1 引言
在國(guó)內(nèi)燃?xì)馐袌?chǎng)上，由于中石化、中石油等上游供氣商均要求中、下游用氣城市簽訂天然氣照付不議采購(gòu)合同，造成沿線各城市天然氣公司面臨巨大銷售壓力。以南京市城市天然氣公司為例，根據(jù)氣源采購(gòu)協(xié)議，2009年天然氣銷售任務(wù)為3.38億m3，到2011年則達(dá)到4.67億m3，增長(zhǎng)達(dá)38.2%。這對(duì)于已進(jìn)入退二進(jìn)三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型軌道、燃料用氣市場(chǎng)逐步萎縮的南京市，和區(qū)域范圍狹窄的城市天然氣公司來(lái)說(shuō)，氣源供應(yīng)量已大大超出現(xiàn)有市場(chǎng)的需求量。
因此，必須盡快拓展新的用氣市場(chǎng)、開發(fā)新的銷售途徑，其中開發(fā)用氣量大、供氣年限長(zhǎng)、銷售利潤(rùn)高的工業(yè)用氣市場(chǎng)顯得尤其重要。據(jù)調(diào)查，在經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)的眾多造船廠、鋼鐵廠、金屬加工廠，均需用到數(shù)量不等的切割燃?xì)?，而目前還無(wú)一使用天然氣。因此，能否利用天然氣替代其他燃?xì)膺M(jìn)行金屬切割，成為我們努力探索的一條市場(chǎng)開拓途徑。
2 天然氣的切割特性
天然氣屬石油烴類，90%以上成分為甲烷，相對(duì)其他切割燃?xì)饩哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：
(1) 在空氣中爆炸范圍為5.3%～14%(V/V)，其下限是丙烷的2.5倍，爆炸范圍小、燃燒速度慢，發(fā)生爆鳴、回火的可能性比乙炔小，安全性更高。
(2) 比重小于空氣(1：0.7)，泄漏時(shí)易向空中散發(fā)、不易在低洼地面沉積，減少了爆炸發(fā)生的可能性。
(3) 天然氣沸點(diǎn)較低(-160%)，不受環(huán)境溫度影響、不需氣化，無(wú)采購(gòu)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、換瓶、氣化等環(huán)節(jié)，氣源供應(yīng)和價(jià)格更加穩(wěn)定，用氣成本和管理成本大大降低。
(4) 天然氣為清潔環(huán)保能源，其經(jīng)過(guò)脫硫、干燥等前期處理，燃燒后不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，以天然氣代替丙烷切割后，二氧化碳排放量和折算標(biāo)準(zhǔn)煤能耗可下降55%～65%，節(jié)能減排效果顯著，符合國(guó)家政策導(dǎo)向。
3 天然氣切割市場(chǎng)現(xiàn)狀
由于天然氣的理論熱值較低，在氧氣中的火焰溫度低于丙烷和乙炔，一般認(rèn)為其預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)、切割速度慢，不能滿足工業(yè)金屬切割的需要。因此，近年國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上出現(xiàn)各種天然氣助燃添加劑及其專用混配裝置，這些廠商在宣傳中也一致宣稱天然氣不添加其生產(chǎn)的增效劑就無(wú)法進(jìn)行工業(yè)切割。同時(shí)，經(jīng)初步了解后發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)天然氣切割市場(chǎng)基本已被各類增效天然氣廠商占領(lǐng)，要開拓天然氣切割市場(chǎng)，必須首先對(duì)增效天然氣市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究。
3.1 增效天然氣的市場(chǎng)分析
據(jù)添加劑廠商宣傳：增效添加根據(jù)游離基催化原理，按1%的比例與天然氣混合后，具有助燃、阻聚、催化、裂化等特殊功效，可加快天然氣火焰燃燒的反應(yīng)速度，明顯提高天然氣火焰溫度，達(dá)到甚至超過(guò)乙炔的預(yù)熱打孔時(shí)間、切割速度和質(zhì)量，氣割性能效益和純天然氣相比有明顯的提高。
以市場(chǎng)價(jià)位較高的某天然氣添加劑為例，據(jù)廠商宣傳和有關(guān)資料稱：
