城市小区中央管道供液化石油气的发展

时间: 2007-01-27 栏目: 化学化工论文

人类生活所需的燃料的应用与发展与人类社会发展一样,循序渐进,由低级到高级;供应途径则由落后到先进,并不断向现代化和自动化迈进。

人类从懂得用火熟食延续至今,燃料的应用经历了植物燃料、固体燃料、液体燃料、气体燃料四个阶段。气体燃料的发展则又明显地随着社会经济的发展而发展,随着工业技术的进步而进步,并不断向高层次发展。从煤气的供应开始,过渡到液化石油气,最终实现天然气大管网供气是世界性的气体燃料发展的途径。

一、城市煤气发展的历史

从1792年英国机械工程师威廉·麦达克在伯明翰试验室里用煤绝热干馏发现了煤气之后,人类便进入了使用煤气的新纪元。这个煤气之父---威廉·麦达克把产生出来的煤气用铜管引至康威尔住地,成功地用来点灯,照明了自己的家。

经过20年的研究和探索,曾在1800年就获得煤制气第一项英国专利的德国工程师温泽于1812年在英国伦敦创建了世界上第一家煤气公司---威斯敏斯特煤气照明与煤炭公司。接着,美国的巴尔迪摩在1816年、法国的巴黎在1819年、德国的柏林在1826年、俄国的彼得堡在1835年、澳大利亚的悉尼在1837年、日本的九州在1857年相继建成了煤制气或叫煤气照明公司,或叫煤气灯公司。到了1850年,英国产业革命的末期,英国共有800多家煤气生产企业,形成了具有规模和深远影响力的一支产业部门,对世界各国煤气事业的发展起了很大的推动作用。

1862年5月31日,香港中华煤气有限公司在英国注册成立并在香港开业。第二年就在香港维多利亚港畔建成日产3400立方米的煤制气装置,生产出来的煤制气用24公里的管道送至香港岛中心地区道路和部分建筑的500多盏街灯照明使用,开辟了香港地区煤气发展的事业。随着香港地区经济的发展、繁荣和稳定, 1982年6月,香港中华煤气有限公司从英国迁册回香港不断发展扩大。

1862年英国商人在上海筹办了“大英自来火房”公司,向社会集资,1864年开始在苏州河泥城桥畔建设一个水平炉煤气厂,1865年9月竣工,并于同年的11月1日正式投产供气。当时日产只有398立方米,供198户居民和63盏街灯照明。

在上海煤气公司投产供气之后,日本商人在东北地区,从1907年起至1934年的27年间相继发展了大连、抚顺、鞍山、沈阳、丹东、长春、锦州、哈尔滨等八个煤气公司,为中国煤气事业的发展打下了良好的基础。

二、液化石油气的应用和发展

液化石油气主要来源于油田伴生气和炼油厂的回收气。由于分装容易,供应灵活,方便推广应用。 1895年美国多列克用石油井架钻取石油获得成功,使石油化工业开始了发展,人类开始从石油加工业中获得液化石油气:并于1902年开始了液化石油气的供应工作。当时用于装载液化石油气的汽车槽车之罐体采用全部钉铆制。从1908年起德国、法国、意大利、罗马尼亚、苏联等欧洲国家相继使用液化石油气。

日本国从1952年起开始采用液化石油气取代木炭、木材、煤和煤制气,成为家庭生活的主要燃料,到1965年,由于都市近郊用户骤增,液化石油气事业者发展出一种既安全又方便的供气方式---以简易配管的形式进行供气(我们称之为瓶组供气)。日本政府为配合形势的发展,就将70户以上的导管供气事业,视为公用事业,并于1970年4月修订的《瓦斯事业法》定为简易瓦斯事业以法纳入管理。由于简易瓦斯事业供应简便、迅速、安全、经济,广受好评,逐渐普及全日本。 1972年,日本政府制定法令,规定液化石油气不得以重量计价贩卖,主要原因是钢瓶内常有残液,而残液是属于用户出钱购买了的,如无偿由供气单位收回,则抵触《计量法》再加上为了安全起见,规定钢瓶必须移至屋外,二楼以上不得放置钢瓶,为使住户能顺利用气,只有采用配管通过流量表计量供气。做到供气安全、买卖公平、公正,老少不欺。

