一、引言
目前城市氣源有以下幾種：天然氣、人工煤氣、液化氣、輕烴混和氣等。
西氣東輸工程等大型燃氣輸配工程為我國許多地區利用天燃氣提供了機會。有些城市，在氣源轉換過程中便會遇到許多新的技術問題。
本文針對置換過程中的關鍵所在——是否形成爆炸性氣體，以及控制流速來作出相應分析。
二、置換過程的實例分析
本文以東阿燃氣公司輕烴混和氣和天然氣為例進行分析。下面給出氣體的組成及相關特性：
(一)天然氣特性：
根據中原油田天然氣產銷廠《天然氣檢測報告》：
CH4 94．5％
CH2 1.0％
O2 ＜100*10-8moe／moe
密度 0．74kg／m3
華白數 52．44KJ／m3
爆炸極限 5．0％-15．1％
則含氧爆炸極限為95．0％*21％-84．9*21％
即17．82％——19．95％
按其華白數52．44MJ／m3，燃燒速度指數39．3，符合SY7514—88中的質量指標，符合《城市燃氣分類》(GBl3612—92)中12T類燃氣(華白數48．10—57．80MJ／m3，燃燒勢CP范圍36—88)屬低硫優質氣，民用類優質燃料。
(二)輕烴混合氣特性：
我公司所用的輕烴混合氣：
輕烴氣(輕烴C5、C6氣等)含量：13％-14．5％
其余部分為空氣85．5％-87％
爆炸極限：1.3％-8％
故：輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧爆炸極限為
92％*21％——98．72％*21％：
即19．32％——20．73％
輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧量為：
85．5*21％——87％*21％
即：17．96％——18．27％
三、從實際出發解決問題
(一)燃燒爆炸問題
解決天燃氣、輕烴氣的燃燒爆炸問題主要在于控制空氣含量上。有兩點可以肯定：
1．兩氣體攙混，管內余氣并不會對爐具的正常使用產生影響。
2．兩氣體除含有少量空氣外，均是烴類氣可以互窖、互混的。
由于天然氣含氧爆炸極限17．83％-19．95％
輕烴混和氣含氧爆炸極限19．32％-20．73％
輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧量為17．96％-18．27％
兩氣體含氧爆炸極限基本上是不相包容的，可是輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧量為17．96％-18．27％，確實在天然氣含氧爆炸極限內，但是向天然氣置換輕烴燃氣時，是天然氣充入輕烴混合氣，氧氣的濃度會逐漸減少，控制一下，是可以避免形成爆炸性氣體的。
倘若兩種氣體攙混(輕烴氣中充入天然氣)進行供氣，應控制一下氣體流速，避免產生靜電火花，發生意外事故。所以，天然氣置換輕烴燃氣時，采取一下措施，是可以直接充入天然氣的。
(二)選準引入口
這將直接影響到天然氣的輸送距離及質量。
據管輸氣體流速、流量公式和調壓設施送氣半徑，確定天然氣的引入口。
因天然氣的單位熱值接近輕烴混和氣的2倍，故天然氣主管網分支接進區域調壓站后，其出口與輕烴氣站房出口對接即可通氣；并能符合天然氣區域調壓站規定，接入后不影響送氣質量及送氣半徑。
當無法滿足需要時，需計算送氣范圍內的管子管徑、管長，并更換相應管道后方可滿足送氣需要。
(三)去掉相應附屬設施
我公司選用的輕烴制氣設備，戶內減壓閥減壓至1500Pa，與天然氣爐具的適用壓力2000Pa不符合。經我公司調節實驗，爐子火弱，火力不足。