(1) 可提高天然氣火焰溫度至3250℃；
(2) 對(duì)40mm鋼板預(yù)熱打孔時(shí)間為5s，穿透時(shí)間為13s，3mm鋼板數(shù)控切割速度550mm/min，切割速度較純天然氣提高45%，打坡口速度提高120%，累計(jì)工作效率提高20%以上；
(3) 天然氣和氧氣的用量可降低20%以上；
(4) 必須使用各廠商專用的添加劑混配裝置和割嘴。[1]
市場(chǎng)現(xiàn)有增效氣項(xiàng)目多為二級(jí)供應(yīng)方式，即天然氣公司按基本氣價(jià)將純天然氣售給添加劑廠商，由其通過(guò)專用摻混設(shè)備加入添加劑后，直接以增效天然氣的形式銷售給終端用戶，按天然氣基價(jià)、添加劑價(jià)格、設(shè)備管道租賃費(fèi)的綜合氣價(jià)銷售。
其供氣流程如圖1所示。
由圖1可見(jiàn)，添加劑混配環(huán)節(jié)介于天然氣公司氣源與用戶終端用氣設(shè)備之間，位于整個(gè)供氣流程的關(guān)鍵位置。由于添加劑混配設(shè)施必須購(gòu)買或租賃添加劑廠商指定的專用裝置，廠商通過(guò)與客戶簽訂設(shè)備長(zhǎng)期租用或回購(gòu)協(xié)議來(lái)鎖定客戶，因此，終端市場(chǎng)和客戶資源始終把握在添加劑廠商手中。
根據(jù)廠商公開數(shù)據(jù)分析，增效天然氣的價(jià)格與添加劑原料價(jià)格、天然氣價(jià)格并非直接相關(guān)，其綜合氣價(jià)一般為常規(guī)工業(yè)用天然氣基價(jià)的2倍～3倍，而此時(shí)客戶的用氣成本仍可降低30%～60%。由此可見(jiàn)，增效天然氣的定價(jià)范圍有相當(dāng)大的彈性，其利潤(rùn)空間相當(dāng)可觀。
3.2 增效天然氣的市場(chǎng)前景
目前，我公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)尚無(wú)增效天然氣應(yīng)用項(xiàng)目，但在周邊中小城市及國(guó)內(nèi)幾大城市，近年已有多個(gè)增效天然氣項(xiàng)目投產(chǎn)，其中不乏用氣量較高的大型項(xiàng)目。
由于這一現(xiàn)狀，以我公司為代表的城市天然氣公司要想進(jìn)入這一市場(chǎng)，必然面臨兩難的選擇：
其一，選擇以與增效添加劑廠商合作的方式進(jìn)入切割氣市場(chǎng)，與添加劑廠商簽訂管輸供氣協(xié)議，僅作為原料供應(yīng)商，賺取管輸供氣的基本氣費(fèi)。
其二，選擇自行研制開發(fā)或引進(jìn)代理一種天然氣添加劑及其專業(yè)設(shè)備，自主開拓切割氣市場(chǎng)，與終端客戶直接簽訂供氣協(xié)議，賺取基本氣費(fèi)和添加劑的附加利潤(rùn)。
方式一雖然經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)較小、無(wú)需付出開發(fā)市場(chǎng)尋找客戶的努力、收益快，卻不可避免的淪為添加劑廠商的廉價(jià)原料供應(yīng)商，只能賺取管輸供氣的少量利潤(rùn)。而更重要的是，因?yàn)榕c終端客戶和市場(chǎng)絕緣，從而失去了市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)，對(duì)長(zhǎng)期發(fā)展極為不利。
方式二雖可以自主掌握市場(chǎng)，賺取最大利潤(rùn)，但也存在著明顯問(wèn)題：
(1) 增效添加劑至今沒(méi)有得到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威認(rèn)可，天然氣公司經(jīng)營(yíng)這類產(chǎn)品要冒很大的信用風(fēng)險(xiǎn)。
(2) 城市天然氣公司的經(jīng)營(yíng)范圍一般未包含增效天然氣和相關(guān)設(shè)備，超范圍經(jīng)營(yíng)增效天然氣將冒較大的法律風(fēng)險(xiǎn)。
(3) 切割氣市場(chǎng)利潤(rùn)巨大、廠商眾多、價(jià)格混亂、競(jìng)爭(zhēng)激烈，與傳統(tǒng)城市燃?xì)饨?jīng)營(yíng)方式截然不同，市場(chǎng)開拓投入高、暗箱交易多。如果在地區(qū)內(nèi)有限的大客戶資源上與多家添加劑廠商展開競(jìng)爭(zhēng)，需要更高的前期投入和營(yíng)銷成本，而城市天然氣公司一般作為全國(guó)資或國(guó)資控股企業(yè)，沒(méi)有足夠的自南度和營(yíng)銷資源來(lái)開拓占領(lǐng)該市場(chǎng)，因此，存在著較大的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。