1962年,香港(英荷)壳牌石油公司,把液化石油气引入香港,并以瓶装供应的形式为香港居民提供服务。为进一步发展高层住户的安全供气服务,从1972年开始,在一些人口集中的生活小区开展了配管供应服务,那就是我们所说的小区中央管道供气系统,一般在5000至10000户左右。

1965年,中国第一座液化石油气灌装厂在北京西郊建成投产,开始向北京市民供应瓶装液化石油气。尽管广东茂名石油化工公司炼油厂在1963年就建成投产,但未能充分回收利用液化石油气,直到1976年才开始以3633吨/年的数量当成高档商品向广东部分城市具有身份象征的居民供应。 1978年广州石油化工总厂建成投产,广东居民液化石油气供应量提高到11540吨/年。1979年深圳建市之初,香港商人纷纷来深圳投资设厂,香港大中行捷足先登来到深圳/在独树村建立储灌站,从香港引入国外液化石油气,一车一车的从香港输进深圳。

1982年3月,深圳市煤气公司成立,开展了瓶装液化石油气的供气服务,从广东茂名、湖南长岭炼油厂购进液化石油气供应市民;1982年8月,深圳市液化石油气管理公司成立,开展向高层楼宇住户提供管道供气的服务,在深圳地区开展了具有规模性的、系统性的小区集中供液化石油气的历史,为珠江三角洲地区乃至全国各地开展小区集中供液化石油气提供了各种借鉴。 1987年深圳公司也试探性的从香港进口国外气2750吨,到1990年达到6.9万吨,1993年广东总供气量98.6万吨,其中进口气61.5万吨,占供气总量的62.4%。1995年总供气量195.68万吨,其中进口气166.33万吨,占供气总量的85.5%,国产气只有29.35万吨。 1988年3月深圳华南液化气船务公司的“安龙号”液化气船首航深圳至江苏镇海,开始了国内船海运液化石油气的业务, 1989年2月“泰龙号”液化气船开往国际航线,驶进菲律宾八大岸冷冻液化气储存基地,开拓了中国公海远洋运输液化石油气的历史,接着又开往新加坡、马来西亚、泰国等地运输液化石油气。

为了缩短运输距离,减少船运周期,将液化石油气从低温常压船过驳到常温全压船进行销售活动的“海上浮仓”出现了---1992年11月份,日本岩谷公司在珠海桂山列岛附近的海面上停泊了一条4万吨级的世界天空号大型低温常压液化气船;这种临时性的、过渡性的“海上浮仓”的过驳作业,不久将会被正在建设中的固定的陆上冷冻液化石油气库所取代。

三、石油气小区管道供气的发展

深训地区燃气事业的发展,在《全面规划,分区建设,逐步联网,逐步实现石油气供应管道化》的规划思想指导下,借鉴日本和香港地区小区中央管道供气的经验,结合深圳经济特区开发、组团功能建设和高层住宅成片出现的特点,采用全面规划,分区建设,逐步联网发展管道供气的办法,首先在开发最早、高层楼宇最多、人口密度最大的罗湖商业中心区建设小区中央管道供气站,开展管道供液化石油气的服务试点,从而获得小区气化和高层管道供气的经验和应用技术。

