一.焊割气的发展 乙炔气在世界工业领域的应用已有百年历史，由于氧与乙炔结合能产生超过3000度的高温，可割焊多种金属，且操作简便，使用灵活，效率高，故直到目前仍占主导地位。 乙炔气极易燃烧爆炸，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。由于乙炔气易燃易爆，安全系数低，在生产过程中又耗能耗电，污染环境，使得乙炔气在生产、储存、运输、使用、环保方面都存在着诸多隐患。 90年代中期，一些国家先后研制出了多种可用于金属切割的气体，其中具代表性的有氢氧气、丙烯气、丙烷气和普通石油液化气等。目前国外使用比较普遍的COB工业燃气，该燃气具有较好的催化功能，较低的使用成本，得到了广泛的应用。催化燃气的诞生为工业应用的发展起到了重要的作用。 二上海物理教育网.船舶工业优选燃气 船舶行业大多使用乙炔气，催化丙烷气等燃气，由于乙炔，丙烷气密度较大，在室内作业容易产生危险，因此，选择相对较轻的天然气能够很好的解决成本及使用安全等问题。 三.天然气切割气特点 表1 天然气与乙炔、丙烷物性比较 气体 天然气 丙烷气 乙炔气 体积质量 kg/m3 0.75 2.0 1.2 空气中爆炸极限% 5-15 2.1-9.5 2.5-8.0 最低发热值Kcal/m3 9000 15219 12600 在氧气中的燃烧速度（m/s） 4.6 3.7 67.0 从表中可以看出： 天然气在空气中的爆炸极限范围小，燃烧速度慢。因此，发生爆炸、回火的可能性比乙炔小，安全性更高。与丙烷和乙炔不同，天然气的密度小于空气（1.29kg/m3），泄露时不易在车间或船舱地面形成堆积，大大减少了爆炸发生的可能性。 另外，天然气燃烧效率高、清洁，在生产和使用过程中，不会产生电石渣等污染废物。从而成为国家能源发展的一个主要方向，在能源结构中的比例在逐年增加。 四.天然气催化助剂 由于天然气的热值小，燃烧温度低，所以不易使用，为此使用过程中通过添加一定催化助剂的方法来提高火焰温度、改善切割效果。 COB催化天然气类燃气加注设备根据各企业使用情况设计出系列完整的加装设备，以满足企业生产需要。 COB催化天然气类燃气加注设备采用PLC可编程序控制，自动、手动任意切换，通过频率设置可保证在燃气流量允许的范围内加剂浓度的均匀稳定。本机采用防爆型设计，全密闭工作，隔膜防腐处理，适于添加各种易燃、易爆、易挥发的液态药剂，控制设定，添加药剂计量准确，可调整范围大。 表2天然气与催化天然气比较 燃气名称 钢板厚度 切割长度 切割时间 切割厚度 (mm) (m) (s) (mm) 天然气 30 10 1950 10—200（困难） 催化天然气 30 10 1345 10—400（较易） 五.天然气切割气技术—切割工艺 由于天然气与乙炔热值的不同，在替换乙炔时通过专用工具的使用进行钢材的切割、矫正等一系列加工工作，从而替代乙炔及其它工业燃气之目的。根据天然气和乙炔气的燃烧性能和气体消耗量分析： 天然气耗量较乙炔气耗量大，因此，在采用氧-天然气切割时须改变原乙炔割炬的混合室预热氧喷嘴孔径和射吸管孔径，同时扩大燃料气接头入口孔径，并调整氧与天然气气体比例。又由于氧天然气火焰的燃烧速度低于氧乙炔燃烧速度，因此，用乙炔切割炬改制成天然气割炬应加大割嘴的混合气喷出截面积，降低流出速度，使之与火焰的燃烧速度相适应，才能保证良好的燃烧 。 六.天然气切割气供应方式 表3 天然气供气方式比较 名称 管道天然气 压缩天然气 液化天然气 NG CNG LNG 供气条件 管道 钢瓶 钢瓶 使用设备 COB加注设备 钢瓶 COB加注设备 天然气气体单价 1.8-2.6元/立方 2.7-3.5元/立方 5.0-7.0元/立方 合成工业燃气 4.0-5.0元/立方 10-15元/立方 8.0-14元/立方 经过实际使用效果比较，1kg乙炔约可以被低于1kg天然气切割气所替代，而在氧气使用量也可适当降低。目前乙炔的市场价格价格在20元/kg以上，而天然气切割气的价格约为12元/kg左右。可见使用天然气切割气替代乙炔可以很大程度上降低切割气成本。以企业为例，该厂日消耗乙炔气1吨，目前使用的是液化天然气切割气，每日可节约切割气成本8000温州眼镜大王元，再加上氧气消耗量的降低，年节省切割气费用200多万元。 七.天然气的热值本身存在着一定的差异，因此，应根据天然气热值的差异进行价格区分。