天然气及管道液化石油气转换技术探讨

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1、天然气与管道液化石油气转换技术探讨1前言1．1厦门市供气现状　　管道液化石油气包含气态液化石油气集中管道供应与液化石油气掺混空气(以下简称空混气)的管道供应两种方式。空混气管道供应方式，主要用于城市中、小规模燃气气源，人工煤气的代用、调峰机动气源，天然气的调峰或事故应急气源，以及液化气石油气质不宜直接气化的寒冷地区的燃气气源；气态液化气集中管道供应方式，主要用于区域性与城镇的小区供气。　　厦门市燃气供应区域可分割为三个独立的区域组团，即为：厦门本岛核心区、岛外拓展区和大同镇延伸区。其气源分别是：厦门本岛核心区有两座气源厂，即：蔡塘空混气气源厂和石湖山空混气气源厂。蔡塘空混气气源厂于19

2、97年10月建成投产；石湖山空混气气源厂是在原煤制气厂增热车间的基础上改建而成，于2000年3月底完成了从煤制气向空混气的转换。　　岛外拓展区区域包括：集美、海沧、杏林、马銮组团，拓展区各组团既可独立成区，又可相互连接成片。该区域气源来自集美液化气气化站及海沧液化气气化站。目前，大同镇延伸区还没有气源厂或气化站。以上三个区域组团有为数不等的液化气瓶组站，进行独立的小区管道液化气供应，新城区拓展与老市区改造，将逐步使之纳入市政燃气管网。老市区和边远地区，仍然有液化气单瓶供应。　　随着中国海洋石油总公司在福建湄洲弯LNG接收站的兴建，厦门市管道液化气向天然气过渡已进入倒计时。预计于2007

3、年，厦门市部分居民将用上优质洁净的天然气。此后，天然气气源将逐步成为厦门市市政管道燃气的主气源。1．2问题提出　　由于厦门市现有管道燃气供应系统比较复杂，而且天然气与气态液化气、空混气的气体成分和理化特性存在较大的差异(详见表1)，因而产生如下问题：如何才能既经济合理地利用现有资源，又安全迅速地实现管道液化气向天然气转化呢?表1 空混气天然气液化气(气态)LPG：Air55%、45%LPG：Air50%、50%LPG：Air45%、55%CH4    91.46C2H6    4.74C3H6    2.59C3H839.7521.8619.8817.89 n-C4H1038.6221

4、.2419.3117.380.54i-C4H1019.7810.889.898.900.57C4H81.851.020.920.83 CO2     O2 9.4110.4611.50 N2 35.5939.5943.50 比重(空气=1)1.811.441.401.360.62热值(MJ/m3)高120.4066.2260.2054.1843.53低111.3061.2155.6550.0839.412天然气与管道液化气转换技术2．1燃气的互换　　各气源的气源类型、用具类型都有所区别。所有燃具都是按一定的燃气成分设计的，当燃气的成分发生变化时，燃具的燃烧工况就会发生变化。当按一定燃气

5、成分设计的燃具，在燃气成分产生变化时，燃烧工况虽有改变，但尚能达到燃具原有设计要求，则表示两种燃气具有互换性。通常，判断燃气的互换性，采用燃烧特性中的华白指数(热负荷指数)W表示。两种燃气互换时，华白指数W的变化应不大于±5～10％。当两者燃烧特性相差较大时还应考虑火焰特性，如离焰、回火、黄焰和不完全燃烧等，通过计算燃气的燃烧势(燃烧速度指数)Cp，以确定是否在互换范围内。经计算，并参见《城市燃气分类》(GB／T13611-92)得表2：表2 液化气(气态)液化气掺混空气混合气天然气LPG：Air55%、45%LPG：Air50%、50%LPG：Air45%、55%华白指数W(MJ/m

6、3)89.4955.1850.8846.4655.28燃烧势Cp43.640.6440.3339.1141.25　　由表2可见，厦门市的空混气中LPG：Air=55％：45％，天然气与空混气不仅燃烧势相近，而且两者华白指数变化小于±5％，故两者具有互换性。天然气与液化气(气态)不仅燃烧势相差较大，而且两者华白指数变化远远大于±10％，故两者不具有互换性。因而，厦门本岛核心区原空混气用户，燃具具有互换性；岛外拓展区原管道液化气气化站的用户，燃具不具有互换性。对于不具有互换性的燃具，应逐户核对燃具品牌、型号，制定更换方案。2．2输配系统　　(1)压力级制与管材适应性　　在编制实施天然气供气

7、规划时，必须分析原有的输配系统，是否适用或需改造。　　①由于岛外拓展区的集美和海沧，转换前采用输配系统中压B一级供气系统，即气源直接通过中压管网输送，中压管网起点压力为0．07MPa，中压管网末端压力≥0．038Pa。具体为：　　现有液化石油气系统压力级制：　　中压管网起点压力：0．06MPa　　中压管网末端压力：≥0．038MPa　　调压箱进口压力：≥0．03MPa　　调压箱出口压力：≥3500Pa　　用户灶前压力：≥2600Pa　　转换后的