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的一些常見問題，并簡要介紹了轉換工作環節。

關鍵詞：天然氣轉換人工煤氣熱值調壓計量管網

0引言

慶深氣田的開發使得“慶齊”(自大慶至齊齊哈爾市昂昂溪區)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，必然對富區原有燃氣供應系統，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，發現有如下常見問題：

2.1原有雷諾式調壓站出現的問題。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，不會出現這種情況。可對原雷諾式調壓器進行改造，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，陸續接到燃氣泄漏報警搶修近300起，通過處理分析發現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廢氣——焦爐煤氣，待富區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，適合用做高溫工業爐的燃料。焦爐煤氣可以發電，每立方米焦爐煤氣可發電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煤氣公司院內現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節：第一個環節：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。第二個環節：以管網圖紙為基礎，以現狀調查為依據，采用降壓判定法，精確劃分轉換區域與非轉換區域邊界，(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。第三個環節：以用戶底卡為基礎，以現狀樓名門號為根據，達到收費票、地址與現狀地址的一致，(也可以新老地址并存)反復核準轉換戶清冊，即：漏戶、協停戶、辦理通氣手續未點火戶的核對，為制定轉換方案做好單、卡檔案準備。第四個環節：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。第五個環節：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。第六個環節：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。第七個環節：對擬轉換區域的庭院管道、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。第八個環節：對擬轉換區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場準備。第九個環節：作好宣傳工作，提前通知擬轉換區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。