天然气与管道液化气的转换技术

陈裕海

【摘要】在城市的燃气供应中不仅要确保安全可靠，而且还要保持清洁无污染。而只有天然气就可以同时满足这些要求，所以说在城市的燃气供给中天然气将成为主气源。为了实现城市天然气的供应，需要对以液化气气化管道或者是液化气掺混空气管道供应方式的城市逐步转变为天然气供应。本文探讨管道液化气转换成天然气的技术。

【关键词】天然气；液化气；管道；转换技术

引言

在城市中，燃气供给是一项关乎民生的重要工程。在倡导绿色环保的发展进程中，需要大力推进城市天然气的供给。为了实现城市统一天然气供给，需要改进城市燃气的供给方式。但是，为了实现城市燃气供给方式的彻底改造这个目标需要考虑多方面的因素，其中最主要的还是要正确处理好天然气和管道液化气之间的转换技术。

1.天然气和管道液化气的概述

1.1天然气

天然气的成分主要是甲烷和乙烷，其特点主要有：第一，具有较高的热值，达到每标方33.35～～41.85兆焦。第二，开发的成本比较低。第三，产量高、输气的压力比较高。第四，毒性比较小。因此，天然气可以进行远距离输送。

1.2液化气

液化气的成分主要有丁烷、丙烯和丁烯等三种。其特点主要有：第一，热值比较高，达到每标方87.9～108.9兆焦。第二，在常压下液化气是一种气体，但是一旦增加到0.79～0.97兆帕时，液化气就会变成液体的状态。第三，使用方便。

但是必须要重视的是虽然这两种气体都没有一氧化碳的成分，但是，当它们燃烧不充分的时候就会形成一氧化碳。

2.概述燃气互换性的内容

对城市燃气进行互换主要是出于两方面的考虑：一是使原有燃烧设备的热负荷值保持不变，二是确保燃烧设备燃烧稳定。也可以说是不同的燃气在置换时对燃具设备所产生的适应性。具体的内容是指，在不做任何调整的情况下，城市现有的燃气设备如果可以适用于天然气的话，就说明了这两种燃气具备了互换的性质。例如，燃气设备的设计准则如果是以A燃气燃烧充分以及安全燃烧为基础的，但现在需要将A燃气置换成B燃气，那么在不需要作出任何类型的调整下，燃气设备不仅可以使B燃气得到充分安全地燃烧，而且还可以使燃气设备的有偿使用寿命得到保证，这就说明了可以将A燃气置换成B燃气来。在这个互换性的过程中，A燃气就是基准气，B燃气就是置换气。

3.概述液化气集中管道的供应方式

3.1用途与规模

在区域性比较小的地方或者是城镇小区一般适用液化气气化集中管道的供应方式。因为气化站的供气服务受到其半径的影響，正常情况是2公里，大约可以服务l万的用户。而液化气掺混空气集中管道的供应方式一般适用于中小规模的燃气气源。

3.2混合气中的液化气和空气之间的比例

混合气具有多种的使用性质，因此需要根据其具体的用途来确定液化气和空气之间的混合比例。但无论哪种比例都必须要满足《城镇燃气设计规范》中的相关规定。

3.3输配方式和压力级制之间的关系

第一，输配方式。液化气集中气化管道供应在选择输配方式时需要根据其的供气方式、供气气质、供气规模和供气区域来进行。一般情况下都是以二级、三级系统为主。而液化气掺混空气集中管道的供应方式则以二级系统为主。第二，压力级制。燃气的输送压力主要有三个等级：高级、中级和低级。

4.液化气储存的方式和天然气的输配系统

第一，地下储存。液化气主要集中在多孔结构的地下构造层里，除此之外，还可以储存在废弃矿井、含盐岩层岩缝、人工开凿坑道等。而天然气的储存方法则只有加压和降温两种。第二，进行低温储存。需要将天然气实行冷冻使之成为液态，才能进行储存，而且在储存时还需要建立LNG气化装置来确保储气调峰。第三，采用储气柜和球罐进行储存。第四，采用大量的埋地高压管束和高压输气干管等。第五，确保有足够的代用天然气。这主要是用来作调峰或事故应急之用的。

4.天然气与管道液化气的转换

综上所述，天然气与管道液化气的转换是一个系统工程，需综合考虑输配、储存、用气等各个方面，选择具有超前性、可操作性、先进性的优化方案。转换中应研究下列几点。

4.1燃气可否互换

在选择方案中，应首先研究与分析，己使用的燃气与天然气可否互换。通常，判断燃气的互换性，采用燃烧特性中华白数（热负荷指数）W表示。两种燃气互换时，W的变化应不大于±5-10%。当两者燃烧特性相差较大时，并应考虑火焰特性，如离焰、回火、黄焰和不完全燃烧等，计算燃气的燃烧势Cp。以确定不同W和Cp的燃气，在燃具上的互换范围和可否互换，各类燃气的燃烧特性指数（W和Cp）均有一定控制的波动范围。

对于使用液化气气化管道集中供应方式的，因液化气与天然气的W、CF值相差很大，两者不能互换，原有的气源必须废除，燃具需更换。而使用液化气掺混空气管道集中供应方式的，如供气技术参数与天然气特性相近或作适当调整配比，W、Cp在规定购控制波动范围内的，两种燃气可以接轨，燃具可以适应。

4.2输配系统的改造

在编制、实施天然气供气规划时，必须分析原有的输配系统，是否适用或需改造。对液化气气化站、中、小型混气站，不宜保留，原有输配管网可作为天然气庭院、街坊管道，对口径偏小的需作改造。对大型混气站，包括联网的输配管网，应充分利用，旧管道（特别是铸铁机械、承插式接口管道）可采用内穿PE管、U型PE管与钢管清通等改造工艺，以提高输气管网的运行压力，减少投资。

原有调压、阀门与输配附届设施，应根据天然气的设计与运行要求，进行更换与改造。

原有用气管道或者丝扣镀锌钢管，应检查丝扣的密封材料。对于不适用天然气干气的，需采取防止泄露的技术措施。

天然气的用户置换与原有输配系统的改造，需要切、调、同步、有机的结合，对于有多个气化或混气站的城市，并非简单的小区联网，即可实施天然气化。因此，实施天然气转换前，应将供气范围划成若干个改造区域，分块、分步的转换，确保供气的安全与不间断，并制订相应的应急措施。

4.3储存与调峰

采用液化气管道集令供气方式，其燃气储存与调峰，主要是调节LPG气化器开启台数与输气压力，不设储存设施。当转换为天然气时，除需上游配套的天然气季节调峰设施外，月、周、日、时的调峰，需由燃气销售系统考虑。根据供气规模，一般可采用高压管道、管束、球罐储气或保留混气站生产代用天然气，选择各个方案需要进行综合经济分析与比较，并符合设计与运行要求。

4.4制订合理的天然气销售价格

各地液化气气化或混气的成本和销售价格相差较大，在实施天然气转换中，应根据能源互补性、可替代性与品位的差异，制订各类能源之间的价格导向与合理比价。并利用经济杠杆，考虑企业效益、用户的承受能力和投资利润、利税率等，确定天然气的销售价格。如原有燃气销售价格较低、调整幅度较大，难以一次到位对，至少应达到微利保本。

5.结束语

由此可见，天然气和管道液化气之间的转换不是一个单一的工程，而是系统工的程。因此，在置换时必须要对输配、储存以及用气等方面进行综合的考虑，经过分析对比最后才能确定所采用的方案不仅具有超前性，而且还具有可操作性以及先进性，进而实现了在各大城市中都使用天然气这种安全清洁的气源。

参考文献：

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