1天然氣時代的到來
    20世紀50年代以后，一些發達國家已在開發或進口天然氣，進行人工煤氣或液化石油氣向天然氣的轉換。到20世紀80年代轉換工作基本結束，基本進人了使用天然氣的時代。表1是部分國家實現天然氣轉換時間。
表1  部分國家天然氣轉換時間
  國家 實現天然氣轉換時間     氣源
  美國   1945年一1958年   管道天然氣為主
  前蘇聯   1948年一1960年   管道天然氣為主
  英國
  1964年一1977年
  前期用LNG，后期
    用管道天然氣
  法國   1962年一1982年   LNG與管道天然氣
  德國

  1960年一1970年

  以管道天然氣為主，
    少量LNG
澳大利亞   1976年一1986年     管道天然氣
  日本   1969年一1998年     LNG

    我國隨著西氣東輸工程的全面竣工和投入使用，海上天然氣登陸，川氣東輸，油田伴生氣就近供應，LNG引進，以及俄氣南下等項目的加速建設和籌備，一幅橫跨大陸東西，連接沿海，縱貫南北的天然氣框架藍圖已經呈現出來，這必然為我國城市燃氣的發展提供可靠的保障和難得的機遇。
    1999年我國天然氣產量達234．37×10。m3／a． 2000年產量達264．60×10。m3／a，2001年產量達303．02×10。m3／a，2002年繼續高速增長，產量達328．14×10。mJ／a，2003年產量約341．28×10。m3／a，2004年產量達356×10。m3／a。2005年產量約i499．50×10“m3／a，2006年產量達585．50×108m3／a。j    截至2005年底，全國天然氣管道總長度約2．8×10。km，其中管徑大于426 mm的管道總長度為1.7×10。km。    
    未來20年天然氣需求增長速度將明顯超過煤炭和石油。到2010年，天然氣在能源需求總量中所占比例將從1998年的2．1％增加到6．0％，到2020年將進一步增至10．0％。屆時天然氣需求量估計將分別達到938×10。m3／a和2 037×108 m3／a．
2我國城市燃氣的現狀
    ①城市燃氣分類及氣源的性能參數
我國城市燃氣分類的原則和依據是以燃氣的華白數為主，兼顧燃氣的燃燒勢，基本體現了同類燃氣 互換性原則。    
     我國城市燃氣的分婁和技術要求詳見《城鎮燃氣分類和基本特性》。我國的天然氣氣源也非常復雜，表2是我國各地的天然氣參數。







表2我國各地的天然氣參數
    體積分數／％ 高熱值 低熱值 華白數
    氣源
甲烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 戊烷 氮氣 二氧化碳 ／(Ⅲ•
mIj 1 ／(枷•
m。、 ／(Ⅲ•
m一。、 燃燒勢
相對
密度
  陜甘寧天然氣 94.70 0．55   0．08     1.00   O．01   0.00   3.66 38．20   34．47   50.26   37.89   0.578  
  塔里木天然氣 96.27 1.77   0.30     0.06   0.08   0.13  1.39    40.27   36.36  52.99  39.85  0.578
廣西北海天然氣 80.38 12.48  1.80  0.08  0.11  0.06  5.09 43.16  39.2l   46.85   32.03   0.849  
  成都天然氣 96.15    0.01     0.00   0.00   0.00   3.59 38.47   34.70  50.96  38.42  0.570
忠武線輸送天然氣 97.00 1.50    0.50  0.00  0.00  0．oo  1.00 40.18   36.27  53.16  40.09  0.571
  東海天然氣 88.48 6.68   0.35     0.00   0.00   0.00   4.49 40.28   36.40  51.58  39.39  0.610
  青島天然氣 96.56 1．34    0.30  O．20  0.00 1．60    39．89   36．68   52．77   39．74   0．742  
  昌邑天然氣 98.06 0．22   0．12     0.13   0.00 1．47     39．47   35．61   52．58   39．56   0．729  
  渤海天然氣 83.57 8．08 0．08     4.14   4.13 37．02   33．29  
  南海東方1—1
    天然氣 77.52
 1．50  O．29
0.07
0.03
20.59
31.70
28.60
34.20
O．862


