1865年，英國(guó)資本家在上海建成全國(guó)第一座煤制氣廠。1907年，日本商人在大連成立東北第一家煤氣公司。從1865年至1949年，全國(guó)僅有的9家煤氣公司除上海外，其余8家均在東北三省，即大連、鞍山、沈陽(yáng)、撫順、丹東、錦州、長(zhǎng)春和哈爾濱。近年來(lái)我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)獍l(fā)展較快，從人工煤氣和LPG時(shí)代逐步進(jìn)入天然氣時(shí)代。
　　東北三省使用人工煤氣已有近100年的歷史，早期敷設(shè)的管道大多是鑄鐵管，采用水泥或青鉛接口。如直接進(jìn)行天然氣轉(zhuǎn)換，會(huì)使管道的接口干裂，發(fā)生燃?xì)庑孤?。在居民用戶較多的城市，從人工煤氣轉(zhuǎn)換為天然氣需要較長(zhǎng)一段時(shí)間。因此在轉(zhuǎn)換天然氣時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，暫不更新改造現(xiàn)有的輸配管道和燃具，采用天然氣改制增熱或天然氣摻混低熱值燃?xì)饣蚩諝獯嫒斯っ簹?，再逐步轉(zhuǎn)換為天然氣供氣[1-3]。

    1 氣源轉(zhuǎn)換方案
    1．1 天然氣改制
　　對(duì)已建有油制氣裝置的城市(如大連和丹東等)，在天然氣轉(zhuǎn)換時(shí)可暫不改造城市管網(wǎng)和燃具。應(yīng)改造現(xiàn)有的油制氣裝置，以天然氣作為原料氣改制成低熱值的改質(zhì)氣，按原有的輸配管網(wǎng)和燃具的氣源標(biāo)準(zhǔn)，摻混一定量的天然氣增熱。天然氣的改制增熱，是充分利用已建的油制氣裝置，只需少量資金即可在短時(shí)間內(nèi)完成，這與采用重油(輕油)或LPG為原料相比更經(jīng)濟(jì)。采用天然氣作為原料氣，在改制增熱過(guò)程中約有10％的熱損失。
　　上海吳淞煤氣制氣有限公司投資3200×104元，采用低壓間歇循環(huán)催化制氣技術(shù)，對(duì)原重油制氣爐進(jìn)行改造[4、5]。以天然氣為原料氣，使天然氣與水蒸氣在催化劑的作用下，進(jìn)行水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成H2、CO及CO2。天然氣轉(zhuǎn)化工藝簡(jiǎn)單，不需外供水蒸氣，提高了熱能利用率。天然氣改制基本無(wú)污染物生成，原有輸配管網(wǎng)和燃具也無(wú)須改造和更新。設(shè)計(jì)和建設(shè)周期不到1a，即可將2臺(tái)日產(chǎn)20×104m3/d的重油制氣爐改造完畢。對(duì)每臺(tái)制氣爐日處理天然氣10×104m3/d，產(chǎn)生熱值為12．56MJ/m3的改質(zhì)氣28×104m3d，再用5×104m3/d的天然氣增熱，即可日產(chǎn)符合城鎮(zhèn)燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)的改制成品氣33×104m3/d。這套裝置已于2001年4月年建成投產(chǎn)。
    1．2 天然氣混低熱值煤氣
　　在一些城市可利用低熱值煤氣，如高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、半水煤氣及工業(yè)尾氣等，用天然氣按城鎮(zhèn)燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)要求摻混，這不但減少了能源的浪費(fèi)，還增加了燃?xì)獾墓?yīng)量。在摻混前，必須詳細(xì)調(diào)查低熱值煤氣的組成和可供氣量；另外在摻混時(shí)，還要控制好摻混氣中CO的含量，保證摻混氣中CO的含量符合人工煤氣的標(biāo)準(zhǔn)。
    1．3 天然氣混空氣
　　天然氣按一定比例混空氣，并對(duì)混合氣加濕使其成為水飽和濕氣后，再送入現(xiàn)有輸配管網(wǎng)。這種混氣工藝無(wú)須改造燃具，在錦州市燃?xì)饪偣疽压?a。對(duì)于天然氣混空氣，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)毓猬F(xiàn)狀、輸配壓力，其混氣工藝可按以下方案進(jìn)行選擇[6]。
