我国近年城市燃气的技术发展

我国近年城市燃气的技术发展作者：未知文章来源：未知点击数：756更新时间：2007-6-26摘要：本文总结了近年中国城市燃气行业的技术发展情况。对说明技术发展水平的标志事件作了阐述，与国外同行业进行了对比，并预测了发展趋势。一、城市燃气工程技术发展水平近年来，“西气东输”，近海天然气的利用和进口液化天然气等项目，开始逐步改变我国城市燃气发展的面貌，使城市燃气的发展开始走上与世界各国城市燃气相同的发展道路，技术进步也有了坚实的基础。我国天然气资源的开发、建设和利用，使城市燃气的发展将进入一个新的发展时期。1997年建成陕甘宁气田向北京、天津供气的陕气进京，拉开了天然气大举向城市供气的序幕。1999年上海的浦东地区开始接收东海平湖天然气作为城市居民用气。目前，“西气东输”、“川气东输”等工程已全面完成，广东、福建引进液化天然气工程也进入实施阶段，我国城市燃气正处于天然气快速发展的时期。许多中小城市开始利用液化天然气或压缩天然气供应城市。到2004年，全国人工煤气供应总量213.7亿m3，天然气供应总量169.4亿m3，液化气供应总量1122.4万吨。城市用气人口27785万人，燃气普及率81.5%。我国城市燃气管网也取得了很大的发展，2004年统计燃气管道长度达到147949km，其中：天然气管道总长度71411km，人工煤气管道总长度56420km，液化石油气管道总长20118km。工程技术发展的主要方面是：(一)燃气输配技术从90年代末天然气大规模供应后，燃气输配技术的发展主要是天然气输配技术的发展。由人工煤气向天然气转换的工作量较大，储气方式除常规人工煤气与液化石油气的储存已基本配套外，地下储气仅大庆与大港两处；长输管道储气除哈—伊输气管线已有应用外，尚未形成成熟的经验。由于我国天然气大规模供应刚刚开始，其技术的发展侧重在国际先进技术的消化吸收上，侧重在解决包括中下游结合的天然气利用工程中存在的突出重点技术问题上。(二)燃气应用技术在目前我国城市燃气的发展水平下，燃气的应用技术与国外的差距较小。我国天然气大规模供应后，应用技术也发生了根本的变化，除常规燃具的性能改进外，研究的重点已转移到CNG汽车及加气站、低污染新型燃具、燃气采暖与空调、低污染燃气工业炉窑、小型冷、热、电联产装置和燃具智能化等急待解决的关键技术上。(三)燃气安全技术燃气是易燃、易爆气体，当供气规模扩大后，安全管理的技术进步已日益重要。作为城市生命线工程的城市供配气系统，安全管理应包含在设计、施工、验收和运行的各个阶段中。除与安全管理有关的法令、法规、规范和标准建设外，燃气安全技术发展主要是安全供、配气技术、燃气检漏技术和防灾系统抢修技术等方面。(四)信息化技术信息化系统的建设，结合燃气行业的特点，借鉴国外的经验，通过先进的手段开发实用软件，提高企业的管理水平，为设计、施工、运行和防灾服务，取得明显的效益，避免决策中的盲目性和与行业技术进步不协调的倾向。主要成果有城市燃气设计、运行数据库的建设及软件开发、自动查表和收费系统、SCADA和GIS系统的完善等。(五)新设备和新材料的研制和应用任何行业的技术进步，离不开新设备、新工艺和新材料的研制和应用，燃气行业也不例外。由于科学技术的迅猛发展，燃气行业在这一领域也已进入一个新的阶段。取得的主要成果为PE管等新管材的应用技术、钢管道的防腐技术、具有监控和安全系统的高性能调压装置开发研究、高可靠性阀门的开发研究等。二、城市燃气工程的主要技术进展(一)城市天然气的转换技术日趋成熟天然气作为一种高效、清洁的优质燃料，十年期间我国天然气的利用已经成倍提高，特别是其对环境保护所起的作用已越来越受到人们的重视。以前，全国城市燃气的气源主要包括人工煤气、天然气和液化石油气，随着“西气东输”等天然气工程的建成供气，全国城市燃气的气源结构已发生很大变化，天然气已逐步取代人工煤气和液化石油气而成为城市的主导气源。天然气与人工煤气、液化石油气是不可互换的可燃性气体。