近几年来，在我国液化气混空气的技术发展较快，在一些经济发达地区例如海南、深圳、苏州等城市相相继建成了几座混气站。1997年底，陕京天然气长输管线将向北京供气，目前北京市许多区域已列入或将列入天然气供气范围，这些区域内现在急需用气于暂时还不能接通大天然气形成了矛盾。为了满足用户当前的用气要求，同时又兼顾到大天燃气进京，我们采用液化石油气混空气代替天然气的办法解决现阶段用气，将来天然气到达该地区之后，再置换成天然气，而管网和户内设备无需更改，使一次投资到位。北京天环燃气有限公司完成的北京市顺义开发区混气站工程就是一例。

一、液化石油气掺混合气的理论准备

   液化石油气（英文缩写LPG，下同）强制气化本世纪40年代在美国已有应用。到了50、60年代，由于北美天然气的大量开发利用，LPG混合气作为一种备用调峰气源迅速得到了推广，经过30多年的发展，混气技术已相当成熟。在我国混气技术开始于60年代，燃气工程师为了满足工业用户的需求，自行研制成功了文丘里式混气设备。但混气技术在中国的真正发展是在90年代。我们在承接这一混气站的粗期进行了一些理论准备：

1.关于燃气互换性的讨论

   用不同的制气方法所获得的燃气，其成分、热值、密度和燃烧特性等都不相同，而任何一种燃具都是按一定的燃气成份设计的。当燃气成份发生变化时，燃具的燃烧工况就会改变，但只要两种燃气的华白数相等，就能在同一燃气压下和同一燃具上获得同一热负荷，即具有互换性。一般规定，两种燃气互换时，华白数的变化范围不大于5%──10%。

   当然，考虑两种燃气能否互换，华白数指标不是唯一的，燃烧势也是反映燃气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧倾向的一项反映燃气燃烧稳定状况的综合指标，用Cp表示。按我国燃气分类，液化石油气混空气为6他，燃烧特性接近天然气，其燃烧势为29。

2.液化石油气混空气替代天然气使用的试验

   为了获得液化石油气混空气在天然气灶具燃烧的实际工况，在经过理论计算之后，我们还做了实验。

北京市天然气公司提供的天然气参数：
低热值：hl=39.8MJ/m3
相对密度：S=0.7
华白数：W天=47.5MJ/m3
实验实测液化气参数如下：
低热值：Hl=180.8MJ/m3
相对密度：S=1.72
华白数：W液=198.2MJ/m3

A:当混合气与天然气华白指数相同时，W混=W天=47.5MJ/m3,混合气中液化石油气组分为y液=51%，混合气中空气组分为y空=49%；

B:当燃具以W混=W天=47.5MJ/m3调整好后，不作任何调整可正常燃烧的混气比波动范围（实测值）：

上限：y液=55.6% y空=44.4%，相应华白数为W混=51.1MJ/m3。
下限：y液=43.5% y空=56.5%，相应华白指数为W混=41.3MJ/m3。
C：混合气华白数在±10%范围内波动时，即：
W+10混=1.1 W天=52.3MJ/m3；
W-10混=0.9 W天=42.8MJ/m3时：
W混=52.3MJ/m3,y液=57.1%,y空=42.9%
W混=42.8MJ/m3,y液=45.1%,y空=54.9%

在以上三种情况下，实验中得出以下结论：

A：混合气与天然气华白指数相同时，混合气在天然气灶上能正常燃烧。
B：按结论A调整好的灶具，不再做任何调整，可以正常燃烧的混气比的范围是：
上限：y液=55.6% ，相应华白数为W混=51.1MJ/m3
y空=44.4%
下限：y液=43.5% ，相应华白指数为W混=41.3MJ/m3
y空=56.5%。
C：混合气的华白指数在±10%内波动时，欲使燃具燃烧稳定，需开大风门，以消除火焰顶部的黄焰尖。

