2MJ/NM3(10800Kcal/NM3)

高熱值：46．36MJ/NM3(11190．98Kcal/NM3)

4、密度：ρ＝1．728KG／NM3

相對密度：S＝1．336

5、華白指數(shù)：W=40．5MJ/NM3

6、燃燒勢：CP＝38．6

7、空混氣露點：P＝0．11Mpa(表壓)下：-17℃

　　至于混氣廠具體操作調(diào)整華白指數(shù)值，則可用色譜法，華白指數(shù)或熱值法和氧分析法等設計思路，我們是采用氧分析法，通過24小時連續(xù)分析空混氣中的O2含量，并在熱值儀的監(jiān)控下指導調(diào)節(jié)摻混比例，效果理想。

二、關于液化石油氣混空氣的安全性問題：

　　液化石油氣混空氣作為燃氣具有無毒、干凈、穩(wěn)定等特點是顯而易見的，但是有人擔心其中含有許多空氣是否安全?我們知道液化石油氣各種組份在空氣中的爆炸范圍為1.5％一9．8％，若燃氣的體積含量遠離該范圍就不會爆炸。《燃氣設計規(guī)定》將安全界限定為爆炸上限的1．5倍，而我們按液化石油氣40％比例配氣，是爆炸上限的4倍，同時它的爆炸范圍又比人工煤氣窄，因此是足夠安全的。我們經(jīng)過多次模擬測爆試驗，充分證明了這一結(jié)論。幾年來我們已多次在輸配管道上進行帶氣(管內(nèi)須保持500Pa

一800Pa壓力)動火焊接和帶氣接頭，也證明是安全的。

三、兩種氣源轉(zhuǎn)換前后應考慮的問題和改進措施：

(1)對已有人工煤氣輸配主管網(wǎng)的影響和改進措施：

　　由于空混氣含有40％左右的液化石油氣(簡稱LPG)，而液化石油氣是不含水，干燥的油性溶劑類物質(zhì)，因此，必須對已有輸配管網(wǎng)(包括鋼制管道、鑄鐵管道)的所有參與連接的密封材料需邀請有關權威

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