又由于：1、區域調壓箱出口壓力不能達到0．01MPa以上。
2、調壓閥的出口壓力在用戶端不易調節至2000Pa。
所以為滿足爐具適用壓力需求，更換掉調壓閥等輔助設施。
(四)爐具改型
當選用爐具時，必須考慮：1．爐具的熱流量
2．爐具的壓力
3．爐具燃燒的穩定性
4．一次空氣系數
下面對有關噴嘴直徑、調風板進風口面積進行計算：
1.有關噴嘴直徑的計算
爐具的熱流量，燃燒器的熱流量與華白數成正比：I＝K*W(K為比例系數)
為維持原燃具的額定熱流量，需調整噴嘴直徑并保持下列關系：
D1、W1、P1為置換氣的噴嘴直徑、華白數及壓力
D2、W2、P2為基準氣的噴嘴直徑、華白數及壓力
華白數W：
Q：燃氣的低熱值
P：爐具額定壓力
S：燃氣相對比重
經計算得輕烴混合氣S＝2．518
輕烴混合氣低熱值為5500Kcal／m3
得Ws＝134239．5(輕烴混和氣)
根據以上關系得出爐子的噴嘴直徑、調風板進風口面積，獲得爐子改型的初步數據。
2．調風板進風口面積粗算
一次空氣系數不僅影響燃具熱效率，而且也影響燃具是否完全燃燒，經分析，可以減小噴嘴，提高噴嘴前壓力，適當加大調風板進風口面積，以達到完全燃燒。
X：一次空氣系數
W：廣義華白數
P：爐具額定壓力
F：火孔總面積
經過以上工作的綜合，我們對爐具專門進行了改型試驗：
(1)更換了1個點火器、4個燃燒噴嘴。
(2)更換了調風板進風口。
(五)、安全檢查
對爐具各改型口涂密封膠，并最后做檢漏試驗，以防止由縫隙漏氣引燃著火，燒壞爐具及傷人。
三、結束語：
本文著重從實際情況出發，解決置換過程中經常碰到的問題。總起來說，解決這個問題需要從以下幾個方面來處理：
(一)置換氣體時的爆炸危險性分析。
(二)調壓設施問題：區域調壓站、戶內調壓器的調節與更換。
(三)管網問題：選準引入口，滿足送氣質量。
(四)爐具問題：改型或更換。
目前城市氣源有以下幾種：天然氣、人工煤氣、液化氣、輕烴混和氣等。
西氣東輸工程等大型燃氣輸配工程為我國許多地區利用天燃氣提供了機會。有些城市，在氣源轉換過程中便會遇到許多新的技術問題。
本文針對置換過程中的關鍵所在——是否形成爆炸性氣體，以及控制流速來作出相應分析。
二、置換過程的實例分析
本文以東阿燃氣公司輕烴混和氣和天然氣為例進行分析。下面給出氣體的組成及相關特性：
(一)天然氣特性：
根據中原油田天然氣產銷廠《天然氣檢測報告》：
CH4 94．5％
CH2 1.0％
O2 ＜100*10-8moe／moe
密度 0．74kg／m3
華白數 52．44KJ／m3
爆炸極限 5．0％-15．1％
則含氧爆炸極限為95．0％*21％-84．9*21％
即17．82％——19．95％
按其華白數52．44MJ／m3，燃燒速度指數39．3，符合SY7514—88中的質量指標，符合《城市燃氣分類》(GBl3612—92)中12T類燃氣(華白數48．10—57．80MJ／m3，燃燒勢CP范圍36—88)屬低硫優質氣，民用類優質燃料。
(二)輕烴混合氣特性：
我公司所用的輕烴混合氣：
輕烴氣(輕烴C5、C6氣等)含量：13％-14．5％
其余部分為空氣85．5％-87％
爆炸極限：1.3％-8％
故：輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧爆炸極限為
92％*21％——98．72％*21％：
即19．32％——20．73％
輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧量為：
85．5*21％——87％*21％
即：17．96％——18．27％
