北京市利用煤制气和油制气作为可替代天然气能源分析

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1、北京市利用煤制气和油制气作为可替代天然气能源分析陈敏白丽萍福鹏(北京市煤气热力工程设计院有限公司，北京100032)摘要：本文通过不同比例的煤制气和天然气、油制气和天然气的掺混方案中，华白数、燃烧势的计算，论证了利用煤制气和油制气作为可替代天然气能源的可行性，并做出相应的技术经济分析。关键词：煤制气；油制气；互换性；华白数；燃烧势TheanalysisofUsingCoalGasandOilGasasSubstitutionofNaturalGasinBeijingChenMin，BaiLiping，FuPeng(BeijingGas＆He

2、atingEngineeringDesignInstituteCo．．Ltd．JAbstract：Inthisarticle．theauthoranalyzedthefeasibilitiesofusingcoalgasandoilgasassubstitutionofnaturalgasinB蜘hagthroughcalculatingWobbeindexandcombustionpotential，andmadethecorrespondingtechnicalandeconomicanalysis．KeyWords：CoalGas；O

3、ilGas；Exchangeability；WobbeIndex；CombustionPotential一、概述天然气安全稳定供应是保障我市经济和社会发展、构建和谐社会的必要环节之一。但2004年冬季北京及华北地区持续低温，天然气负荷急剧增加，造成天然气气源供应严重不足。为保证城市居民的基本燃气供应及管网运行的安全，北京市燃气集团公司采取了停限工业和公交车用气、部分用户降低室内采暖温度等非常规措施，此举对社会造成了一定的负面影响。为避免类似事情的发生，北京市正在加紧建立完善的天然气安全供应保障系统，而当务之急是解决目前天然气气源供应单一，缺

4、乏应急气源的问题。本文通过计算研究北京市焦化厂的煤制气和751厂的油制气这两种气源与天然气互换的技术性和经济性，对这两种气源作为可能替代天然气能源的可行性进行了分析。二、北京市煤制气和油制气气源现状1．北京焦化厂北京焦化厂原有6座大型焦炉，20台煤气发生炉，9台两段炉，日供气能力200万立方米。在陕京天然气进京后，焦炉煤气逐渐被天然气所置换，焦炉煤气生产能力不断下降，并准备于2005年全面停产。目前，焦化厂只有4座焦炉在运行，其余2座焦炉和20台煤气发生炉已拆除，9台两段炉己停产，每年可供应煤气3亿立方米，目供气能力约为80万立方米，冬季高

5、峰负荷为80万立方米／日，夏季为40万立方米／日。2．751厂751厂现有8台重油催化裂解炉及配套煤气净化系统、2座15万立方米煤气储罐、8台压缩机及3台中压煤粉锅炉，日生产能力为80万立方米，日。但随着北京市能源结构调整，2003年4月已经停止煤气生产，目前主要设备尚保留，部分附属设备已拆除。三、技术方案1．概述任何燃具都是按一定的燃气成分设计的，当燃气成分发生变化而导致其热值、密度和燃烧特性发生变化时，燃具燃烧器的热负荷、一次空气系数、燃烧稳定性、火焰结构。烟气中一氧化碳含量等燃烧工况就会改变。如果燃烧器可阻更换，或者其可调部分可以重新

6、调整，那么通过更换或者重新调整燃烧器，就可以使燃具适应新的燃气。但在燃气供应系统中这样做实际是有很大困难的。即使在一个气化率不高的中等城市，也有成千上万只燃具(这里主要指民用燃具)分散在千家万户。不论气源性质发生长时期的一次性变化或经常反复的变化，从技术上和经济上都不可能将全部燃烧器逐个更换或重新调整。因此，若考虑用焦化厂煤制气或751厂油制气作为可能替代天然气能源在用气高峰时段向北京市燃气用户供气，必须首先考虑互换性问题。2．燃气的互换性虽然燃烧器是按照一定的燃气成分设计的，但当燃气成分变化不大时，燃烧器燃烧工况虽有改变，但尚能满足燃具的

7、原有设计要求，那么这种变化是允许，只有当燃气成分变化过大，燃烧工况的改变使得燃具不能正常工作时，这种变化就不允许了。当以一种燃气置换另一种燃气时，首先应保证燃气具热负荷(kw)在互换前后不发生大的改变。以民用燃具为例，如果热负荷减少太多，烧煮食物时间就要加长，如果热负荷增加太多，就会使燃烧工况恶化。当燃烧器喷嘴前压力不变时，燃具热负荷Q与燃气热值H成正比，与燃气相对密度的平方根√j日成正比，而T称为华白数：√Sw：罢qS87式中w一一华白数，或称为热负荷指数；H--一燃气热值(kJ／Nm3)，按照各国习惯取用高热值或低热值s--一燃气相对密

8、度(设空气的s=1)。因此燃具热负荷与华白数成正比Q=KWK一一比例常数。华白数是代表燃气特征的一个参数。在两种燃气互换时，热负荷除了与华白数有关外，还与燃气粘度等次要因素有关，