　?、僖涫交鞖?br>　　引射式混氣系統(tǒng)由引射器、過(guò)濾器和控制、檢測(cè)裝置等組成，其混氣工藝流程見(jiàn)圖1。天然氣經(jīng)調(diào)壓后以一定壓力由引射器的噴嘴射出，將空氣吸進(jìn)混合管，獲得具有一定的混氣比和一定壓力的混合氣。這種混氣工藝?yán)锰烊粴庾陨韷毫Γ缓碾?，運(yùn)行費(fèi)用低，混氣比穩(wěn)定，工藝簡(jiǎn)單，易操作，生產(chǎn)比較安全，但噪聲較大。
    ②助推式混氣
　　助推式混氣是在引射式混氣的基礎(chǔ)上研發(fā)的一種混氣工藝，其工藝流程見(jiàn)圖2。當(dāng)天然氣以一定壓力進(jìn)入混合器后，經(jīng)拉伐爾噴嘴加速，在混合器的混合室內(nèi)產(chǎn)生半真空，將羅茨風(fēng)機(jī)送來(lái)的有一定壓力的空氣吸入混合室內(nèi)進(jìn)行混合，在流經(jīng)文丘里管時(shí)，2種氣體進(jìn)一步擴(kuò)散、壓縮，從而得到均勻的混合氣。
　　混合氣可中壓輸出，其控制可通過(guò)中央控制臺(tái)控制混合器的的混氣槍實(shí)現(xiàn)。當(dāng)輸出壓力高于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分別關(guān)閉每支混氣槍直至壓力穩(wěn)定，或關(guān)閉全部混氣槍。當(dāng)輸出壓力低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分別逐漸啟動(dòng)混氣槍?zhuān)敝翂毫Ψ€(wěn)定，或開(kāi)啟全部混氣槍。也可通過(guò)中央控制臺(tái)按用氣負(fù)荷，由自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)啟或關(guān)閉每支混氣槍。這種混氣工藝能獲得較高壓力的混合氣，但要消耗電能，運(yùn)行費(fèi)用較高。
    ③高壓比例式混氣
　　高壓比例式混氣將高壓天然氣和壓縮空氣經(jīng)計(jì)量、調(diào)壓后，按一定比例送入混合器內(nèi)進(jìn)行混合，其混氣比例與混氣量可由中央控制臺(tái)對(duì)混氣槍進(jìn)行自動(dòng)控制。其混氣工藝流程見(jiàn)圖3。這種混氣工藝能獲得壓力高的混合氣，但混氣設(shè)備復(fù)雜，耗電量大，適用于大型混氣站。
    ④主要設(shè)備與造價(jià)估算
　　天然氣采用引射式、助推式和高壓比例式3種混氣工藝，以相同比例混合空氣，日混氣量為15×104m3/d，混合氣熱值符合城鎮(zhèn)燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)，其主要設(shè)備與造價(jià)估算見(jiàn)表1。3種混氣工藝均可利用現(xiàn)有儲(chǔ)氣設(shè)備儲(chǔ)存，助推式和高壓比例式混氣耗電量大，但混合氣可直接進(jìn)入輸配管網(wǎng)；引射式工藝的混合氣則需進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)加壓后送入輸配管網(wǎng)。
    2 結(jié)論
　　對(duì)一座城市，如建有油制氣裝置，則應(yīng)把天然氣改制作為首選方案。因改制成品氣的H2含量與人工煤氣相近，華白數(shù)和燃燒勢(shì)也符合城鎮(zhèn)燃?xì)饣Q性要求，可直接供應(yīng)燃?xì)庥脩?，是城?zhèn)燃?xì)庾罾硐氲囊环N過(guò)渡氣源。對(duì)于天然氣混低熱值煤氣或混空氣，應(yīng)按燃?xì)饣Q性的要求確定混氣比，根據(jù)需要對(duì)燃具的噴嘴進(jìn)行改造，以獲得最佳的熱效率。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有條件，經(jīng)多方案綜合比較和分析后，確定最佳的天然氣轉(zhuǎn)換過(guò)渡氣源方案。在過(guò)渡期間應(yīng)有計(jì)劃地投入資金，對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)按區(qū)域分期分批進(jìn)行改造，最終實(shí)現(xiàn)全天然氣化。