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(yán)重的人工煤氣，轉(zhuǎn)向?yàn)橐夯�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(shù)。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(dá)該地區(qū)后，再置換天然氣，而輸配管網(wǎng)和戶內(nèi)設(shè)備無需更換，使一次投資到位。實(shí)踐證明：這種新的氣源的確具有工藝技術(shù)成熟、熱值穩(wěn)定、干凈無毒和成本低廉的特點(diǎn)。

　　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(guān)設(shè)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(jìn)行氣種轉(zhuǎn)換的成敗關(guān)鍵。在此，我把我公司實(shí)施此項(xiàng)技改工程投用近三年來的所做的有關(guān)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?xì)夤�司成立�?991年，當(dāng)時設(shè)計(jì)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(jī)械接口連接，配鍍鋅鋼管(環(huán)氧瀝青玻璃絲布特加強(qiáng)級防腐)進(jìn)戶，戶內(nèi)為鍍鋅鋼管明管鋪設(shè)，絲扣連接，白漆麻絲密封，該系統(tǒng)一直安全運(yùn)行到97年新氣源投入運(yùn)行前。我公司于96年初率團(tuán)考察�？谑械幕鞖饧几墓こ毯�，于該年年底投入資金3600萬元進(jìn)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(yùn)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(yīng)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(guān)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?xì)猓�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?xì)獬煞菰O(shè)計(jì)的。當(dāng)燃?xì)獬煞莅l(fā)生變化時，燃具的燃燒工況就會改變，但只要兩種燃?xì)獾娜A白數(shù)(W)相等，則就能在同一燃?xì)鈮毫�和同一燃具上獲得相同的熱負(fù)荷，即具有互換性。一般規(guī)定兩種燃?xì)饣�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?xì)馊A白數(shù)W標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(jì)算公式如下：

式中：W－華白指數(shù)　MJ/NM3

Hh-燃?xì)飧邿嶂怠�MJ/NM3

　　　 S-燃?xì)庀鄬γ芏?/p>

　　　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(biāo)準(zhǔn)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?xì)夤�司濕氣廠所確定的空混氣設(shè)計(jì)參數(shù)為：

1、根據(jù)該項(xiàng)目可行性研究報(bào)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(diǎn)：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(shè)計(jì)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(dǎo)調(diào)節(jié)摻混比例，效果理想。

二、關(guān)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?xì)饩哂袩o毒、干凈、穩(wěn)定等特點(diǎn)是顯而易見的，但是有人擔(dān)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?xì)獾捏w積含量遠(yuǎn)離該范圍就不會爆炸。《燃?xì)庠O(shè)計(jì)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(yàn)，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(jìn)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(yīng)考慮的問題和改進(jìn)措施：

(1)對已有人工煤氣輸配主管網(wǎng)的影響和改進(jìn)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(guān)權(quán)威

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