2各種燃氣所占比例
建設部《2005年城市建設統計公報》顯示：到2005年未，我國設市城市共661個，城市人口為35894×110人。在城市用氣總量中， 人工燃氣供應總量為255.8×10天然氣供應總量為210.5 ×10液化石油氣供應總量為1 222×10。各種燃氣所占比例（按熱量計）大致為：人工煤氣為25﹪，液化石油氣為32﹪，天然氣為43﹪。城市用氣人口為29 488×10人，燃氣普及率為82.2﹪,比上年增加了0.7個百分點。當前城市燃氣行業正處在一個大發展時期，人工煤氣和液化石油氣作為城市燃氣主要氣源的局面，將隨著天然氣在城市燃氣中的迅速增長發生根本性轉變。
3 各種燃氣的發展超勢
    根據有關部門的統計，我國近年來的城市燃氣發展的歷史數據表明，天然氣的應用增長速度比較43％。城市用氣人口為29 488×10。人，燃氣普及  快。近年來的城市燃氣用氣量見表3。
    表3我國近年來的城市燃氣用氣量
    年份   1995年   1996年   1997年   1998年   1999年   2000年
    人工煤氣用氣量／(m3/a。)   127×10。   135×10。   126×10。   167×10。   132×10。   152×10。
    天然氣用氣量／(m3/a。)     67×10。   64×10。   66×10。    69×10。   80×10。   82×10。
    液化石油氣用氣量／(t/a。)．   489×10。   576×10。   579×10。   797×10。   761×10。 1 054 x10。
    年份   2001年   2002年   2003年   2004年   2005年
    人工煤氣用氣!it／(m3/a。)   137×10。   199×10。   202×10。   214×10。   256×10。
    天然氣用氣量／(m3/a。)  99×100   126×10。   142×10。  169×100   210×10。
    液化石油氣用氣量／(t/a。)   982×10。   1 136×10。   1 126×10。   l 127×100   l 222×100
3  轉換的方向
  現有城市燃氣氣源是以液化石油氣、人工煤氣、天然氣為主，輔以LPG摻混氣、沼氣、生物氣等氣源。按照互換性理論進行轉換和改造是可行的方向和途徑。轉換既包括同一類的燃氣轉換，也包括不同類之間燃氣的轉換。各種轉換有不同的技術要求、工程標準和質量控制體系。而目前，轉換的可能方向就是由上述不同氣源分別轉換為10T和12T天然氣。
    一個需要關注的現象是：經過以上轉換后10T、12T氣源可能同時在一個城市存在，它們之間仍存在著能否互換的問題，況且我們的氣源還不能達到標準的10T、12T。如來自不同產地的LNG，與管輸天然氣相比，其組成和熱值也有很大差別，c：、C，、C。的含量不同，與管輸天然氣的互換性問題是值得我們今后研究的內容。
4轉換的依據
4．1  資源條件
    我國是一個能源較缺乏的國家，燃氣氣源的復雜性決定了轉換工作的復雜性。各個地方的氣源不同，盡量就地取材，就近取氣。即使是同一個地區或城市，也要根據實際情況，選擇多種氣源。例如北京，有陜北天然氣、西氣東輸天然氣、華北油田天然氣，同時還要準備進口液化天然氣；天津有陜北天然氣、西氣東輸天然氣、大港油田天然氣、渤西海上天然氣等。
    有些靠近煤礦的地區或城市，可經過分析論證仍采用人工煤氣；偏遠的較分散的地區，可選用LPG、CNG或LNG；二甲醚作為一種新的燃料用于城市燃氣的補充；農村的沼氣也是近幾年發展的對象；其他生物制氣也在研究開發之中。
4．2政策依據
  ①能源的種類
  能源分為一次能源和二次能源。一次能源可以進一步分為可再生能源和非再生能源兩大類�？稍偕�能源包括太陽能、水力、風力、生物質能、潮汐能等，非再生能源包括煤炭、石油和天然氣等能源。由一次能源經過加工轉換以后得到的能源產品，稱為二次能源，例如電力、蒸汽、人工煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼氣、氫氣和焦炭等。因地制宜地選擇合適的能源產品，對于城市和地區的發展和繁榮具有特殊意義。
  ②環保因素
