天然氣轉換過程中幾點問題的探討

董麗娟

摘要：簡要介紹了由人工煤氣向天然氣轉換的過程，并在考察已有經驗的基礎上，分析了天然氣轉換過程中出現(xiàn)的一些常見問題，并簡要介紹了轉換工作環(huán)節(jié)。

關鍵詞：天然氣轉換人工煤氣熱值調壓計量管網

0引言

慶深氣田的開發(fā)使得“慶齊”(自大慶至齊齊哈爾市昂昂溪區(qū))管道建設工程(大慶方建設)成功實施并順利竣工，天然氣轉換工作勢在必行。現(xiàn)結合我公司天然氣轉換中遇到的實際問題，作一淺探。

1天然氣轉換過程

所謂天然氣轉換過程，就是用天然氣不斷置換原先所使用的燃氣(煤制氣、油制氣、液化石油氣等)，以達到以天然氣為主氣源供氣的整個置換過程，包括氣體轉換過程和熱值轉換過程。用天然氣取代其它氣源是一種必然趨勢，世界上許多國家的城市燃氣發(fā)展都經歷過煤制氣一油制氣一液化石油氣一天然氣轉換一天然氣。富拉爾基區(qū)城市輸配氣原為人工煤氣(焦爐煤氣)，由于人工煤氣與天然氣在輸配壓力、燃器具額定壓力、華白數、熱值和燃燒特性等方面存在很大差異，不具有互換性，因而新舊燃氣系統(tǒng)不能相互混合，原有輸配設施和燃器具需作調整。調整工作需有計劃地進行，因此人工煤氣向天然氣的轉換是一項工作量繁重而復雜的系統(tǒng)工程，為能夠較快、安全、不影響供氣的情況下完成天然氣的轉換，需要建立一套完善的措施。目前，富區(qū)東北重型機械廠成功進行了焦爐煤氣向天然氣的轉換，自2008年9月末首先開始了天然氣的使用，標志若齊市昂昂溪門站至富拉爾基區(qū)煤氣公司支線管道建設工程(齊百江／港華建設)已竣工，昂昂溪至齊齊哈爾市區(qū)天然氣儲配站支線管道工程(齊百江／港華建設)正在進行中。隨著天然氣工程的全面實施，必然對富區(qū)原有燃氣供應系統(tǒng)，包括氣源、管網及用戶相關設施更新改造提出了全方位的技術要求。

2原有設施的更新改造

考察已有的天然氣轉換成功案例，發(fā)現(xiàn)有如下常見問題：

2.1原有雷諾式調壓站出現(xiàn)的問題。雷諾式調壓器轉換天然氣后，被天然氣干灰堵塞而導致失靈。但因我市雷諾式調壓器前均設有過濾器，不會出現(xiàn)這種情況?？蓪υ字Z式調壓器進行改造，或者將雷諾式調壓器更換成雙薄膜式調壓器。

2.2鋼法蘭泄露問題。據載，青島市800多公里的地下管網由人工煤氣轉換成了天然氣。2004年冬季，燃氣公司管網運行管理部門竟然在短短的不到三個月的時間內，陸續(xù)接到燃氣泄漏報警搶修近300起，通過處理分析發(fā)現(xiàn)絕大多數問題與鋼制法蘭外封堵的橡膠墊片有關。究其原因，可能是由于天然氣中的油分使接口密封圈橡膠材料老化造成的。由于本次我市引入的天然氣并不富含油分，可采取加強措施后轉換運行。

2.3報警器具的失效問題。焦爐煤氣與天然氣對空氣的比重不同(分別為0.38和0.55)，焦爐煤氣與天然氣爆炸極限也不同，分別為6％－30％和5％－15％，燃點分別為300－500℃和550℃，這對報警器具設計及安裝位置、方式的要求相應也不會相同，必須對原有報警器進行更換或調試改造，以防虛設。

2.4燃氣燃燒器具的改造。民用燃氣具包括灶具、熱水器、壁掛爐等。主要組成部分為燃燒器，目前基本上采用大氣式燃燒器，包括引射器、噴嘴、燃燒室及火蓋(對熱水器來說為火排)。燃具的燃燒器是按一定熱負荷、一定成分和壓力的燃氣(即基準氣)來設計和調整的，燃氣的成分決定了其燃燒的特性，也決定了燃燒器的各種設計參數，故燃氣成分和壓力變化時其燃燒工況也將改變。由于天然氣與人工煤氣的性質不同，其低熱值約為37.8－46.8MJ／m³，人工煤氣低熱值約為18.25MJ／m³。對燃具所帶來的影響應作出正確的評價，并提出相應的改制措施，以適應燃燒的需要。研究表明，燃氣灶具的噴嘴進行改造后，可以滿足燃用天然氣的要求。灶具需改造燃燒器噴嘴，調節(jié)風門；熱水器需改造噴嘴和燃氣閥芯，調整風門和二次壓力。對于超過使用期限(8年)、燃燒工況嚴重惡化、外觀嚴重變形或國家禁止使用(如直排式熱水器、煙道式熱水器、無熄火保護裝置灶具)的燃具不予改造。

