天津市天然气产业的发展需要适应性更强的燃气具

1、天津市天然气产业的发展需要适应性更强的燃气具 天津市燃气管理处 杨金锐天津市燃气职业培训学校 田 申摘 要：2006年随着燃气转换工程的结束，我市迎来了一个天然气的时代，天然气气源的多元化势必对燃具的适应性提出新的要求，本文分析了我市气源的基本情况，提出了提高燃具适应性的思路。关键词：燃气的互换性；燃具的适应性随着经济的快速发展，改变能源结构、改善大气质量的问题已引起政府和社会各界广泛关注。天然气作为一种清洁、高效的优质能源，已成为我市燃气的主导气源。 从天然气产业的发展规律看，气源供应多元化、多种气源并存、实现环渤海地区乃至全国性管网联通，是天然气发展的必然趋势和要求。然而，天然气因产地、气

2、井类型的不同，其组分及燃烧特性差异较大，这对于城市燃气用户或部分工艺要求较高的工业用户而言，必然存在一个气源变化能否与燃器具相适应的问题。一、燃气互换性与燃烧器适应性 互换性和适应性都是要求燃气组成改变时，燃烧器仍能正常运行，这是一个问题的两个方面。互换性是对燃气燃烧特性的要求，适应性则是对燃烧器性能的要求。当两种或多种燃气具有完全互换性时，对燃烧器的适应性要求就不那么严格；适应性很好的燃烧器可适应燃气组分更大范围的波动，对燃气互换性要求可降低。实际上不同的燃气往往燃烧特性差异很大，所以互换性、适应性都是有限度的，超过一定的极限就难以适应和置换。 l、燃气的互换性 工业、民用燃烧器通常按确定的

3、燃气组分和一定热负荷设计、制造和调整，对于某一既有的燃烧器，只能允许燃气组分在一定范围内的波动。如燃气改变后，燃烧气不作调整，仍能有相应的热负荷、稳定的火焰、燃烧完全和可靠的点火，能够满足燃具原有设置要求，那么，后一种燃气就可替换前一种燃气，它们间具有互换性，否则不具备互换性。也就是说，燃烧气对气源组分、燃烧特性变化范围有一定限制。 2、燃具的适应性 不只是燃气气源具有互换性问题。一般情况下，民用燃器具对适应性问题要求较高。高适应性燃器具产品，指的是能够适应气源燃烧特性大范围变化、适应能力较强的一类燃气燃烧器具，它对气源的互换性要求相对低一些。二、国内天然气和燃气具概况 按国家现行的标准城市燃

4、气分类(GBT1361l一92)，依据燃气的燃烧特性参数(华白指数和燃烧势)，“国标”将天然气分成五类，具体划分情况如表1所示：国内目前的天然气燃气具产品就是依据表中规定的技术指标分类别进行生产的，每一类别的天然气对应相应的燃气具。就热负荷指数来讲，同一类别燃气具的上、下界限气与基准气的偏差大小不一，表明不同类别的燃气具对气源的适应能力各不一样。三、我市天然气产业发展所面临的燃气具问题 l、我市天然气气源与燃气具 表2为目前我市和国内部分管输天然气和液化天然气的燃烧特性参数：表2 管输天然气和液化天然气燃烧特性参数 比较表中的相关参数，我们发现，作为天然气的另一种存在形式，液化天然气化工的原因

5、，其组分与管输天然气差别较大，C2H6含量高，燃烧特性参数也不尽相同。按照国标分类，管输天然气一般归人12T；而液化天然气有些归人士2T类别，更是有一部分归人13T类别，燃具产品相应为12T或13T。可见，同样是天然气气源，所使用的燃气具不一定相同。 2、存在的具体问题 就目前我市情况看，按照“国标”生产的燃气具，要求气源组分变化较小，华白指数最大偏离值也只有一100+8.0(10T类)，最常见的12T燃具，其华白指数偏离值也只-40+40，燃气具适配气源的能力并不是很强。 一方面，不同类别的燃具产品只能分别使用相对应的燃气品种，燃具的适应范围窄，对气源的互换性要求高，这无疑限制了气源供应的种

6、类，造成气源产地的选择性小，直接带来的是气源采购成本的加大；另一方，面，设计、制造类别繁多的燃气具，必然增加燃具生产成本、产品维修服务成本。无论是燃气经营企业、燃气具生产企业，还是用户，都会因此受到影响。 此外还存在一个重大问题：因燃气具产品适应能力不强，无法适应多种燃烧特性差异大的气源，致使气体不同的各个地区天然气管网连通困难。四、国外解决互换性问题的措施与经验 国外天然气发展同样经历过气源互换性与燃具适应性问题，作为天然气产业，加快发展速度必然要求大管网连通，而首要条件就是使气源互换性与燃气具适应性这两类互相依存、互相矛盾的关系达到辩证统一，对此，各国采取了不同的解决办法。设法提高燃气具的