(4) 雖然城市天然氣公司占據(jù)著氣源和管道資源的優(yōu)勢(shì)，但增效氣的巨大利潤(rùn)空間，允許其他添加劑廠商以CNG、LNG供氣的形式壓價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)天然氣公司自營(yíng)增效氣的市場(chǎng)極具威脅。
(5) 切割氣市場(chǎng)只是新的天然氣銷售增長(zhǎng)點(diǎn)之一，城市天然氣公司受制于經(jīng)營(yíng)區(qū)域，局限于單一城市、有限市場(chǎng)可創(chuàng)造的利潤(rùn)，不足以支撐自行研發(fā)或代理引進(jìn)添加劑的高昂成本，且對(duì)天然氣公司總體利潤(rùn)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)有限。[3]
由于以上原因，處于困境中的城市天然氣公司必須開拓思路，尋找其他途徑去開辟天然氣工業(yè)切割市場(chǎng)。
4 純天然氣切割可行性分析
4.1 理論經(jīng)濟(jì)分析
經(jīng)測(cè)算分析，在工業(yè)切割應(yīng)用中，考慮耗氧成本的純天然氣單位熱值用氣成本約為乙炔的50%、丙烷的84%。
4.2 國(guó)內(nèi)外有關(guān)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例
通過(guò)與港方專家溝通了解到，純天然氣作為切割燃?xì)獠⒎翘砑觿S商宣傳的絕無(wú)可能，而恰恰相反，在國(guó)外早有廣泛應(yīng)用，如Ryerson-Tull、Samuels Plate、O’Neal Steel、Alro等企業(yè)均有采用。
例1：國(guó)內(nèi)某冶金公司制造廠，以純天然氣代替乙炔用于切割，除手工割炬切割速度較乙炔慢10%以外，其他各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于乙炔切割，燃?xì)獬杀窘档?2%。[4]
例2：新加坡某機(jī)械制造公司采用純天然氣及美國(guó)某牌增效天然氣，使用同一設(shè)備進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，切割鋼板厚度76mm。在同樣割面效果的情況下，純天然氣最大割速為229mm/min，增效天然氣最大割速為203mm/min。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，增效天然氣割邊有較大硬化導(dǎo)致焊接網(wǎng)難。
例3：據(jù)港方組織的一次針對(duì)市場(chǎng)主流增效丙烷氣、增效天然氣與純天然氣的現(xiàn)場(chǎng)切割實(shí)測(cè)結(jié)果，純天然氣切割效果與丙烷基本相當(dāng)。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
同時(shí)對(duì)純天然氣、丙烷氣進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：
曲線切割25mm普鋼板，割速580mm/min，快于丙烷氣，割面效果好。
弧線切割150mm普鋼板，割速204mm/min，快于丙烷氣，割面效果好。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：純天然氣可應(yīng)用于一般生產(chǎn)工藝切割普鋼和部分特鋼，不需要混合添加劑也能達(dá)到滿意的割面效果，割速與丙烷相當(dāng)；采用增效丙烷氣、增效天然氣的割面效果及切割速度與純天然氣基本相當(dāng)，增效天然氣沒(méi)有突出的優(yōu)勢(shì)。[5]
例4：近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也已有少數(shù)企業(yè)初步嘗試純天然氣切割并取得成功，如遼寧某港口機(jī)械制造公司、山東某化工機(jī)械公司、新疆某鋼鐵公司等，對(duì)此我們進(jìn)行了多方溝通和實(shí)地考察，客戶反饋意見(jiàn)與同行提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致，反應(yīng)良好。
