摘 要简单介绍了由人工煤气向天然气转换的过程，分析了转换过程中一些可能遇到的问题及解决办法或建议。
关键词天然气转换；人工煤气；热值；调压；计量；管网
中图分类号TU996文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)041-0182-01
天然气是一种优质、高效、清洁、无毒的可燃气体，它几乎不含杂质，燃烧完全，污染小（仅为石油的1/40，煤碳的1/800），热值高，是理想的绿色能源，其优势已被越来越多的人所认可，天然气无疑将逐步取代人工煤气。张家口及宣化（以下简称张宣）地区引进中石油长庆气田天然气的工作已进入了倒计时，为确保气源转换工作的顺利进行，现将转换过程中可能遇到的一些问题进行一下探讨。
1天然气转换过程
所谓天然气转换过程，就是用天然气置换原先所使用的燃气，以达到以天然气为主气源供气的整个置换过程，包括气体转换过程和热值转换过程。用天然气取代其它气源是一种必然趋势，世界上许多国家的城市燃气发展都经历过煤制气→油制气→ 人工煤气→天然气转换→天然气。张宣地区城市管网输配气为人工煤气（焦炉煤气），由于人工煤气与天然气在输配压力、燃气具额定压力、华白数、热值和燃烧特性等方面存在很大差异，不具有互换性，所以原有输配设施和燃气具需作调整。调整工作任务繁重而复杂，为能够在较快、安全、不影响供气的情况下完成天然气的转换，需要制定一套完善的实施方案。
2原有设施的更新改造
考察已有的天然气转换成功的案例，发现有如下常见问题：
1）原有雷诺式调压站出现的问题。雷诺式调压器转换天然气后，会被天然气干灰堵塞而导致失灵。但因我区调压器前均设有过滤器，不会出现这种情况。但需要对原雷诺式调压器进行改造，在调压器上加装低压超压切断阀。或将雷诺式调压器更换成双薄膜式调压器，以提高调压器灵敏度的稳定行。
2）煤气管道的改造。我区以前安装的煤气管道多采用铸铁管，都是承插接口，这种连接形式的管道，只要遇到地基沉降、受到震动、重压位移都会造成接头松动漏气，如果运行压力升高，其漏气还会加重，因此在天然气置换前，必须把承插接口的中压煤气管道全部更新或改造；为减少煤气管道改造的投资强度，对于承插接口的低压煤气管道，可以先进行天然气转换，在转换后的两三年内，逐步更新改造以减轻煤气管道集中改造的压力。管道改造的材料应按照淘汰灰口铸铁管，减少使用球墨铸铁管，推广使用PE管的原则来选用。
3）法兰及管道连接处泄露问题。我区早期敷设的燃气管网中，阀门前后的法兰连接处一般采用的是油密封橡胶垫片，在人工燃气为介质的管网中，法兰垫片中的橡胶由于吸收了人工煤气中的苯而溶解变得膨胀。这种膨胀了的橡胶垫片，在人工煤气管网中作为法兰密封垫片，并不失去可压缩性和回弹性。然而，对于同样的管网系统，同样的压力级制，输送介质由人工煤气转换成天然气后，由于天然气中不含苯和水等杂质，而原先渗入到垫片的苯族化合物就会由于垫片变干而从中析出，从而导致橡胶垫片收缩变干，甚至会失去或局部失去橡胶的可压缩性和回弹性，造成法兰连接处泄露。因此应考虑法兰密封的问题，以免造成严重的后果，可试行适当在天然气中加些水份，使这些水份渗入到法兰间的垫片当中，以保持它的可压缩性和弹性。
4）报警器具的失效问题。焦炉煤气与天然气对空气的比重不同（分别为0.38和0.55），其爆炸极限也不同（分别为6%-30%和5%-15%），燃点分别为300℃和550℃，这对报警器具设计及安装位置、方式的要求相应也会不同，必须对原有报警器具进行更换或调试改造，改造成其报警范围与天然气特性相匹配，以防虚设。
