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近幾年來，在我國液化氣混空氣的技術發展較快，在一些經濟發達地區例如海南、深圳、蘇州等城市相相繼建成了幾座混氣站。1997年底，陜京天然氣長輸管線將向北京供氣，目前北京市許多區域已列入或將列入天然氣供氣范圍，這些區域內現在急需用氣于暫時還不能接通大天然氣形成了矛盾。為了滿足用戶當前的用氣要求，同時又兼顧到大天燃氣進京，我們采用液化石油氣混空氣代替天然氣的辦法解決現階段用氣，將來天然氣到達該地區之后，再置換成天然氣，而管網和戶內設備無需更改，使一次投資到位。北京天環燃氣有限公司完成的北京市順義開發區混氣站工程就是一例。

一、液化石油氣摻混合氣的理論準備

   液化石油氣（英文縮寫LPG，下同）強制氣化本世紀40年代在美國已有應用。到了50、60年代，由于北美天然氣的大量開發利用，LPG混合氣作為一種備用調峰氣源迅速得到了推廣，經過30多年的發展，混氣技術已相當成熟。在我國混氣技術開始于60年代，燃氣工程師為了滿足工業用戶的需求，自行研制成功了文丘里式混氣設備。但混氣技術在中國的真正發展是在90年代。我們在承接這一混氣站的粗期進行了一些理論準備：

1.關于燃氣互換性的討論

   用不同的制氣方法所獲得的燃氣，其成分、熱值、密度和燃燒特性等都不相同，而任何一種燃具都是按一定的燃氣成份設計的。當燃氣成份發生變化時，燃具的燃燒工況就會改變，但只要兩種燃氣的華白數相等，就能在同一燃氣壓下和同一燃具上獲得同一熱負荷，即具有互換性。一般規定，兩種燃氣互換時，華白數的變化范圍不大于5%──10%。

   當然，考慮兩種燃氣能否互換，華白數指標不是唯一的，燃燒勢也是反映燃氣燃燒火焰所產生離焰、黃焰、回火和不完全燃燒傾向的一項反映燃氣燃燒穩定狀況的綜合指標，用Cp表示。按我國燃氣分類，液化石油氣混空氣為6他，燃燒特性接近天然氣，其燃燒勢為29。

2.液化石油氣混空氣替代天然氣使用的試驗

   為了獲得液化石油氣混空氣在天然氣灶具燃燒的實際工況，在經過理論計算之后，我們還做了實驗。

北京市天然氣公司提供的天然氣參數：
低熱值：hl=39.8MJ/m3
相對密度：S=0.7
華白數：W天=47.5MJ/m3
實驗實測液化氣參數如下：
低熱值：Hl=180.8MJ/m3
相對密度：S=1.72
華白數：W液=198.2MJ/m3

A:當混合氣與天然氣華白指數相同時，W混=W天=47.5MJ/m3,混合氣中液化石油氣組分為y液=51%，混合氣中空氣組分為y空=49%；

B:當燃具以W混=W天=47.5MJ/m3調整好后，不作任何調整可正常燃燒的混氣比波動范圍（實測值）：

上限：y液=55.6% y空=44.4%，相應華白數為W混=51.1MJ/m3。
下限：y液=43.5% y空=56.5%，相應華白指數為W混=41.3MJ/m3。
C：混合氣華白數在±10%范圍內波動時，即：
W+10混=1.1 W天=52.3MJ/m3；
W-10混=0.9 W天=42.8MJ/m3時：
W混=52.3MJ/m3,y液=57.1%,y空=42.9%
W混=42.8MJ/m3,y液=45.1%,y空=54.9%

在以上三種情況下，實驗中得出以下結論：

A：混合氣與天然氣華白指數相同時，混合氣在天然氣灶上能正常燃燒。
B：按結論A調整好的灶具，不再做任何調整，可以正常燃燒的混氣比的范圍是：
上限：y液=55.6% ，相應華白數為W混=51.1MJ/m3
y空=44.4%
下限：y液=43.5% ，相應華白指數為W混=41.3MJ/m3
y空=56.5%。
C：混合氣的華白指數在±10%內波動時，欲使燃具燃燒穩定，需開大風門，以消除火焰頂部的黃焰尖。

