昆明市人工煤气置换问题的探讨

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1、昆明市人工煤气置换问题的探讨昆明华润燃气有限公司段行琼摘要：针对云南各城市面临天然气置换人工煤气的实际情况，分析比较传统的分区域置换与二次分步置换新技术的优劣，结合国内外燃气置换技术现状，建议昆明市采用二次分步置换技术进行城市燃气的置换工程，并通过理论计算初步论证了其可行性。关键词：天然气；人工煤气；燃气置换；燃气互换性.1八—刖目随着大型石油天然气工程“緬气入滇”建设的推进，云南各城市燃气由人工煤气向天然气的转换是各城市燃气公司面临的重要工作。[1],[2】按照燃气分类，人工煤气与天然气分别属于第一族和第二族，其热值、火焰传播速度、供气压力、组成等

2、均存在较大差异，二者不具有互换性。因此，在进行城市燃气气源转换时，传统的燃气置换方式通常须同时完成输配管网、燃烧设备、计量仪器的改造。1国内外燃气置换技术发展现状20世纪50年代，一些发达国家致力于歼发天然气资源，并逐步实施人工煤气或液化石油气向天然气的转换工程。上世纪80年代末90年代初，国内的北京、天津、沈阳等城市开始进行小规模的天然气置换，并不断加以推广。1.1传统置换方法[3]国内外关于人工煤气置换的常规方法是分区域置换，将城市燃气管网划分成若干个区间，通过添加阀门、管线等使各区间隔离，并在适当位置上通过放散方式将管道内的人工燃气置换成天然气

3、，同时完成燃气具的更换或改造，最后将各区域依次并入天然应管网。区域置换技术目前较为成熟，但需对燃只及现有管网进行改造，恢复用户供气的周期较长；另外，需放散大量燃气，污染环境，存在一定的安全隐患。1.2二次分步置换技术针对常规置换方式的诸多不足，为实现天然气与人工煤气的快速、经济、安全置换，学者们提出了城市燃气二次分步置换法。主要是通过采用可同吋满足天然气燃具和人工煤气燃具稳定燃烧的中间气体取代人工燃气作为管网的过渡气源来完成置换。期间，可在不对现有管网进行任何改造、不进行片区分割的前提下，以最快速度对整个管网的燃具进行更换或改造，待所冇燃气器具全部改

4、为天然气燃具后，再将过渡气源切换成天然气，使燃具的工作点回复到最佳状态，从而实现天然气与人工燃气的平稳过渡。2燃气二次分步置换技术研究现状2.1燃气互换性的研究现状燃气组分的变化直接影响到燃具的工作稳定性，为避免燃气在应用中出现离焰、冋火、黄焰、结碳等不稳定问题，针对当时的燃具和测试方法、判定标准逐步确立起了相应的燃气互［4】换性判定方法，使用较为广泛的有美国的AGA法、Waver指数法和英国的Dutton法等。由于燃气在民用燃具上的燃烧涉及流体力学、化学反应动力学等，且影响其稳定性的因素较多，现阶段的互换性研究还缺乏较为完整、清晰的理论基础，在实［

5、4］际工程应用中通常是做近似处理。2.2二次分步置换技术的应用现状［5］锦州市自1999年开始采用低压混空工艺，历吋六年完成了城市燃气的置换工程，是国内最早将二次分步置换技术应用于城市燃气置换工程的。低压混空工艺即利用空气稀释天然气，使混合气体的热值与人工煤气相接近，保持燃器具热负荷基本不变，从而保证燃器具的正常使用，实现快速置换人工煤气。［3】广州在2006年采用二次分步置换技术，采用天然气与油制气的过渡气源实现了城市燃气的平稳过渡。并将AGA互换性判定标准应用于过渡气与油制气、天然气的互换性确定，顺利实现城市燃气快速经济的置换。2.3二次分步置换

6、技术的过渡气源过渡气源通常是由人工煤气、矿井气或液化石汕气等与天［1］然气以不同比例混合而成，其配比原理如图所示。过渡气源配比的原理图人工煤气燃具与天然气燃具同时稳定燃烧范围图中的Bi表示混合气体中天然气的比例。B=0~B2时，人工燃气燃具可稳定燃烧，B=B1〜100%时，天然气燃具可稳定燃烧，B=0为人工燃气燃具基准气，B1〜B2为过渡气源中的天然气比例范围，此区间的混合气体作为过渡气源可同吋满足人工燃气燃具和天然气燃具的稳定燃烧。实际应用中，可将试验得出的B1〜B2适当缩小，作为气源厂的生产控制指标，以确保过渡气源稳妥可靠［6］。试验证明，两种气

7、源很难配制华白数与燃烧势同时为指定值的［6】过渡气源，三种及以上的气源则可大大拓宽过渡气源的适用范围。2.4二次分步置换技术的燃气参数B前，互换性研究及气质指标管理［1】主要是应用华白数和燃烧势。通常情况下，天然气华白数WZ大于人工煤气的华白数WX;C而天然气的燃烧热C小于人工燃气的燃烧热px。二者与过渡pz气源的燃烧特性指数满足关系式（1）［2］。昆明预计于2013年底接收缅甸天然气。两种燃气的组分及燃烧特性参数如表1所示。由表1可知，天然气与人工煤气的华白数和燃烧势差异较大，按二次分步置换技术的思路，须配制一种燃烧特性介于二者的中间气体作为过渡气

8、源，计算结果如表2所示。在选取过渡气源吋，以表1中的人工煤气为基准气，以汁算出的华白数和燃烧势为基数，根据燃