4.3 實(shí)地工況檢驗(yàn)
為驗(yàn)證實(shí)際操作的可行性，掌握第一手資料，我們與港方專家、客戶合作，共同進(jìn)行了一次切割比對(duì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以一家大型金屬加工企業(yè)為應(yīng)用背景，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為其主要加工型號(hào)工件，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、設(shè)備、操作人員均由第三方客戶提供。實(shí)驗(yàn)證明，以純天然氣切割厚度為25mm～110mm的Q345型鋼件，切割速度均高于或等于丙烷，割面質(zhì)量等于或高于丙烷。經(jīng)客戶檢驗(yàn)，切割性能完全達(dá)到其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
通過(guò)本次試驗(yàn)及考察，參與各方達(dá)成以下共識(shí)：
(1) 將純天然氣一氧切割，應(yīng)用在造船、機(jī)械制造、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)中最常見(jiàn)的普鋼切割方面，切割厚度至少可達(dá)11Omm(本次實(shí)驗(yàn)工件最大厚度)；
(2) 切割面效果良好，尤其對(duì)含錳(Mn)量高的鋼材，選用較低溫的純天然氣切割更為合適；
(3) 純天然氣割速與丙烷氣相當(dāng)，并無(wú)市面所傳的割速緩慢等問(wèn)題；
(4) 純天然氣在以上領(lǐng)域可完全替代乙炔、丙烷，并且無(wú)需任何添加劑，僅需常規(guī)供氣條件下的微調(diào)；
(5) 同時(shí)客戶企業(yè)反映，應(yīng)用純天然氣切割相比丙烷切割顯著減低了燃?xì)獬杀竞凸芾沓杀荆鯕庀牧颗c原用丙烷氣時(shí)基本相當(dāng)。
因此，純天然氣切割在一般工業(yè)切割領(lǐng)域具有可行性，可完全替代乙炔、丙烷等切割燃?xì)狻?br />
5 市場(chǎng)啟動(dòng)項(xiàng)目的開發(fā)過(guò)程
經(jīng)過(guò)充分的調(diào)研和前期準(zhǔn)備，最終決定以純天然氣作為切割氣市場(chǎng)推廣方向，并選擇參與試驗(yàn)的某大型結(jié)構(gòu)制造安裝企業(yè)為首個(gè)市場(chǎng)啟動(dòng)項(xiàng)目。該企業(yè)實(shí)力居國(guó)內(nèi)前列，主要切割件為結(jié)構(gòu)鋼件，類型以普碳鋼、低合金鋼為主，厚度多為20mm～80mm，少量90mm～160mm。產(chǎn)品主要作為國(guó)內(nèi)外大型工程項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)件配套使用，加工量大、工期緊、質(zhì)量要求高。切割原使用瓶裝丙烷氣，及少量乙炔氣，另有激光、等離子等切割設(shè)備用以加工高合金鋼、有色金屬件。除切割外，廠內(nèi)還有為防止大厚度工件斷裂的預(yù)熱、烘烤、糾正等輔助工序需用燃?xì)?。年用瓶裝丙烷氣約360t，后期擴(kuò)建完成后，總用氣量將增加1倍，用氣規(guī)模達(dá)到中等。在前期管網(wǎng)建設(shè)時(shí)已預(yù)留氣源接口至廠區(qū)，用氣前景和氣源條件良好。同時(shí)經(jīng)勘測(cè)，廠內(nèi)原有丙烷氣管道和氣割設(shè)備可完全兼容天然氣，轉(zhuǎn)換工程僅需投建少量天然氣中壓管和1座中-中壓調(diào)壓器、計(jì)量表等設(shè)施。項(xiàng)目改造投入少、投產(chǎn)快、風(fēng)險(xiǎn)小、示范效應(yīng)好。
由于在前期調(diào)研中，我們已通過(guò)邀請(qǐng)?jiān)撈髽I(yè)參與對(duì)比實(shí)驗(yàn)，使其親身體驗(yàn)純天然氣切割的優(yōu)勢(shì)，因此下一步工作重點(diǎn)就是協(xié)助客戶進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。經(jīng)評(píng)估測(cè)算，其改用天然氣切割后，年燃?xì)馐褂贸杀绢A(yù)計(jì)將比原使用丙烷氣時(shí)降低68%，較使用增效天然氣約低57%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
