北京市利用煤制氣和油制氣作為可替代天然氣能源分析

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1、北京市利用煤制氣和油制氣作為可替代天然氣能源分析陳敏白麗萍福鵬(北京市煤氣熱力工程設(shè)計院有限公司，北京100032)摘要：本文通過不同比例的煤制氣和天然氣、油制氣和天然氣的摻混方案中，華白數(shù)、燃燒勢的計算，論證了利用煤制氣和油制氣作為可替代天然氣能源的可行性，并做出相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟分析。關(guān)鍵詞：煤制氣；油制氣；互換性；華白數(shù)；燃燒勢TheanalysisofUsingCoalGasandOilGasasSubstitutionofNaturalGasinBeijingChenMin，BaiLiping，F(xiàn)uPeng(BeijingGas＆HeatingEngi

2、neeringDesignInstituteCo．．Ltd．JAbstract：Inthisarticle．theauthoranalyzedthefeasibilitiesofusingcoalgasandoilgasassubstitutionofnaturalgasinB蜘hagthroughcalculatingWobbeindexandcombustionpotential，andmadethecorrespondingtechnicalandeconomicanalysis．KeyWords：CoalGas；OilGas；Exchangeabil

3、ity；WobbeIndex；CombustionPotential一、概述天然氣安全穩(wěn)定供應(yīng)是保障我市經(jīng)濟和社會發(fā)展、構(gòu)建和諧社會的必要環(huán)節(jié)之一。但2004年冬季北京及華北地區(qū)持續(xù)低溫，天然氣負荷急劇增加，造成天然氣氣源供應(yīng)嚴重不足。為保證城市居民的基本燃氣供應(yīng)及管網(wǎng)運行的安全，北京市燃氣集團公司采取了停限工業(yè)和公交車用氣、部分用戶降低室內(nèi)采暖溫度等非常規(guī)措施，此舉對社會造成了一定的負面影響。為避免類似事情的發(fā)生，北京市正在加緊建立完善的天然氣安全供應(yīng)保障系統(tǒng)，而當務(wù)之急是解決目前天然氣氣源供應(yīng)單一，缺乏應(yīng)急氣源的問題。本文通過計算研究北京市焦化廠的煤制氣

4、和751廠的油制氣這兩種氣源與天然氣互換的技術(shù)性和經(jīng)濟性，對這兩種氣源作為可能替代天然氣能源的可行性進行了分析。二、北京市煤制氣和油制氣氣源現(xiàn)狀1．北京焦化廠北京焦化廠原有6座大型焦爐，20臺煤氣發(fā)生爐，9臺兩段爐，日供氣能力200萬立方米。在陜京天然氣進京后，焦爐煤氣逐漸被天然氣所置換，焦爐煤氣生產(chǎn)能力不斷下降，并準備于2005年全面停產(chǎn)。目前，焦化廠只有4座焦爐在運行，其余2座焦爐和20臺煤氣發(fā)生爐已拆除，9臺兩段爐己停產(chǎn)，每年可供應(yīng)煤氣3億立方米，目供氣能力約為80萬立方米，冬季高峰負荷為80萬立方米／日，夏季為40萬立方米／日。2．751廠751廠現(xiàn)

5、有8臺重油催化裂解爐及配套煤氣凈化系統(tǒng)、2座15萬立方米煤氣儲罐、8臺壓縮機及3臺中壓煤粉鍋爐，日生產(chǎn)能力為80萬立方米，日。但隨著北京市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，2003年4月已經(jīng)停止煤氣生產(chǎn)，目前主要設(shè)備尚保留，部分附屬設(shè)備已拆除。三、技術(shù)方案1．概述任何燃具都是按一定的燃氣成分設(shè)計的，當燃氣成分發(fā)生變化而導致其熱值、密度和燃燒特性發(fā)生變化時，燃具燃燒器的熱負荷、一次空氣系數(shù)、燃燒穩(wěn)定性、火焰結(jié)構(gòu)。煙氣中一氧化碳含量等燃燒工況就會改變。如果燃燒器可阻更換，或者其可調(diào)部分可以重新調(diào)整，那么通過更換或者重新調(diào)整燃燒器，就可以使燃具適應(yīng)新的燃氣。但在燃氣供應(yīng)系統(tǒng)中這樣做實

6、際是有很大困難的。即使在一個氣化率不高的中等城市，也有成千上萬只燃具(這里主要指民用燃具)分散在千家萬戶。不論氣源性質(zhì)發(fā)生長時期的一次性變化或經(jīng)常反復的變化，從技術(shù)上和經(jīng)濟上都不可能將全部燃燒器逐個更換或重新調(diào)整。因此，若考慮用焦化廠煤制氣或751廠油制氣作為可能替代天然氣能源在用氣高峰時段向北京市燃氣用戶供氣，必須首先考慮互換性問題。2．燃氣的互換性雖然燃燒器是按照一定的燃氣成分設(shè)計的，但當燃氣成分變化不大時，燃燒器燃燒工況雖有改變，但尚能滿足燃具的原有設(shè)計要求，那么這種變化是允許，只有當燃氣成分變化過大，燃燒工況的改變使得燃具不能正常工作時，這種變化就不

7、允許了。當以一種燃氣置換另一種燃氣時，首先應(yīng)保證燃氣具熱負荷(kw)在互換前后不發(fā)生大的改變。以民用燃具為例，如果熱負荷減少太多，燒煮食物時間就要加長，如果熱負荷增加太多，就會使燃燒工況惡化。當燃燒器噴嘴前壓力不變時，燃具熱負荷Q與燃氣熱值H成正比，與燃氣相對密度的平方根√j日成正比，而T稱為華白數(shù)：√Sw：罷qS87式中w一一華白數(shù)，或稱為熱負荷指數(shù)；H--一燃氣熱值(kJ／Nm3)，按照各國習慣取用高熱值或低熱值s--一燃氣相對密度(設(shè)空氣的s=1)。因此燃具熱負荷與華白數(shù)成正比Q=KWK一一比例常數(shù)。華白數(shù)是代表燃氣特征的一個參數(shù)。在兩種燃氣互換時，熱

8、負荷除了與華白數(shù)有關(guān)外，還與燃氣粘度等次要因素有關(guān)，