  天然氣屬于清潔能源，燃燒產物為二氧化碳和水。大力發展以天然氣為主的城市燃氣，對于改善能源結構、保護環境具有重要作用。
  ③領導的決策
  發展適合本地區情況的燃氣能源，在符合技術性和經濟性的前提下，領導的決策至關重要。
  ④理論依據
  目前有不同的燃氣轉換理論，主要有美國A． G．A．燃氣互換性判別法、韋弗指數法，法國德爾布互換性判別法，英國燃氣互換性判別法等不同體系。目前，我國采用的是以法國德爾布互換性判別法為基礎的轉換理論，以華白數和燃燒勢兩個主要控制指標來進行燃氣互換的定義和分類，即華白數、燃燒勢兩個指標分別相等的原則。對于特殊的氣源需結合實際情況進行試驗驗證。
5轉換的基本內容
5．1  氣源及儲存設施的轉換
    氣源廠的制氣設施一般都要廢除，如有特殊需要仍可以保留(例如用作備用調峰氣源)。氣源廠的儲氣設備，可以用來儲存天然氣，由于天然氣的壓力較高，儲存設備的利用要考慮經濟性和技術性。對于氣源廠的再利用，要著重考慮環境保護和衛生等問題。
5．2輸配系統的轉換
5．2．1  燃氣管道
    由于城市燃氣氣源比較復雜，燃氣管道的管材有鑄鐵管、鋼管、塑料管、復合管等。每種管材在天然氣轉換時都有不同的要求，特別是管道的接口，例如鑄鐵管有剛性接口、柔性接口，其密封材料性能不同，轉換時應注意的問題也不同。在某種情況下管道壓力需要升高時，要注意管道的承壓能力。
5．2．2輸配設備
    ①調壓器：壓力級制不同，切斷和放散壓力也不同。此外，在轉換過程中，管道的雜質對結構形式的影響需要特別注意，橡膠膜和密封材料是否適應也要重視。
    ②  閥門及管道附件：閥門及管道附件的轉換也要注意密封材料的問題，防止燃氣泄漏是轉換工作的重要議題。
    ③戶內管道：戶內管道有金屬管和非金屬管，金屬管有鍍鋅鋼管、銅管、不銹鋼管等，非金屬管有鋁塑復合管、橡膠軟管等。在轉換時要注意管材的老化情況，也要注意接口的密封材料問題。
    ④燃氣表：要注意燃氣表所用的材料，特別是橡膠膜的材質是否符合轉換的需要。還要考慮燃氣熱值的增高引起燃氣表的量程范圍的變化問題，量程太大將影響計量精度。  ‘
5．3燃氣用具及燃燒設備的轉換
5．3．1居民用戶的轉換
    居民用戶的轉換工作是整個轉換工作的重點和的難點：涉及面廣，每家每戶都要參與天然氣的轉換工作；用戶的認識參差不齊，有一些用戶不愿意配合轉換工作，給轉換工作帶來麻煩；用具的品種型號太多，在一個城市有數十種甚至上百種品牌，產品的型號更是不計其數，轉換時的用具改造難度很大；用戶使用的情況不同，用具的狀況差別較大。
    居民用戶的燃氣用具包括燃氣灶具、燃氣熱水器、燃氣采暖器等。一種燃氣用具可以適應一種氣質的燃氣，當進行轉換時，燃氣的燃燒特性發生改變，燃具運行點在燃燒特性曲線上發生偏離。在新的氣源條件下運行，需要對燃氣用具進行改造、更換等工作，這是燃氣轉換工作的基礎和前提；要組織研究轉換方案，進行經濟性比較，選擇合理的轉換技術流程；對于不同用具可采用不同的方法；對于改造后的燃具要進行必要的測試，使燃具的基本安全性能得到保證。
  ①燃氣灶具
  近年來燃氣灶具的價格比較低，對于已使用較長時間的灶具(每個城市根據各自情況而定)，在進行天然氣轉換時盡量采取更換的辦法，這樣就不存在改造的問題，避免了許多轉換后的遺留問題。
    對于一些價格較高或者一些特殊用戶需要改造的灶具，要按照一定的要求進行改造。一般要求檢查灶具是否漏氣，其他部件是否完好，在此前提下可更換火蓋、噴嘴、點火器等。改造完的灶具要按一定的標準進行驗收，確保轉換的安全。
    ②燃氣熱水器
    燃氣熱水器與灶具具有相同之處，能更換的盡量更換，確保安全。
    對于需要改造的熱水器，要按照一定的要求改造，一般要求檢查熱水器是否漏氣，其他部件是否完好，確保沒有問題后，方可進行改造。熱水器一般需要對以下零部件進行改造：燃燒器噴嘴、燃燒器火排、點火裝置。要檢查熱交換器是否有堵塞情況，如有堵塞應及時清理。與灶具不同之處是熱水器改造的難度較大，安全風險更大。
    ③基本測試項目
    a．燃氣灶具
    執行標準為GB 16410—1996《家用燃氣灶具》。試驗壓力見該標準有關條款。測試內容與要求見表
4 E2,3]。    ．
表4家用燃氣灶具測試內容與要求
    檢驗項目 壓力條件   國家標準要求