經(jīng)協(xié)商，與客戶很快就簽訂了置換備忘錄，商定采取管道輸送方式，廠內(nèi)設(shè)中-中壓凋壓器1座，供氣壓力根據(jù)用氣設(shè)備要求調(diào)整為中壓B級(jí)，新鋪中壓管、調(diào)壓器、燃?xì)獗碛晌曳酵顿Y建設(shè)，客戶負(fù)責(zé)廠內(nèi)原有管道和設(shè)備的改造、置換，按工業(yè)用氣標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格計(jì)價(jià)收費(fèi)，并納入我方大客戶項(xiàng)目進(jìn)行管理服務(wù)。
經(jīng)過(guò)1個(gè)月的施工置換，該項(xiàng)目于2010年12月順利投產(chǎn)。由于我們提前邀請(qǐng)專家協(xié)助客戶操作工試產(chǎn)調(diào)試，熟悉天然氣切割的特性，并結(jié)合原有設(shè)備特性總結(jié)出新的切割操作要點(diǎn)，因此，設(shè)備置換通氣后，客戶的生產(chǎn)效率很快達(dá)到正常水平，切割加工的工件厚度已達(dá)120mm，同時(shí)切割用燃?xì)獬杀敬蠓档汀１?為置換前后氣費(fèi)數(shù)據(jù)，其中9月～11月為置換前的丙烷用量及費(fèi)用，12月～3月為置換后的天然氣用量及費(fèi)用：
由于減本增效明顯，客戶當(dāng)即決定在隨后啟動(dòng)的增產(chǎn)擴(kuò)建項(xiàng)目中，同步配套天然氣作為切割燃?xì)?。同時(shí)，通過(guò)與該客戶的坦誠(chéng)合作，我們與客戶建立了互惠互信的伙伴關(guān)系，當(dāng)我們提出欲將其切割車間作為華東地區(qū)首家純天然氣切割推廣示范基地時(shí)，客戶當(dāng)即同意并給予了最大支持，為我們進(jìn)一步推廣純天然氣切割、開拓切割用氣市場(chǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。
6 結(jié)語(yǔ)
(1) 對(duì)普通碳鋼、低合金鋼等常規(guī)的金屬切割加工工藝，在保證原有工效、質(zhì)量的前提下，現(xiàn)有城市天然氣無(wú)需添加劑，可直接替代乙炔、丙烷等燃?xì)庥糜谇懈?。置換后，燃?xì)夂脱鯕夂挠玫纳a(chǎn)成本均明顯降低。
(2) 對(duì)終端用氣客戶，原有乙炔切割裝置經(jīng)少量改造即可，原丙烷切割裝置可直接改用天然氣，無(wú)需承擔(dān)任何捆綁銷售的專用混配裝置和割嘴，整個(gè)置換工程成本低。無(wú)需儲(chǔ)運(yùn)、換瓶，安全性大為提高，并且徹底杜絕了乙炔、丙烷、添加劑采購(gòu)中的暗箱交易、以次充好、短斤少兩等問(wèn)題，管理成本也得到明顯降低，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著，客戶滿意度高，市場(chǎng)前景好。
(3) 對(duì)城市天然氣公司，由于無(wú)需添加劑廠商的介入，可在保證正常利潤(rùn)的前提下增加銷售量，擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模，牢牢把握客戶和市場(chǎng)。
(4) 隨著城市功能的轉(zhuǎn)換，許多具備用氣潛力的工業(yè)客戶紛紛遷出城區(qū)，往往遠(yuǎn)離氣源管網(wǎng)，城市天然氣公司在進(jìn)行項(xiàng)目發(fā)展時(shí)，可根據(jù)用氣規(guī)模、管網(wǎng)投資、回報(bào)周期等因素，在做好項(xiàng)目投資評(píng)估的基礎(chǔ)上，合理選擇管道天然氣、CNG、LNG等3種不同方式供氣。
在國(guó)內(nèi)燃?xì)馐袌?chǎng)上，由于中石化、中石油等上游供氣商均要求中、下游用氣城市簽訂天然氣照付不議采購(gòu)合同，造成沿線各城市天然氣公司面臨巨大銷售壓力。以南京市城市天然氣公司為例，根據(jù)氣源采購(gòu)協(xié)議，2009年天然氣銷售任務(wù)為3.38億m3，到2011年則達(dá)到4.67億m3，增長(zhǎng)達(dá)38.2%。這對(duì)于已進(jìn)入退二進(jìn)三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型軌道、燃料用氣市場(chǎng)逐步萎縮的南京市，和區(qū)域范圍狹窄的城市天然氣公司來(lái)說(shuō)，氣源供應(yīng)量已大大超出現(xiàn)有市場(chǎng)的需求量。