7、适应能力、扩大对气源的适用范围，这是一条有效措施，也是问题的根本所在。国外在这方面的成功经验可供参考。 法国：以两种不同类型的输配管网系统，分别输送H型天然气和B型天然气，其热值范围(高位)分别是385240，08MJNm3。两套热值不同的天然气输配管网分别供应不同类型的天然气用户，以此解决气源与燃气具不匹配而带来的互换性问题。 比利时采用的办法是投资开发具有较强灵活性、能适应宽广气源组分范围的天然气燃烧器，即新型的高适配性燃气具，以燃气具适应天然气气源组分的变化。 荷兰和德国因为天然气存储设施容量大，其采用将不同热值的天然气混配，调制成符合用户需求的混合气体来解决天然气互换性问题。 日本采用

8、的措施是统一入网天然气的热值指标，在天然气中搀混液化石油气以提高其热值，以统一恒定的热值(燃烧特性)对应燃气具，以此彻底解决气源互换性问题。日本虽然没有互换性的管网，但通产省规定各地天然气公司都要遵守4605MJNm3的标准热值。 韩国：燃气公司是单一垄断经营的公司，与日本情况类似，其设置的天然气热值标准为4396MJNm3。 美国：联邦能源监管委员会规定美国天然气的热值标准为3726MJNm3，随着LNG进口量增加，气源越来越复杂，此，目前也面临气源互换性难题。 英国：同样面临此问题，因为拥有大量陈旧的国内设备，在天然气规格标准化的问题上采取了等待和观望的态度，目前尚未有妥善的解决措施。五、

9、高适配性燃气具产品的必要性和可能性 l、必要性纵观国外天然气发展历程，我们认识到，燃气互换性问题成为天然气发展过程中迫切需要解决的课题。随着陕津复线的建成投产和2006年燃气转换工程的完工，我市迎来了一个天然气的时代。可以预测，和欧美等发达国家一样，实现天然气大区域甚至全国性联网是我国天然气产业发展的必然趋势，指日可待。“大管网、多气源、低成本、高可靠性”的产业方针，必然导致气源组分波动频繁、燃烧特性变化范围大，这对于我市燃气用户来说，无疑对其燃烧器具的适应性提出了较高的要求。相关资料表明，绝大部分的管输天然气项目间，气源基本上都属同一类别，城市燃气的燃烧器具可以通过，就目前情况说，管输天然气

10、项目间实现联网的可能性是存在的。但是，对于一些即将建成投产的LNG项目，其气源与管输天然气项目的气源并不完全具备互换性。这样，一旦各地LNG项目建成、下游用户的燃烧器具确定后，再实施全国天然气管网连通，将会困难重重，必须耗费大量的人力、物力和财力用于燃烧器具的改造或更换。因此，如何吸取国际上天然气利用的成功经验与教训，适应天然气大管网联通的需要，开发新型的适应性更强的燃气具已是迫在眉睫! 2、可能性前已述及，对于不同类别天然气的华白指数允许波动范围，国标中规定的与基准气偏离比例各不一样，均未超出100，12T、13T类别的甚至只有40。 燃气互换性的一般判定准则为华白指数判定法：置换气华白指数

11、与基准气偏差在土(50一100)内，且燃烧势变化符合要求。否则，不具备互换性。 尽管普遍将华白数的允许偏差范围确定为10，但从燃烧学机理采说，从华白数方面还不足以全面分析燃气得互换性。华白数指数判定法只是从热负荷角度考虑互换性，并未考虑稳定燃烧所涉及的其它因素，因而在使用上有一定局限性。美国燃气协会(AGA)提出离焰互换指数几、回火互换指数IP和黄焰互换指数IY的三个指数判定法，进一步从燃烧的稳定性方面分析，对燃气的互换性进行判定，这是目前国际上权威的判定法。一般来讲，按此判定准则推算的华白指数允许偏离范围为土(80180)不等。由此可见，±(50100)存在二定裕量，加大现有国标中天然气黄焰与不完全燃烧界限气间的华白数范围是有依据的，即研制并生产覆盖10T12T或12T13T范围的高适配性燃气具产品也是有可能实现的。六、结论与建议我市天然气产业的发展期盼高适配性燃气具产品的推出。此举有利于管网在环