3.混气与天然气再混合使用的讨论

   正如我们大家所想象的一样，在天然气规划区内我们暂时使用混气，当天然气接通后我们再用天然气将混气置换掉或将其作为备用气源。在该气站的理论准备阶段，有些工程师提出混气与天然气再混合后由于空气的存在是否会出现爆炸的危险，氧含量是否应该控制？为了解决这一混气中再掺混天然气是否存在危险的疑问，笔者进行了一些计算：（见数据表1和图1）
根据数据图表，我们选择两组数据进行一下华白数的计算：
① YCH4=20%, YC3H8=20%, YC4H10=20%, Y空=40%,S=1.24, H=55MJ/m3, W=49.55MJ/m3
②YCH4=50%, YC3H8=12.5%, YC4H10=12.5%, Y空=25%, S=0.98, H=49.32MJ/m3, W=49.7MJ/m3
此结果说明掺入天然气后，华白数基本不变，混气中再以任何比例混入天然气不仅不会发生任何危险而且还完全可以在天然气灶具上正常燃烧。
注：以上计算，均设定天然气为纯甲烷，液化气为丙烷和丁烷。

混气中掺入天然气组分变化及爆炸极限表表1

说明：可燃气体含量从开始掺入甲烷起，就远在爆炸极限之外，所以不会发生危险。

二·进口液化石油气气化设备的选择说明

液化石油气强制气化方式分：直接电加热气化，电加热水溶气化，热水或蒸汽循环气化，明火式加热在我国已不允许使用了。

混气方式从原理上可分为：文丘里自然吸入空气混合；高压比例混合。文丘里自然吸入式设备及运行成本较低，缺点是输出混气压力低，混气热值只能在现场做窄幅度调整；高压比例式混气压力可以提高，但由于要附加空气压缩干燥系统，较复杂的调压系统，精密的比例阀，所以造价，运行成本高，适用于大型混气厂。

有没有介于这两种传统方式之间的新方法呢？不久前，美国A──TECH设备有限公司研制出一种介于两种混气方式之间的新方法，即文丘里空气助推式。这种混气设备的原理是将文丘里自然吸入式稍加改动，用鼓风机增加吸入空气的压力，用PLC（可编程序控制器）根据热值仪的反馈信号控制助推空气量，这样稍加投资就可以提高混气压力。这种空气助推式在我国也有理论上的研究，中国市政华北设计院严铭卿教授对空气助推文丘里式做过试验，这里我们借用一些数据进行分析：

Py Pk Ph
第一组1.0 0.1 0.1395 Py-液化石油气喷射压力
1.5 0.1 0.1435 Pk-空气压力

第二组1.0 0.12 0.165 Ph-混气压力
0.8 0.13 0.1726 单位：MPa
0.9 0.16 0.1902

从第一组数据分析：Py提高50%，Pk不变，Ph提高2.87%。
从第二组数据分析：Py降低50%，Pk提高33.3%，Ph提高15.27%：
Py降低20%，Pk提高8.3%，Ph提高4.61%。

这表明，文丘里式混合，如果只增加液化石油气的喷射压力，对混气压力的提高是很有限的，反而会影响混气的热值。如果用某种方法对空气的压力稍加提高，就会显著增加混气压力，并保证热值的精度。所以，文丘里空气助推式混合器是一种成本低，压力有保证，热值稳定的新方式，必将被广泛采用。

三· 该站的设计特点和施工质量保证

该混气站别墅日供气量2250m3/d, 公福日供气量1350m3/d, 总计3600m3/d。为了满足附近居民瓶装气供应需求，该站还具备每月3000户灌瓶功能。

混气站的施工包括土建，液化石油气设备工艺管道，控制电，动力电，弱电，供暖，消防水系统等。施工的种类繁多，技术复杂，质量要求高。合理组织，交叉配合是十分重要的。我们本着先土建，后工艺，先室外，后市内，先地下，后地上，设备材料提前订购，集中指挥的原则，整个现场施工井然有序，忙而不乱，保证了工期。

施工过程中实行全面质量管理，全部焊口均要氩弧焊打底，上岗焊工都竟现场实操考核合格后上岗。全部固定焊口100%射线探伤，合格率达95%，三通焊口100%磁粉探伤，未见相关磁痕。在最后的试压中，22.5kg水压试验稳压1h无变形，渗漏，18kg气密性试验稳定24h，经刷漏无渗漏发生，竟计算压力降在允许范围之内。工程总体验收一次性合格。

四· 结束语

液化石油气混空气是一种热值稳定，干净无毒的新型气源，混气站的建设投资省，周期短，见效快，气源不受过多限制，供气能力适应与从小区至大中城市的供气要求。目前，我国许多中小城市或乡镇将混气站供气列为首选，相信随着城市基础设施投资的增加，混气技术将会得到更广泛的应用