因此，必須盡快拓展新的用氣市場(chǎng)、開發(fā)新的銷售途徑，其中開發(fā)用氣量大、供氣年限長(zhǎng)、銷售利潤(rùn)高的工業(yè)用氣市場(chǎng)顯得尤其重要。據(jù)調(diào)查，在經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)的眾多造船廠、鋼鐵廠、金屬加工廠，均需用到數(shù)量不等的切割燃?xì)?，而目前還無(wú)一使用天然氣。因此，能否利用天然氣替代其他燃?xì)膺M(jìn)行金屬切割，成為我們努力探索的一條市場(chǎng)開拓途徑。
2 天然氣的切割特性
天然氣屬石油烴類，90%以上成分為甲烷，相對(duì)其他切割燃?xì)饩哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：
(1) 在空氣中爆炸范圍為5.3%～14%(V/V)，其下限是丙烷的2.5倍，爆炸范圍小、燃燒速度慢，發(fā)生爆鳴、回火的可能性比乙炔小，安全性更高。
(2) 比重小于空氣(1：0.7)，泄漏時(shí)易向空中散發(fā)、不易在低洼地面沉積，減少了爆炸發(fā)生的可能性。
(3) 天然氣沸點(diǎn)較低(-160%)，不受環(huán)境溫度影響、不需氣化，無(wú)采購(gòu)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、換瓶、氣化等環(huán)節(jié)，氣源供應(yīng)和價(jià)格更加穩(wěn)定，用氣成本和管理成本大大降低。
(4) 天然氣為清潔環(huán)保能源，其經(jīng)過(guò)脫硫、干燥等前期處理，燃燒后不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，以天然氣代替丙烷切割后，二氧化碳排放量和折算標(biāo)準(zhǔn)煤能耗可下降55%～65%，節(jié)能減排效果顯著，符合國(guó)家政策導(dǎo)向。
3 天然氣切割市場(chǎng)現(xiàn)狀
由于天然氣的理論熱值較低，在氧氣中的火焰溫度低于丙烷和乙炔，一般認(rèn)為其預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)、切割速度慢，不能滿足工業(yè)金屬切割的需要。因此，近年國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上出現(xiàn)各種天然氣助燃添加劑及其專用混配裝置，這些廠商在宣傳中也一致宣稱天然氣不添加其生產(chǎn)的增效劑就無(wú)法進(jìn)行工業(yè)切割。同時(shí)，經(jīng)初步了解后發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)天然氣切割市場(chǎng)基本已被各類增效天然氣廠商占領(lǐng)，要開拓天然氣切割市場(chǎng)，必須首先對(duì)增效天然氣市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究。
3.1 增效天然氣的市場(chǎng)分析
據(jù)添加劑廠商宣傳：增效添加根據(jù)游離基催化原理，按1%的比例與天然氣混合后，具有助燃、阻聚、催化、裂化等特殊功效，可加快天然氣火焰燃燒的反應(yīng)速度，明顯提高天然氣火焰溫度，達(dá)到甚至超過(guò)乙炔的預(yù)熱打孔時(shí)間、切割速度和質(zhì)量，氣割性能效益和純天然氣相比有明顯的提高。
以市場(chǎng)價(jià)位較高的某天然氣添加劑為例，據(jù)廠商宣傳和有關(guān)資料稱：
(1) 可提高天然氣火焰溫度至3250℃；
(2) 對(duì)40mm鋼板預(yù)熱打孔時(shí)間為5s，穿透時(shí)間為13s，3mm鋼板數(shù)控切割速度550mm/min，切割速度較純天然氣提高45%，打坡口速度提高120%，累計(jì)工作效率提高20%以上；
(3) 天然氣和氧氣的用量可降低20%以上；
(4) 必須使用各廠商專用的添加劑混配裝置和割嘴。[1]