3.混氣與天然氣再混合使用的討論

   正如我們大家所想象的一樣，在天然氣規劃區內我們暫時使用混氣，當天然氣接通后我們再用天然氣將混氣置換掉或將其作為備用氣源。在該氣站的理論準備階段，有些工程師提出混氣與天然氣再混合后由于空氣的存在是否會出現爆炸的危險，氧含量是否應該控制？為了解決這一混氣中再摻混天然氣是否存在危險的疑問，筆者進行了一些計算：（見數據表1和圖1）
根據數據圖表，我們選擇兩組數據進行一下華白數的計算：
① YCH4=20%, YC3H8=20%, YC4H10=20%, Y空=40%,S=1.24, H=55MJ/m3, W=49.55MJ/m3
②YCH4=50%, YC3H8=12.5%, YC4H10=12.5%, Y空=25%, S=0.98, H=49.32MJ/m3, W=49.7MJ/m3
此結果說明摻入天然氣后，華白數基本不變，混氣中再以任何比例混入天然氣不僅不會發生任何危險而且還完全可以在天然氣灶具上正常燃燒。
注：以上計算，均設定天然氣為純甲烷，液化氣為丙烷和丁烷。

混氣中摻入天然氣組分變化及爆炸極限表表1

說明：可燃氣體含量從開始摻入甲烷起，就遠在爆炸極限之外，所以不會發生危險。

二·進口液化石油氣氣化設備的選擇說明

液化石油氣強制氣化方式分：直接電加熱氣化，電加熱水溶氣化，熱水或蒸汽循環氣化，明火式加熱在我國已不允許使用了。

混氣方式從原理上可分為：文丘里自然吸入空氣混合；高壓比例混合。文丘里自然吸入式設備及運行成本較低，缺點是輸出混氣壓力低，混氣熱值只能在現場做窄幅度調整；高壓比例式混氣壓力可以提高，但由于要附加空氣壓縮干燥系統，較復雜的調壓系統，精密的比例閥，所以造價，運行成本高，適用于大型混氣廠。

有沒有介于這兩種傳統方式之間的新方法呢？不久前，美國A──TECH設備有限公司研制出一種介于兩種混氣方式之間的新方法，即文丘里空氣助推式。這種混氣設備的原理是將文丘里自然吸入式稍加改動，用鼓風機增加吸入空氣的壓力，用PLC（可編程序控制器）根據熱值儀的反饋信號控制助推空氣量，這樣稍加投資就可以提高混氣壓力。這種空氣助推式在我國也有理論上的研究，中國市政華北設計院嚴銘卿教授對空氣助推文丘里式做過試驗，這里我們借用一些數據進行分析：

Py Pk Ph
第一組1.0 0.1 0.1395 Py-液化石油氣噴射壓力
1.5 0.1 0.1435 Pk-空氣壓力

第二組1.0 0.12 0.165 Ph-混氣壓力
0.8 0.13 0.1726 單位：MPa
0.9 0.16 0.1902

從第一組數據分析：Py提高50%，Pk不變，Ph提高2.87%。
從第二組數據分析：Py降低50%，Pk提高33.3%，Ph提高15.27%：
Py降低20%，Pk提高8.3%，Ph提高4.61%。

這表明，文丘里式混合，如果只增加液化石油氣的噴射壓力，對混氣壓力的提高是很有限的，反而會影響混氣的熱值。如果用某種方法對空氣的壓力稍加提高，就會顯著增加混氣壓力，并保證熱值的精度。所以，文丘里空氣助推式混合器是一種成本低，壓力有保證，熱值穩定的新方式，必將被廣泛采用。

三· 該站的設計特點和施工質量保證

該混氣站別墅日供氣量2250m3/d, 公福日供氣量1350m3/d, 總計3600m3/d。為了滿足附近居民瓶裝氣供應需求，該站還具備每月3000戶灌瓶功能。

混氣站的施工包括土建，液化石油氣設備工藝管道，控制電，動力電，弱電，供暖，消防水系統等。施工的種類繁多，技術復雜，質量要求高。合理組織，交叉配合是十分重要的。我們本著先土建，后工藝，先室外，后市內，先地下，后地上，設備材料提前訂購，集中指揮的原則，整個現場施工井然有序，忙而不亂，保證了工期。

施工過程中實行全面質量管理，全部焊口均要氬弧焊打底，上崗焊工都竟現場實操考核合格后上崗。全部固定焊口100%射線探傷，合格率達95%，三通焊口100%磁粉探傷，未見相關磁痕。在最后的試壓中，22.5kg水壓試驗穩壓1h無變形，滲漏，18kg氣密性試驗穩定24h，經刷漏無滲漏發生，竟計算壓力降在允許范圍之內。工程總體驗收一次性合格。

四· 結束語

液化石油氣混空氣是一種熱值穩定，干凈無毒的新型氣源，混氣站的建設投資省，周期短，見效快，氣源不受過多限制，供氣能力適應與從小區至大中城市的供氣要求。目前，我國許多中小城市或鄉鎮將混氣站供氣列為****，相信隨著城市基礎設施投資的增加，混氣技術將會得到更廣泛的應用