2.5計量設備存在的誤差。人工煤氣轉換為天然氣后，天然氣的熱值約為人工煤氣的2倍，因此轉換為天然氣后，流量表會比轉換前走得慢。對原有模式燃氣表及羅茨式流量計發(fā)生的計量誤差，可組織計量檢表人員對民用及商服、公共用氣用戶的計量表進行檢測，必要時分期逐片更換調試燃氣表。并對新裝用戶選用帶IC卡控制系統(tǒng)的智能型羅茨式流量計和燃氣表以便于今后的管理。

3原有煤氣的再利用

另外一個問題是，富區(qū)原使用的城市燃氣為人工煤氣，是黑龍江化工集團產生的工業(yè)廢氣——焦爐煤氣，待富區(qū)城市燃氣全部轉換為天然氣后，將結束使用人工煤氣作為城市煤氣的時代。停止使用的焦爐煤氣排放掉會造成巨大的環(huán)境污染和浪費，必須盡快為其尋找出路，確保社會效益與經濟效益平衡發(fā)展。

對焦爐煤氣進行再利用處理，需要進行高額的二次投資，投資方案應全面考慮近期利益和遠期利益。焦爐氣屬于中熱值氣，其熱值為每標準立方米17～19MJ，適合用做高溫工業(yè)爐的燃料。焦爐煤氣可以發(fā)電，每立方米焦爐煤氣可發(fā)電1.5～2千瓦。焦爐煤氣可以用于還原鐵(即生產海綿鐵)。焦爐煤氣制甲醇可以延長產業(yè)鏈，提高附加值。焦爐氣含氫氣量高，分離后用于合成氨，其它成分如甲烷和乙烯可用做有機合成原料。

4實施天然氣轉換工作

富區(qū)東北重型機械廠的天然氣轉換采取了間接置換方式。用氮氣生產車在富區(qū)煤氣公司院內現(xiàn)場制氮氣置換管道空氣，然后通入天然氣置換氮氣。如果采用直接置換方式，則由天然氣直接置換焦爐煤氣。具體的方法是：置換當天①首先置換中壓管道；②中壓置換同時，低壓管線按計劃進行分割；③低壓置換；④戶內置換。

天然氣轉換工作大致可以分為以下九個環(huán)節(jié)：第一個環(huán)節(jié)：在中壓切換時，為了保證人工煤氣與天然氣分隔無誤，必須在中壓管線部位采用微壓驗漏法檢漏，為制定轉換方案做好中壓管網準備。第二個環(huán)節(jié)：以管網圖紙為基礎，以現(xiàn)狀調查為依據，采用降壓判定法，精確劃分轉換區(qū)域與非轉換區(qū)域邊界，(此法特別適用于低壓連網調壓站)為制定轉換方案做好低壓管網準備。第三個環(huán)節(jié)：以用戶底卡為基礎，以現(xiàn)狀樓名門號為根據，達到收費票、地址與現(xiàn)狀地址的一致，(也可以新老地址并存)反復核準轉換戶清冊，即：漏戶、協(xié)停戶、辦理通氣手續(xù)未點火戶的核對，為制定轉換方案做好單、卡檔案準備。第四個環(huán)節(jié)：計算管網負荷，合理確定調壓站供氣半徑，通過加閘、切管調整原低壓供氣片，超負荷片，為制定轉換方案做好管網調整。第五個環(huán)節(jié)：提前大修調壓站、閘、井，及時抽凈煤氣管道冷凝水，為制定轉換方案做好設施準備。第六個環(huán)節(jié)：進行調壓器運行試驗、舊管網升壓試驗、地下管網及閥門切斷試驗、新敷設管道氣密性試驗、立管閥門切斷試驗和立管氣密性試驗，為制定轉換方案做好安全準備。第七個環(huán)節(jié)：對擬轉換區(qū)域的庭院管道、用戶管道及其附屬設施進行檢修試驗，為制定轉換方案做好終端準備。第八個環(huán)節(jié)：對擬轉換區(qū)域的用戶用氣設備及設備管道接口和閥門等檢驗測試，為制定轉換方案做好現(xiàn)場準備。第九個環(huán)節(jié)：作好宣傳工作，提前通知擬轉換區(qū)域的用戶安排相應留守人員，以便于進行通氣檢測工作，為制定轉換方案做好人員準備。