1986年,广东地区掀起了一个利用天然气的热

潮,广东省内每一个市县都相继成立了天然气利用领导小组和天然气利用办公室,3月15—16日的珠岛会议精神传遍南粤大地,说什么1990年南海崖城Y13-1天然气就要进入广东居民家。以此,我们提出了《深圳地区天然气转换计划的思考》 1989年1月由深圳市规划局、深圳市液化石油气管理公司和中国市政工程华北设计院共同编制的《深圳煤气输配系统规划》明确提出:深圳煤气建设前期的气源以液化石油气为主,并用液化石油气管道供气来完成过渡到天然气管道供气,实现远期以天然气为主的目标。在过渡到天然气管道供气之前的期间内,则以发展液化石油气管道供气为重点。第一阶段,实行生活小区管道化,使一个一个小区管道供气建起来;第二阶段使小区与小区之间逐步联网,让小区之间能互相配气、供气,并实现环状供气;第三阶段,把所有小区实行并网,做到大面积的液化石油气管道供气。

在实行小区液化石油气管网建设的同时,在选点与布点小区中央管道供气站的过程中,要充分考虑天然气管道供气建网和设置调压站的需要,为天然气管道供气全面联网做好充分的准备,使深圳地区最终完成城市燃气向天然气转换的历程。

四、深圳小区气化的经验得到推广应用

经过10年建设、操作、实践的深圳小区气化的做法,得到了1991年10月在新疆乌鲁木齐市召开的第五届中国城市煤气学会专家们的充分肯定,推广深圳小区气化经验既有现实性又有远见性。1992年9月24—26日在广东韶关市召开的广东省民用燃气专业委员会第二次年会上,我代表深圳市液化石油气管理公司在大会上宣读了《全面规划,分区建设,逐步联网,逐步实现石油气供应管道化》之后,与会代表一致认为:现代化城市建设高层建筑越来越多,小区气化的管道供气具有稳定、可靠、安全、方便、洁净等特点,它是现代化城市高层建筑群体迅速起必然出现的最佳供气模式,是消防安全规范的要求,是现代化城市煤气的发展方向。在我省海上天然气登陆之前,有必要在全省各城市推广小区中央管道供液化石油气,以便将来与海上天然气登陆接轨。因此,广东省石油学会于1992年10月28日以粤油会(1992)24号文向广东省人民政府呈送了《关于建议推广城市小区中央管道供液化石油气的报告》 建议在全省范围内推广应用深圳小区气化的经验,并以深圳作为全省开展小区气化建设的示范基地,提供必要的技术咨询和供气管理经验。

这一建议提出来之后,得到了广东各级领导和城市建设部门的高度重视,特别是花都市政府很快就批准“同意将管道液化气工程列入城市建设规划,统筹考虑安排”。珠海市政府及斗门市政府也将管道供气列入市政府的议事日程。斗门市在人大会上提出:“在旧城区逐步发展建设,新城区全面规划,统一建设,最后联网,实现一体化管道供气”。

为了推动建议的实施;广东省石油学会又于1993年3月19—27日与广东省煤气协会、深训市液化石油气管理公司联合在深圳举行了“城市小区石油气管道供气学习班”得到了各级政府和各地煤气公司的大力支持和重视,包括广东、期南1江西、江苏四在内的总共一百多人参加了此次学习班。1995年8月28日-9月2日,广东省石油学会民用燃气专业委员会与深圳市液化石油气管理公司联合举办了“瓶装、管道供气电脑管理培训班”。小区气化的经验和操作管理办法很快传播到各地市,使小区气化建设迅速发展起来。据广东省液化石油气工作小组统计,省内的广州、深圳、佛山、中山、珠海、斗门、台山等29个市县,发展管道液化气用户50多万户,正在规划建设的有177。33万户。此外,还有浙鄞江县、象山、温州,辽宁的沈阳,云南的昆明以及山东的淄博等地也雨后春笋般地发展起来。

广东省石油学会1996年3月18日向广东省科学技术协会推荐“关于推广城市小区中央管道供液化石油气建议”为第三届广东省科学技术协会优秀建议一等奖, 1996年5月正式被广东省科协评为优秀建议一等奖(见1996年5月29日《广东科技报》)。