三、從實際出發解決問題
(一)燃燒爆炸問題
解決天燃氣、輕烴氣的燃燒爆炸問題主要在于控制空氣含量上。有兩點可以肯定：
1．兩氣體攙混，管內余氣并不會對爐具的正常使用產生影響。
2．兩氣體除含有少量空氣外，均是烴類氣可以互窖、互混的。
由于天然氣含氧爆炸極限17．83％-19．95％
輕烴混和氣含氧爆炸極限19．32％-20．73％
輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧量為17．96％-18．27％
兩氣體含氧爆炸極限基本上是不相包容的，可是輕烴混合氣(空氣中含氧氣量為21％)含氧量為17．96％-18．27％，確實在天然氣含氧爆炸極限內，但是向天然氣置換輕烴燃氣時，是天然氣充入輕烴混合氣，氧氣的濃度會逐漸減少，控制一下，是可以避免形成爆炸性氣體的。
倘若兩種氣體攙混(輕烴氣中充入天然氣)進行供氣，應控制一下氣體流速，避免產生靜電火花，發生意外事故。所以，天然氣置換輕烴燃氣時，采取一下措施，是可以直接充入天然氣的。
(二)選準引入口
這將直接影響到天然氣的輸送距離及質量。
據管輸氣體流速、流量公式和調壓設施送氣半徑，確定天然氣的引入口。
因天然氣的單位熱值接近輕烴混和氣的2倍，故天然氣主管網分支接進區域調壓站后，其出口與輕烴氣站房出口對接即可通氣；并能符合天然氣區域調壓站規定，接入后不影響送氣質量及送氣半徑。
當無法滿足需要時，需計算送氣范圍內的管子管徑、管長，并更換相應管道后方可滿足送氣需要。
(三)去掉相應附屬設施
我公司選用的輕烴制氣設備，戶內減壓閥減壓至1500Pa，與天然氣爐具的適用壓力2000Pa不符合。經我公司調節實驗，爐子火弱，火力不足。
又由于：1、區域調壓箱出口壓力不能達到0．01MPa以上。
2、調壓閥的出口壓力在用戶端不易調節至2000Pa。
所以為滿足爐具適用壓力需求，更換掉調壓閥等輔助設施。
(四)爐具改型
當選用爐具時，必須考慮：1．爐具的熱流量
2．爐具的壓力
3．爐具燃燒的穩定性
4．一次空氣系數
下面對有關噴嘴直徑、調風板進風口面積進行計算：
1.有關噴嘴直徑的計算
爐具的熱流量，燃燒器的熱流量與華白數成正比：I＝K*W(K為比例系數)
為維持原燃具的額定熱流量，需調整噴嘴直徑并保持下列關系：
D1、W1、P1為置換氣的噴嘴直徑、華白數及壓力
D2、W2、P2為基準氣的噴嘴直徑、華白數及壓力
華白數W：
Q：燃氣的低熱值
P：爐具額定壓力
S：燃氣相對比重
經計算得輕烴混合氣S＝2．518
輕烴混合氣低熱值為5500Kcal／m3
得Ws＝134239．5(輕烴混和氣)
根據以上關系得出爐子的噴嘴直徑、調風板進風口面積，獲得爐子改型的初步數據。
2．調風板進風口面積粗算
一次空氣系數不僅影響燃具熱效率，而且也影響燃具是否完全燃燒，經分析，可以減小噴嘴，提高噴嘴前壓力，適當加大調風板進風口面積，以達到完全燃燒。
X：一次空氣系數
W：廣義華白數
P：爐具額定壓力
F：火孔總面積
經過以上工作的綜合，我們對爐具專門進行了改型試驗：
(1)更換了1個點火器、4個燃燒噴嘴。
(2)更換了調風板進風口。
(五)、安全檢查
對爐具各改型口涂密封膠，并最后做檢漏試驗，以防止由縫隙漏氣引燃著火，燒壞爐具及傷人。
三、結束語：
本文著重從實際情況出發，解決置換過程中經常碰到的問題。總起來說，解決這個問題需要從以下幾個方面來處理：
(一)置換氣體時的爆炸危險性分析。
(二)調壓設施問題：區域調壓站、戶內調壓器的調節與更換。
(三)管網問題：選準引入口，滿足送氣質量。
(四)爐具問題：改型或更換。