氣 從燃氣入口到燃燒器
    閥門 4.2 kPa
漏氣量<O．07 L／h

密   自動控制閥門   4.2 kPa   漏氣量<0.55 L／h
性

  從燃氣入口到火孑L
 1.5倍額定壓力
     不向外泄漏


    點火裝置性能

最高壓力、
最低壓力
點10次有8次以
上點燃，不得連續2
次失效，無爆燃
熄火保護   開閥時間 最低壓力     <45 s
裝置性能   閉閥時間 最高壓力     <60 s
離焰 最高壓力     無
火焰穩
定性 熄火
最高壓力、
最低壓力     無

燃燒工況 回火 最低壓力     無
火焰均勻性 額定壓力 火焰分布應均勻
    黑煙 最高壓力     無
    黃焰
最高壓力
電極不應經常接觸
    黃焰
煙氣中一氧化碳體積分數
  (空氣系數為1時) 額定壓力
    <0.05％

  額定熱流量準確度
額定壓力
斤算熱流量與額定熱流量偏差<±10％
b．家用燃氣快速熱水器
  執行標準為GB 6932--2001《家用燃氣快速熱水器》。試驗壓力見該標準有關條款。測試內容與要求見表5‘引。
表5家用燃氣快速熱水器測試內容與要求
    檢驗項目 壓力條件   國家標準要求
第一道閥門   4.2 kPa     <O．07 L／h
燃氣系統 其他閥門 4.2 kPa     <O．55 IVh
  氣密性

燃氣通路
最高壓力
燃氣進氣口至燃燒器
火孔應無漏氣現象


  點火裝置性能

最高壓力、
最低壓力
連續啟動10次，著火
次數應不少于8次，失
效點火不應連續發生
2次，且無爆燃現象
熄火保護 開閥時間 最低壓力     ≤10 s
裝置性能 閉閥時間 最高壓力     ≤10 s
火焰狀態 額定壓力   火焰應清晰均勻
  黑煙 最高壓力 火焰應不產生黑煙
燃燒工況
火焰穩定性
最高壓力、
最低壓力 不發生回火、熄火及
妨礙使用的離焰現象
接觸黃焰
最高壓力
正常使用時電極與熱交換器部位不得接觸黃焰
續表5
    檢驗項目 壓力條件   國家標準要求
煙氣中一氧化碳體積分數(空氣  系數為1時)
額定壓力


