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(jì)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(shì)的計(jì)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(jì)分析。關(guān)鍵詞：煤制氣；油制氣；互換性；華白數(shù)；燃燒勢(shì)TheanalysisofUsingCoalGasandOilGasasSubstitutionofNaturalGasinBeijingChenMin，BaiLiping，F(xiàn)uPeng(BeijingGas＆

2、HeatingEngineeringDesignInstituteCo．．Ltd．JAbstract：Inthisarticle．theauthoranalyzedthefeasibilitiesofusingcoalgasandoilgasassubstitutionofnaturalgasinB蜘hagthroughcalculatingWobbeindexandcombustionpotential，andmadethecorrespondingtechnicalandeconomicanalysis．KeyWords：CoalG

3、as；OilGas；Exchangeability；WobbeIndex；CombustionPotential一、概述天然氣安全穩(wěn)定供應(yīng)是保障我市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)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(fù)荷急劇增加，造成天然氣氣源供應(yīng)嚴(yán)重不足。為保證城市居民的基本燃?xì)夤?yīng)及管網(wǎng)運(yùn)行的安全，北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)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(duì)社會(huì)造成了一定的負(fù)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(dāng)務(wù)之急是解決目前天然氣氣源

4、供應(yīng)單一，缺乏應(yīng)急氣源的問題。本文通過計(jì)算研究北京市焦化廠的煤制氣和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(jì)性，對(duì)這兩種氣源作為可能替代天然氣能源的可行性進(jìn)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?fàn)t，20臺(tái)煤氣發(fā)生爐，9臺(tái)兩段爐，日供氣能力200萬立方米。在陜京天然氣進(jìn)京后，焦?fàn)t煤氣逐漸被天然氣所置換，焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)能力不斷下降，并準(zhǔn)備于2005年全面停產(chǎn)。目前，焦化廠只有4座焦?fàn)t在運(yùn)行，其余2座焦?fàn)t和20臺(tái)煤氣發(fā)生爐已拆除，9臺(tái)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

5、萬立方米，冬季高峰負(fù)荷為80萬立方米／日，夏季為40萬立方米／日。2．751廠751廠現(xiàn)有8臺(tái)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(chǔ)罐、8臺(tái)壓縮機(jī)及3臺(tái)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?xì)獬煞衷O(shè)計(jì)的，當(dāng)燃?xì)獬煞职l(fā)生變化而導(dǎo)致其熱值、密度和燃燒特性發(fā)生變化時(shí)，燃具燃燒器的熱負(fù)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(huì)改變。如果燃燒器可阻更換，或

6、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?xì)狻５谌細(xì)夤?yīng)系統(tǒng)中這樣做實(shí)際是有很大困難的。即使在一個(gè)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(zhǎng)時(shí)期的一次性變化或經(jīng)常反復(fù)的變化，從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都不可能將全部燃燒器逐個(gè)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(shí)段向北京市燃?xì)庥脩艄?，必須首先考慮互換性問題。2．燃?xì)獾幕Q性雖然燃燒器是按照一定的燃?xì)獬煞衷O(shè)計(jì)的，但當(dāng)燃?xì)獬煞肿兓淮髸r(shí)，燃燒器燃燒工況雖

7、有改變，但尚能滿足燃具的原有設(shè)計(jì)要求，那么這種變化是允許，只有當(dāng)燃?xì)獬煞肿兓^大，燃燒工況的改變使得燃具不能正常工作時(shí)，這種變化就不允許了。當(dāng)以一種燃?xì)庵脫Q另一種燃?xì)鈺r(shí)，首先應(yīng)保證燃?xì)饩邿嶝?fù)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(fù)荷減少太多，燒煮食物時(shí)間就要加長(zhǎng)，如果熱負(fù)荷增加太多，就會(huì)使燃燒工況惡化。當(dāng)燃燒器噴嘴前壓力不變時(shí)，燃具熱負(fù)荷Q與燃?xì)鉄嶂礖成正比，與燃?xì)庀鄬?duì)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(fù)荷指數(shù)；H--一燃?xì)鉄嶂?kJ／Nm3)，按照各國(guó)習(xí)慣取用高熱

8、值或低熱值s--一燃?xì)庀鄬?duì)密度(設(shè)空氣的s=1)。因此燃具熱負(fù)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?xì)馓卣鞯囊粋€(gè)參數(shù)。在兩種燃?xì)饣Q時(shí)，熱負(fù)荷除了與華白數(shù)有關(guān)外，還與燃?xì)庹扯鹊却我蛩赜嘘P(guān)，