五、不断完善的小区气化联网操作与管理

要使小区气化不断发展、不断完善,能做到长期地、稳定地、安全地供气,除了确定气化模式之外,还要选择合理的工艺条件、最佳的供气管网形式和调压形式,不断完善联网操作与管理。在《全面规划,分区建设,逐步联网,逐步实现石油气供应管道化》(此论文被1994年6月在意大利米兰召开的第19届国际煤联评选入煤联论文集)的规划思想指导下的小区气化模式,遵循城市组团功能开发建设的特点,开始配合小区住宅建设的需要,布点建设小区气化站,实行单独小区供气操作。随着城市建设的发展,住宅小区不断增加,小区气化站也不断增加,多个单独气化站的供气操作存在着负荷不能充分发挥以及操作费用高的弊端,把多个气化站联成网络状,实行多站联合供气操作,不仅能做到稳定供气和安全供气,而且还能适应负荷增减的变化和及时调节,充分发挥各气化站的操作优势和选择最佳的操作条件,做到节能降耗,减低成本费用,便于开展全面性的电脑化管理,有利于维修抢险工作的顺利进行。

采取联网操作管理,可以随着城市建设中心和周边的转移,而使供气站从城市中心地带向城市边沿地区转移;使供气站的周期储存向储备库转移和向有足够富余量的气化站转移;能淡化供气半径的概念延伸供气范围,扩大供气管道的储气能力;能由小气站供气向大气站供气过渡,思想实现大面积的液化石油气管道供气,然后,逐渐向天然气管道供气过渡,最终完成天然气的转换计划。

这种投资省、见效快、上马容易,可根据城市建设发展分期分批建设的深圳小区气化模式,不仅对深圳适用,对珠江三角洲、东南沿海地区以及东南亚发展中国家开展小区气化也有一定的示范性和现实性,并得到了第十九届世界煤气大会的充分肯定。

《深圳小区气站联网操作与管理》一文,己被国际煤气联合会技术协调委员会采纳,并安排于1997年6月10-13日在丹麦哥本哈根召开的第20届世界煤气大会上正式宣读。

深圳小区气化联网操作与管理,通过十多年采的不断实践、不断积累、不断总结、不断提高,已成为一种非常适合深圳特区城市燃气发展的成功气化模式,这种气化模式也将适用于珠江三角洲地区和我国东南沿海气源充足、储存稳定、运输保证的地区里的新兴的中小城市发展燃气事业的参考和借鉴。

六、迎接天然气大管网供气的到来

21世纪是天然气的黄金时代,它将为未来世界创造出一种良好的环境,进入绿色的年代,这是天然气带给人类的福音。

国家计委委托中国国际咨询公司于1996年5月21日在北京召开的“城市燃气发展及对策研究会”上明确提出:“大力发展天然气,扩大液化石油气的供应的方针”是非常正确的。我们深圳地区提出城市燃气发展前期以液化石油气为气源,远期以天然气为气源,并用液化石油气的管道供气向天然气管道供气过渡,实现地区性的天然气转换计划是完全符合要求的。

1958年美国的于弗雷多利亚市建立第一个天然气照明公司以来,人类便开始加促天然气的利用,明确地提出了天然气的转换计划。美国在20世纪50-60年代就完成了天然气

转换计划,英国和法国在70—80年代完成了天然气转换计划,日本则在80-90年代完成了天然气转换计划。日本这个缺能国家,每年进口4000多万吨液化天然气和2000多万吨液化石油气,使之成为能源结构最合理、最先进的国家。单是东京煤气公司一年就供应11000大卡/立方米热值的天然气加液化石油气的混合气体76亿立方米。南韩和泰国天然气利用工作发展也比较快。台湾从1990年5月在永安镇建成第一座液化天然气接收站投产供气以来;到1995年己发展到450万吨年的接收能力。

