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中国燃气运营与安全研讨会 2013·8 会议论文集 天然气置换人工煤气的探讨 段行琼 (昆明华润燃气有限公司) 摘要：针对云南各城市面临着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前言 随着大型石油天然气工程“缅气入滇”的建设，云南各城市的气源结构将发生根本性的变化，最终必 然形成以天然气为主导、液化石油气为补充的气源格局。而目前昆明市所使用的城市燃气为水煤气，相 比于天然气而言，其热值低、毒性大。因此，城市燃气由人工煤气向天然气的转换是昆明市广大燃气用 户的现实需求，也是在昆各燃气公司近年内发展规划的努力方向。 按照燃气分类‘M]，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、组成等均存在较大差异。天然气中的主要成分是甲烷(体积百分比为90％左右)，基本不含杂质， 无色、无臭、无毒、无腐蚀性，燃烧速度较慢，输送压力较高(城市中压管道设计压力为0．4MPa)； 人工煤气是多种气体的混合物，主要成分是氢气(体积百分比为45％左右)，燃烧速度较快，含有水分、 焦油尘、氨、萘、硫化氢等杂质，具腐蚀性，燃烧速度较快，输送压力较低(城市中压管道设计压力为 0．1MPa)，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。 2 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开发天然气资源，并开始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。 2．1传统置换方法 ‘10‘l《煤气与热力》杂志社编辑出版 lⅥnw．watergasheat．corn 中国燃气运营与安全研讨会 201 3·8 会议论文集 国内外关于人工煤气与天然气置换的常规方法是分区域置换【3】，具体操作是首先将城市燃气管网划 分成若干个置换区间，通过添加大量的阀门、管线等使各区间相互隔离，并在管线的适当位置上设置放 散点和压力检测点。实施燃气置换时，先将拟置换区域与未置换区域(人工燃气供应区域)分离，然后 通过放散方式将管道内的人工燃气置换成天然气，并对燃气具进行更换或改造，最后将此区域并入天然 气供应网，再开始下一区域的置换工作。置换区域内的用户规模与置换力量投入、组织及技术管理水平 000～20 有关，一般控制在5 000户。 分区域置换技术目前较为成熟，可实现人工煤气与天然气的安全置换，但也存在以下几个方面的弊 端。 ①经济方面。需对燃具及现有管网进行改造，增添大量阀门、管线；存在大量的煤气放散，产生 资源浪费。 ②社会方面。管网改造施工会阻碍交通，影响市容和市民生活；将多次进入用户家中改造燃具和 热水器，恢复用户供气的周期较长。 ③环境方面。需放散大量燃气，不仅会污染环境且存在一定的安全隐患。 ④其他。现场组织、管理难度大；且整体工程的重复性工作量较大，可能造成人力浪费；最终恢 复管网正常运行所需的时间较长。 2．2二次分步置换技术 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、安全地置换，学者们提出 了城市燃气二次分步置换法。具体操作是首先采用可同时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。在此期间，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