特性的差异决定了原有城市燃气输配系统和燃气用具，当转换为使用天然气时，必须经过适宜的改造和调整。天然气转换工程主要包括输配系统的转换和燃具转换两部分。天然气转换是一项复杂的系统工程，主要包括资料收集、区域划分、用户宣传、输配系统的新建和改造、燃气用气设备的改造、燃气计量器具的调整等。要全面分析现有输配系统中存在的问题，采用更新改造和加强巡查相结合的方法，消除事故隐患；要最大限度的利用现有管网、设备、燃具，既考虑转换的安全性又严格控制转换投资；要尽量减少转换对燃气用户的干扰，确保安全转换、社会安定。其主要技术发展为：1.原有输配系统的优化利用——压力级制的选择合理确定城市天然气的压力级制，不仅可以降低工程费用，而且有利于日常的输配运行管理。各城市应根据现有输配系统的情况合理选择压力级制。如果原有输配系统规模较小，而天然气到来后，城市燃气将有大规模的发展，则可重建压力级制，充分利用天然气的压能；如果原有输配系统规模庞大，则可选择多种压力级制，即新区新级制，老区老级制，逐步过渡到统一。——铸铁管道的利用承插式铸铁管的密封材料采用水泥麻丝、铅麻丝、橡胶圈和青铅，机械接口铸铁管的密封材料采用橡胶垫圈。如果原有输配系统所输送的是湿燃气，则当输送干天然气后，便会发生承插铸铁管道接口漏气问题。水泥麻丝和铅麻丝承插式铸铁管接口的第一道密封材料为麻丝，遇湿会发生膨胀，一旦输送净化脱水的天然气时，原来在潮湿燃气中已充分膨胀的填料，将很快变干收缩，发生管道接口漏气。对于输送干天然气后可能漏气的铸铁管道，采取了对天然气进行加湿处理或按天然气要求改造原有管道的技术措施。——调压器的改造原来输送湿燃气的管道内壁，由于施工时管内不够清洁，灰尘及铁锈，黏附于管底。而转换后，由于天然气的干燥作用，这些铁锈和施工时带入的泥沙逐渐干燥，随着燃气的流动在管道内飞扬，其结果便是这些尘土堆积于阀门，调压器，储配站设备及管道弯头等处，造成设备的损坏和管道阻塞。对天然气在管内运行后会使原附着于管内壁或管内的杂质、煤焦油等干燥脱落后随天然气进入调压器，造成主调压器关闭不严而使低压压力升高。为防止此类事故发生，在每个调压器前加装过滤器和超压安全切断阀。——低压湿式储气罐优化利用许多城市都建有低压湿式储气罐用于城市燃气的时调峰。转换成天然气后，这些储气设施的优化利用主要是解决如何利用天然气的压能问题。2.用气系统的改造由于天然气与人工煤气、液化石油气在组份上的差异，其热值、华白数、燃烧势等燃烧特性都截然不同。因此，只能通过燃具的改造适应天然气的要求。所以根据各类用户的不同燃具，分别设计和制造了替换用的喷嘴和燃烧器。3.计量系统的调整和改造由于天然气热值比人工煤气高，人工煤气计量表具用于天然气计量后，将一直处于小量程内使用，准确性差。同时由于天然气热值比液化石油气低，液化石油气计量表具用于天然气计量后，将一直处于大量程内使用，并且可能超出量程而损坏计量表具。因此，天然气转换的同时，进行了原有燃气计量表具的调整和改造，使其处于合理的量程范围内，保证燃气计量准确，维护好企业和用户的利益。(二)城市天然气利用市场得到了很大的开拓，应用领域不断扩大随着西气东输工程的投产，我国城市燃气供应发生前所未有的重大变化，主要表现在：由以解决民用燃料气化为主转变到以最清洁的矿物燃料天然气来优化城镇的能源消费结构；由卖方市场转变为买方市场；由垄断转变为竞争；由计划购销转变为市场营销。大力开拓城市天然气利用市场，治理大气污染，提高能源利用率，促进社会经济发展，提高人民生活质量，是城市燃气经营企业责无旁贷的任务。也是企业得以生存的基本条件。1.巩固发展居民及公建用气市场随着人民收入水平的不断提高及完善的社会服务体系的建立，人们购买更多的半制成品、制成品食物，在餐厅就餐。因此，家庭炊事用气量会有所下降，但生活质量的提高，人们在家庭中会消费更多的能源，首先是热水和采暖，各种形式的燃气热水器向人们提供不同用途的热水及冬季的采暖，同时燃气空调、燃气干衣机、洗衣机、洗碗机等也进入家庭。