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统一天然气热值的探讨 作者：温军英 文章来源：唐山市煤气工程设计研究院 点击数： 839 更新时间：2009-4-4 22:28:55 天然气是优质的清洁能源，自西气东输工程建设以来，沿线各城镇积极建设天然气利用工程，将天然气用于居民生活用气、商业用气、工业用气、采暖用气及汽车加气等，有些还用于天然气发电和化工原料气[1]。 由于天然气热值(本文中热值未明确说明的均指低热值)范围太大，直接影响到燃气的互换性。热值高的LNG不能用于某些管输天然气地区调峰，不能实现区域性或全国性联网供气，气源调配缺乏灵活性和供应的安全可靠性，很难解决气源互换性的问题。 1 国外热值标准及解决互换性的措施 法国政府1997年9月16日颁布政府令，准许在法国两种不同类型的输配管网中，输送H型天然气和B型天然气，其高热值范围分别是38.52～46.08MJ/m3和34.20～37.80MJ/m3。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，以此解决气源不匹配而带来互换性差的问题。 美国联邦能源监管委员会规定美国天然气的热值标准为37.26MJ/m3，随着LNG进口量增加，气源越来越复杂，因此目前也面临气源互换性差的难题。 日本虽然没有全国性的管网，但日本通产省规定各地天然气公司都要遵守46.05MJ/m3的热值标准。 韩国燃气公司是单一垄断经营的公司，其设置的天然气热值标准为43.96MJ/m3。 比利时投资开发适应能力强的天然气燃烧器，以燃具适应天然气气源组成的变化。 荷兰和德国的天然气储存设施容量大，通过将不同热值的天然气混配，调制成符合用户需求的混合气来解决天然气互换性差的问题。德国两套管网标准热值为：36.06～36.20MJ/m3和40.00～40.11MJ/m3。 英国由于拥有大量陈旧的设备，在天然气热值标准化的问题上采取了等待和观望的态度，目前推荐天然气热值为39.8MJ/m3。 纵观发达国家利用天然气的经验和我国天然气利用现状，可以得出一个结论：统一天然气热值标准是加强天然气利用规范管理的一个重要环节[2]。 2 统一天然气热值标准的必要性 用一种燃气代替另一种燃气时，必须充分考虑燃气的互换性和燃具的适应性。当供给用户的气源改变时，置换气必须对基准气具有互换性，否则就不能保证用户使用安全，这就对燃气生产单位(供应单位)提出了严格的要求，限制了燃气性质的任意改变。因此，统一天然气热值标准就显得非常重要。 ① 是构建共同管网的需要 随着天然气供气管网的延伸和发展，将由小区管网发展到区域性联网，甚至是全国联网，最终到跨国联网，这是天然气产业发展的必然趋势。这就要求进入管网的各气源必须共同遵守一个热值标准，必须适应网内所有用气设施要求，形成多气源、多产地、多销售商和多用户的质量保证体系。 ② 是等热值交易商业行为的需要 目前，我国燃气价格的单位为元/m3，并未考虑热值影响因素，其实这是很不合理的，国际上通行的是热量结算方式。利比亚天然气热值为51.81MJ/m3，与挪威天然气热值37.68MJ/m3比相差14.13MJ/m3；新疆LNG热值41.00MJ/m3，与陕甘宁天然气热值34.47MJ/m3比相差6.53MJ/m3。热值差异大的天然气不可能是同一个售价，因此统一热值标准对商业结算有利。 ③ 是某些特殊工业用户的需要 一些特殊工业制品如电视机显像管及玻璃薄壳管的加工，对温度控制精度要求很高，因此，要求燃气组成和热值相对平稳，只允许天然气热值在±0.42MJ/m3范围内波动。 ④ 是燃具生产企业和用户降低成本的需要 单一热值标准的燃具生产，有助于燃具厂家降低生产成本，还有助于降低整个社会的产品维修服务成本，提高经济及社会效益。 3 我国统一天然气热值标准的措施 统一天然气热值标准的实质在于解决不同气源间的互换性问题，其实施的手段是调整燃气的燃烧特性(华白数是燃烧特性的主要参数)，因为华白数与燃气热值直接相关，所以实际表现为调整天然气热值。 ① 升高热值法 在天然气中添加热值高的气体，如液化石油气、重烃气体等，使其达到所需要的热值。日本就是采用此法，在天然气中添加液化石油气，使其热值达到46.05MJ/m3，达到统一热值的目的。 ② 降低热值法 方法一，掺混无热值(或热值低)的气体：在天然气中加入氮气、空气或其他热值低的燃气，使天然气热值降低以达到设定的目标值。方法二，分离：将天然气中热值相对较高的乙烷和丙烷等组分分离出来，提高甲烷含量，使热值降至目标值。典型例子如下。 a. 深圳大鹏LNG热值调整流程(见图1) 深圳大鹏的LNG主要从澳大利亚进口，有较高含量的C2、C3、C4、C5等碳氢化合物，可以提取作为化工原料，提取后天然气热值降低至36.84MJ/m3左右，然后再混入空气调整热值至35.59M