我国的华北地区和四川地区虽然有部分城市使用部分天然气,所占份额极少。中国是使用天然气的始祖,在《太平广记》一书中就有记载:公元二世纪,蜀国丞相诸葛亮曾亲自视察四川临邓的天然气井,用其煮卤熬盐,熊熊火焰,蔚为奇观。但由于种种原因,我国天然气利用工作一直没有得到重视和发展。解放前仅有的四川天然气产量只有900万立方米,1984年全国天然气年产量才有12.86亿立方米,1993年全国天然气产量有160亿立方米,用在城市煤气也只有63.6亿立方米(约574万吨/年) 1994年全国天然气用量才达到74.5亿立方米,还不到日本东京煤气公司的一年用气量。今年四月份,俄罗斯总统叶利钦答应从伊尔库茨克的科比切斯克气田供气200至250亿立方米/年的天然气给中国,即俄国---中国天然气管线,通过满洲里、北京、天津到山东日照的3600公里管线供应北方地区;第二条线路就是陕甘宁天然气通北京;陕甘宁气田---北京输气管道工程,每年外输商品气20亿立方米/年,东输11亿立方米/年,供北京7亿立方米/年,沧州、天津3亿立方米/年,1亿立方米机动。从陕西省北部靖边县至北京西郊衙门口输气管线全长900公里;第三条是长江中下游天然气管网,利用东海平湖气田和引进300万吨液化天然气联网供气;第四条是珠江三角洲天然气管网,液化天然气接收站放在大鹏湾的称头角,路经深圳、惠州、东莞、广州、佛山、肇庆、江门、中山到珠海全程主干管417公里,小支线153公里。南海天然气在珠海的高栏岛上岸,路经珠海、中山、江门、佛山、肇庆、广州、东芜、惠州到深圳,全程主干管417公里,小支线153公里,进口液化天然气和海上天然气联网供气。

四大天然气管网将在2000年开始逐步供气,从供气之后的10—15年内将实现中国东北、华北、东南、华南地区的天然气转换计划。在未实现天然气管网供气之前的时间里以及未能实现天然气转换的地区,可以充分利用液化石油气的管道供气来实现城市燃气管道化,使城市煤气建设向现代化高层次发展。

七、管道供气为城市小区集中供电、供热、供冷提供了必备的条件

液化石油气是仅次于天然气的清洁、理想的能源,不仅广泛地被城市居民和商业用户所采用,在玻璃工业、汽车工业、陶瓷工业以及发电、制冷也得到广泛的应用。

在日本,我们亲眼看到了管道天然气和管道液化石油气被利用为这个具有强烈现代化气息的城市提供良好和完善的供电、供热水、供暖气和供冷气的服务。

(一)发电照明----利用天然气或液化石油气燃烧的热力推动燃气透平机组发电,输入电网或直接供办公室照明使用。

(二)制造冷气----利用天然气或液化石油气燃烧的热量,使水管式锅炉产生4Mpa,400℃的高压蒸汽,通过背压式透平机组进入吸收式冷冻机,制造出4℃的冷冻水,送入制造冷源的空调机为办公室提供22℃左右的冷气,温度升高至12℃的冷冻水送入循环系统循环使用(东京煤气公司的新宿都心区冷暖中心为例)也可采用燃气直燃型吸收式制冷机为办公室提供22℃左右的冷气(深圳市燃气集团石油气大厦120USRT的燃气空调为例,或深圳科技园通讯工业公司办公楼260USRT的燃气空调为例)

(三)提供暖气----将水管锅炉产生的4Mpa,400℃的高压蒸汽减压至0.7MPa,送至暖气空调机产生暖气送办公室取暖,亦可用燃气直燃型吸收式制暖机制暖供办公室取暖。

(四)提供热水----减压至0.7MPa的蒸汽送入热交换器,加热冷水变成热水送广大商业用户或家庭用户使用。

管道供气为城市小区提供了三联供的必备条件,我们应充分利用它为城市环境服务,为广大民众服务,创造出一个人与城市,人与地球更为和谐幸福的生活空间;也为供气公司提供广阔的供应市场,创造出更有成效的经济效益。我们应积极推广应用。