公建炊事用气也是城市燃气的传统市场，在炒、蒸、炸、煮、烤等加工工艺过程中都已成功的使用了燃气。随着第三产业的发展，公建用气量有较大幅度的增长。燃气具有价格低廉，升温快，火焰温度高等优势，燃气要巩固、发展自己的传统市场，除切实提高服务质量外，需要不断提高燃气用具的质量水平，首先是要确保使用中的安全，如高可靠性的火焰监测与熄火保护装置；在提高热效率的同时要进一步降低烟气中的有害成分CO、NOX等；为此，微电子技术应用到燃具的控制系统，提供智能化燃气用具；应用工业设计使燃气用具的造型更具现代意识。2.开发燃气采暖市场使用天然气采暖的历史发展的必然趋势。将天然气转换成热能供居民、公建采暖的方式有：大型燃气热电站，通过城市热网实现集中供热，这是北方大型城市应优先考虑的方式；燃气锅炉房，实现小区供热，环境效益好，但占地较大；楼栋式燃气锅炉，将小型燃气锅炉设在楼内或楼顶，不占地、无热网、投资低；壁挂式双功能热水器，每个家庭独立采暖并提供生活热水，方便灵活，便于收费，节约能源；直燃机采暖，夏季制冷，冬季采暖，占地少，热效率高，年利用率高，但投资也高；厂房、体育馆等大空间建筑可采用燃气红外线采暖，节能、投资低。3.全方位开拓生产工艺用气市场生产工艺用气是城市燃气重要组成部分。工业企业生产用能除作为动力外，凡需要热量的工艺过程其热能来源不外燃气、电能、油、煤四大类，直接使用燃气，比电能转换成热能具有明显的节能效果(水电除外)，因此，从一次能源利用角度讲，用气用电更合理。用气与用油、用煤相比更具有节约能源，减少污染，提高工艺技术水平与产品质量等一系列优越性。过去受燃气资源的制约或受燃气价格的制约，工业用气发展不快，甚至出现用气量下滑的局面，十年间在天然气供应量大幅增长的情况下，贯彻优化能源消费结构，有效治理大气污染的方针，实现社会经济可持续发展的目标，努力扩大工业用气，使用气水平得到很大提高。燃气工业炉窑与电气炉窑的最大差距就是自控水平，为提高产品质量与降低损耗，对炉温的控制及炉膛气氛的控制要求越来越高，对此，将迅速发展的电子与控制技术应用到燃气工业炉上来，实现了智能化燃气炉窑，使燃烧器实现机电一体化，而且要能精确检测炉中及烟气参数，并据此自动调整燃烧器工作状态，使燃气工业炉始终保持最佳工况。4.开发燃气空调市场燃气空调是城市燃气新的重要市场。据统计，历年来我国建筑能耗(含热水、采暖、制冷、照明等)占总能耗的19%～20%，其中用于暖通空调的占建筑能耗的85%，制冷用能约占该部分的60%，采暖用能约占40%，可见空调用能是非常多的，电力是空调的传统市场，但夏季的电力高峰负荷已成为供收系统的沉重负担，空调装机容量的增加与电力设备年运行效率的降低，不仅使国家投资效益下降，也直接影响到电力部门的收益，发展下去必然导致电价上扬，这一发展趋势为开发燃气空调市场创造了良好的外部环境，燃气空调不仅可以削掉电力的高峰，而且可以填平燃气的低谷，对社会能源供应体系的平稳运行非常有利，同时彻底解决了传统制冷的氟污染问题，这一新的、重要的燃气市场因此得到开发。目前，我国直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的制造处于国际先进水平。5.推广汽车用气天然气目前是解决汽车污染的最好替代燃料。交通车辆污染的持续增长，已成为全球共同关心的问题，我国北京、上海、重庆、杭州等大城市的尾气污染，已成为仅次于燃煤污染的第二大空气污染源。为此天然气、液化石油气等替代燃料得到广泛研究和应用。(三)液化天然气供应技术不断发展1.我国大型液化天然气接收站在沿海多个城市建设，液化天然气进口步伐加快我国首个液化天然气站线项目(广东LNG项目)开始建设，2006年正式运营。另外，福建LNG(液化天然气)接收站项目、浙江LNG接收站项目、上海LNG项目和海南液化天然气项目也在加紧进行项目前期工作。2.液化天然气(LNG)气源系统技术取得初步成果由中原油田绿能高科有限责任公司开发液化天然气(LNG)系统技术取得初步成果，该成果将使我国建设小型、节能型的LNG工厂