瓶颈效应 一）目前国外天然气热值标准及解决互换性措施表明 (1) 法国 政府准许在法国两种不同类型的输配管网中,输送H型天然气和B型天然气,H我们的中华、B型管网内的天然气热值范围分别是:10.7-12.8kwh/Nm3，即为38.52-40.08MJ/ Nm3（9200-11006kcal/Nm3，参比条件:0。C，101.325kpa，下同）和9.5-10.5kwh/Nm3，即为关元34.2-37.8MJ/ Nm3(8169-9028kcal/NM3).两套热值不同的天然气输配管网分别供应不同类型的天然气用户,以此解决气源不匹配而带来的互换性问题. (2) 荷兰和德国 天然气存储设施容量大,通过将不同热值的天然气混配,调制成符合用户需求的混合气体来解决天然气可置换性问题.德国两套管网标准热值为:10.12-10.08kwh/Nm3，即为36.18-36.03MJ/Nm3(8646-8612kcal/Nm3)和11.21-11.18kwh/Nm3,即为40.08-39.97MJ/Nm3(9579-9552kcal/Nm3). (3) 英国 因为拥有大量陈旧的国内设备,在天然气规格标准化的问题上采取了等待和观望的态度,目前推荐天然气热值为39.8MJ/Nm3,并以kwh/Nm3为计价标准。 综观世界先进国家利用天然气的经验和我国天然气利用现状，可以得出一个结论：统一天然气热值标准是强大天然气利用规范管理的一个重要环节。也是规范工业用天然气定价的依据。 二）统一天然气热值标准的必要性 用一种燃气代替另一种燃气时，必须充分考虑燃气的“互换性”和燃烧器的“适应性”。当供给用户的燃气性质发生改变时，置换气必须对基准气具有“互换性”，否则就不能保证用户使用安全，这就对燃气生产单位（供应单位）提出了严格的要求，限制了燃气性质的任意改变，因此，统一天然气热值标准就显得非常重要。 （1） 统一天然气热值标准是构建共同管网的需要。 随着天然气供应管网的延伸、扩大和发展，将由小区联网发展到区域性联网，最终到全国联网、甚至是跨国联网，这是天然气产业发展的必然趁势。这是要求进入管网的各气源必须共同遵守一个热值标准，必须适应网内用气设施要求，形成多气源、多产地、多销售商和多用户的质量保证体系。 （2） 统一天然气热值标准是等热值交易商业行为的需要 目前，我国燃气价格标明的都是每一立方米金额，并未考虑热值影响因素，其实这是很不合理的，国际上通行的是热量结算方式。利比亚天然气热值为12375kcal/Nm3，与挪威天然气热值9000kcal/Nm3比相差3375kcal/Nm3；新疆LNG气热值kcal/Nm3，与峡甘宁天然气8232kcal/Nm3比相差1560kcal/Nm3。热值差异太大的天然气不可能是同一个售价，因此，从这方面讲，统一热值标准对商业结算有利。 （3） 统一天然气热值标准是某些特殊工业用户的需要 一些特殊工业制品像电视机显像管及玻璃薄壳管的加工，对温度控制要求精度很高，因此，要求燃气组分和热值相对平稳，只允许天然气热值在士100kcal/Nm3范围内波动。 （4） 统一天然气热值标准是燃具生产企业和用户降低成本、提高服务质量的需要。 同一天然气热值标准，有利于全国燃气具生产企业的协调统一。单一热值标准的燃气具生产，有利于燃具厂家降低生产成本，有利于降低整个社会的产品维修服务成本，提高经济及社会效益。 三）我国统一天然气热值标准的可能措施 统一天然气热值标准的实质在于解决不同气源间的互换性问题，其实施的手段是调配燃气的燃烧特性。因为天然气热值与华白指数关系的单一性，因而实际表现为调整天然气热值。 1. 升高热值性医用导管 1）天然气中添加高热值气体，如液化石油气、轻烃气体等，使其达到所需要的热值。日本就是采用此方法，在天然气中添加液化石油气，使其热值达到11000kcal/Nm3，达到热值一致的目的。 2）工业用天然气进行催化助燃，提升燃气的热值及热燃烧方式。 2. 降低热值法 1） 掺混无热（低热）气体：在天然气中加入低热值的氮气、空气或其他低热值燃气，使天然气热值降低以达到我们所设定的目标值。 2） 轻烃分离：将天然气中热值相对较高的乙烷和丙烷等重质组分分离出来，提高甲烷含量，使热值降至目标值。 3） 天然气混和法 按照设定的热值目标值，将不同热值，不同来源的天然气或其他燃气按相应的比例混合，使其满足要求。像荷兰和德国，就是利用其庞大的天然气储存运输设施，采用此种方法实现热值稳定，解决天然气的互换性问题。 | |
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