煙道式和強排式、無風狀態：≤0.06％強制平衡式、無風狀態：≤O．10％
煙道堵塞時煙氣中
一氧化碳體積分數
(空氣系數為l時) 額定壓力
煙道式：≤0.06％

  熱負荷準確度
額定壓力
折算熱負荷與額定熱
負荷偏差≤10％
    熱水產率
額定壓力
不小于額定產熱水能
力的90％
  對于以上指標，各個城市可以根據自己的實際情況制定具體的標準，并且應得到地方標準管理部門的認可備案，以取得合法性。
5．3．2工業及商業用戶的轉換
    相對于居民用戶，工業和商業用戶的轉換要簡單一些，用戶一般比較配合，而且涉及的范圍相對較小。需要有一支專門的工作人員隊伍來完成。
    對于改造后的用具同樣要按照相應的標準進行測試，商業用戶灶具執行以下標準：《中餐燃氣炒菜灶》(CJ／T 28--2003)、《炊用燃氣大鍋灶》(CJ／T 3030—1995)、《燃氣蒸箱》(CJ／T 187--2003)，或者參照有關的企業標準。
    對于工業爐窯要按照其工藝要求或產品說明書所規定的技術參數進行檢測。
6轉換的流程
  ①前期準備
  在天然氣到來之前，要對即將進行的天然氣轉換工作做好思想上、政策上、經費上的準備。
  ②轉換的可行性研究
  對現有設施進行調查摸底，提前組織專門力量到每個用戶家中進行安全檢查，以消除用氣隱患，整改違章，更新老舊閥門和老化的軟管，規范安裝熱水器的煙道，同時收集用戶的燃具品牌、型號等信息，宣傳天然氣轉換知識、需要用戶配合的有關要求、安全注意事項等，提高用戶的安全意識，使用戶掌握正確的使用方法。
  ③制定轉換方案
  每個城市在制定轉換方案時，可以參照其他城市的經驗，吸取其教訓，結合自己的實際情況制定合理的改造方案，對制定的改造方案要進行充分的論證，確保其在政策、技術、經濟等方面的可操作性。
    ④開展大規模的宣傳工作
    充分發揮報社、電臺、電視臺、居民社區、物業管理公司的積極作用，采用多種形式廣泛進行宣傳，使廣大市民和工業、商業用戶理解、支持天然氣轉換工作；掌握天然氣的正確使用方法；了解哪些燃具可以改造后繼續使用，哪些燃具不可以改造后繼續使用，哪些燃具必須強制淘汰；知道戶內有哪些用氣隱患，應如何正確處理；理解轉換工作的必要性和重要性，知曉如何做好配合工作，以形成良好的社會氛圍，保安全、平穩完成天然氣的轉換工作。
    ⑤分期、分批、分區實施轉換
    天然氣轉換：[作是一項龐大的系統工程，需要的人力、物力巨大，合理地分期、分批、分區實施，對確保天然氣轉換工作的順利進行至關重要。
    ⑥對轉換效果進行檢驗分析和評價
    目前在國內，天然氣的轉換工作正在大規模地進行之中，有很多城市已經完成。根據已完成天然氣轉換的城市的實際效果調查，從總體來看比較成功。但存在的問題也不少，缺少具體的檢驗和評價標準，使許多問題無法顯現。
    ⑦轉換后的運行管理和安全監督
    天然氣轉換后，燃氣的性質有較大的變化，在短時間內，很多問題可能無法發現，但經過較長時間的運行后會逐步暴露出來，因此轉換后的運行管理和安全監督是非常重要的工作。
    值得強調的是，在整個天然氣轉換工作中，要得到政府的支持，使其成為政府造福于民的工程。實踐證明，哪個城市政府支持力度大，哪個城市轉換順利。