5）燃气燃烧器具的改造。民用燃气具包括灶具、热水器、壁挂炉等。主要组成部分为燃烧器，目前基本上采用大气式燃烧器，包括引射器、喷嘴、燃烧室及火盖（对热水器来说为火排）。燃具的燃烧器是按一定热负荷、一定成分和压力的燃气（即基准气）来设计和调整的，燃气的成分决定了其燃烧特性，也决定了燃烧器的各种设计参数，故燃气成分和压力变化时其燃烧工况也将改变。由于天然气与人工煤气的性质不同，其低热值约为37.8-46.8MJ/m3，人工煤气低热值约为18.25MJ/m3。对燃具所带来的影响应作出正确的评价，并提出相应的改造措施，以适应燃烧的需要。研究表明，燃气灶具的喷嘴进行改造后，可以满足用天然气的要求。灶具需改造燃烧器喷嘴，调节风门；热水器需改造喷嘴和燃气阀芯，调整风门和二次压力。对于超过使用期限6年、燃烧工况严重恶化、外观严重变形或国家禁止使用（如直排式热水器、烟道式热水器、无焰火保护装置灶具）的燃具不予改造。
6）计量设备存在的误差。人工煤气转换为天然气后，天然气的热值约为人工煤气的2倍，因此转换为天然气后，流量表会比转换前走得慢。对原有膜式燃气表及罗茨式流量计发生的计量误差，可组织计量检表人员对民用及公共福利用气用户的计量表进行检测，必要时分期逐片更换调试燃气表。并对新装用户选用带IC卡控制系统的智能型罗茨式流量计和燃气表以便今后的管理。
3实施天然气转换工作
根据我区实际情况应采用直接置换方式，具体方法是：置换当天。①首先置换中压管道；②中压置换同时，低压管线按计划进行分割；③低压置换；④户内置换。
图1
天然气转换工作大致可以分为以下九个环节：第一，在中压切换时，为了保证人工煤气与天然气分隔无误，必须在中压管线部位采用微压验漏法检漏，为制定转换方案做好中压管网准备。第二，以管网图纸为基础，以现状调查为依据，采用降压判定法，精确划分转换区域与非转换区域边界，为制定转换方案做好低压管网准备。第三，以用户底卡为基础，以现状楼名门号为依据，达到收费票、地址与现状地址的一致，反复核准转换户清册，即：漏户、协停户、办理通气手续未点火户的核对，为制定转换方案做好单、卡档案准备。第四，计算管网负荷，合理确定调压站供气半径，通过加闸、切管调整原低压供气片，超负荷片，为制定转换方案做好管网调整。第五，提前检查调压站、闸、井，及时抽净煤气凝水缸内的凝水，为制定转换方案做好设施准备。第六，进行调压器运行试验、旧管网升压试验、地下管网及阀门切断试验、新敷设管道气密性试验、立管阀门切断试验和立管气密性试验，为制定转换方案做好安全准备。第七，对拟转换区的庭院管道、用户管道及其附属设施进行检修试验，为制定转换方案做好终端准备。第八，对拟转换区域的用户用气设备及设备管道接口和阀门等检验测试，为制定转换方案做好现场准备。第九，作好宣传工作，提前通知拟转换区域的用户安排相应留守人员，以便于进行通气检测工作，为制定转换方案做好人员准备具体管网置换流程图如图1所示。
4结束语
天然气的转换不仅仅是把一种气源转换成另一种气源，它涉及到法律法规、经济政策、技术应用和安全供气等方方面面，对城市能源结构的改变和经济的发展都会产生深远的影响。对城市燃气供应企业来说，是一次千载难逢的机遇，大多数燃气供应企业通过气源的改变，能迎来燃气事业的一次跳跃式的发展，随着天然气的供应规模的不断扩大，燃气企业可以考虑发展天然气空调、压缩天然气汽车及利用天然气发电等项目，既可缓解能源紧缺，减少污染，又可使企业扭亏为赢，从而走上良性发展的道路。所以，应缜密的思考天然气转换中的各类问题，详细的制定天然气置换的实施方案，做到未雨绸缪，以确保天然气顺利安全置换，为地区经济发展做出贡献。
参考文献
[1]GB50028-2006城镇燃气设计规范[S].
[2]严铭卿,廉乐明,焦文铃.21世纪初我國城市燃气的转型[J].燃气与热力,2002,22:1.
作者简介
于爱萍（1981—），女，助理工程师，从事燃气工程技术工作。