市場(chǎng)現(xiàn)有增效氣項(xiàng)目多為二級(jí)供應(yīng)方式，即天然氣公司按基本氣價(jià)將純天然氣售給添加劑廠商，由其通過(guò)專用摻混設(shè)備加入添加劑后，直接以增效天然氣的形式銷售給終端用戶，按天然氣基價(jià)、添加劑價(jià)格、設(shè)備管道租賃費(fèi)的綜合氣價(jià)銷售。
其供氣流程如圖1所示。
由圖1可見(jiàn)，添加劑混配環(huán)節(jié)介于天然氣公司氣源與用戶終端用氣設(shè)備之間，位于整個(gè)供氣流程的關(guān)鍵位置。由于添加劑混配設(shè)施必須購(gòu)買或租賃添加劑廠商指定的專用裝置，廠商通過(guò)與客戶簽訂設(shè)備長(zhǎng)期租用或回購(gòu)協(xié)議來(lái)鎖定客戶，因此，終端市場(chǎng)和客戶資源始終把握在添加劑廠商手中。
根據(jù)廠商公開數(shù)據(jù)分析，增效天然氣的價(jià)格與添加劑原料價(jià)格、天然氣價(jià)格并非直接相關(guān)，其綜合氣價(jià)一般為常規(guī)工業(yè)用天然氣基價(jià)的2倍～3倍，而此時(shí)客戶的用氣成本仍可降低30%～60%。由此可見(jiàn)，增效天然氣的定價(jià)范圍有相當(dāng)大的彈性，其利潤(rùn)空間相當(dāng)可觀。
3.2 增效天然氣的市場(chǎng)前景
目前，我公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)尚無(wú)增效天然氣應(yīng)用項(xiàng)目，但在周邊中小城市及國(guó)內(nèi)幾大城市，近年已有多個(gè)增效天然氣項(xiàng)目投產(chǎn)，其中不乏用氣量較高的大型項(xiàng)目。
由于這一現(xiàn)狀，以我公司為代表的城市天然氣公司要想進(jìn)入這一市場(chǎng)，必然面臨兩難的選擇：
其一，選擇以與增效添加劑廠商合作的方式進(jìn)入切割氣市場(chǎng)，與添加劑廠商簽訂管輸供氣協(xié)議，僅作為原料供應(yīng)商，賺取管輸供氣的基本氣費(fèi)。
其二，選擇自行研制開發(fā)或引進(jìn)代理一種天然氣添加劑及其專業(yè)設(shè)備，自主開拓切割氣市場(chǎng)，與終端客戶直接簽訂供氣協(xié)議，賺取基本氣費(fèi)和添加劑的附加利潤(rùn)。
方式一雖然經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)較小、無(wú)需付出開發(fā)市場(chǎng)尋找客戶的努力、收益快，卻不可避免的淪為添加劑廠商的廉價(jià)原料供應(yīng)商，只能賺取管輸供氣的少量利潤(rùn)。而更重要的是，因?yàn)榕c終端客戶和市場(chǎng)絕緣，從而失去了市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)，對(duì)長(zhǎng)期發(fā)展極為不利。
方式二雖可以自主掌握市場(chǎng)，賺取最大利潤(rùn)，但也存在著明顯問(wèn)題：
(1) 增效添加劑至今沒(méi)有得到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威認(rèn)可，天然氣公司經(jīng)營(yíng)這類產(chǎn)品要冒很大的信用風(fēng)險(xiǎn)。
(2) 城市天然氣公司的經(jīng)營(yíng)范圍一般未包含增效天然氣和相關(guān)設(shè)備，超范圍經(jīng)營(yíng)增效天然氣將冒較大的法律風(fēng)險(xiǎn)。
(3) 切割氣市場(chǎng)利潤(rùn)巨大、廠商眾多、價(jià)格混亂、競(jìng)爭(zhēng)激烈，與傳統(tǒng)城市燃?xì)饨?jīng)營(yíng)方式截然不同，市場(chǎng)開拓投入高、暗箱交易多。如果在地區(qū)內(nèi)有限的大客戶資源上與多家添加劑廠商展開競(jìng)爭(zhēng)，需要更高的前期投入和營(yíng)銷成本，而城市天然氣公司一般作為全國(guó)資或國(guó)資控股企業(yè)，沒(méi)有足夠的自南度和營(yíng)銷資源來(lái)開拓占領(lǐng)該市場(chǎng)，因此，存在著較大的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。
(4) 雖然城市天然氣公司占據(jù)著氣源和管道資源的優(yōu)勢(shì)，但增效氣的巨大利潤(rùn)空間，允許其他添加劑廠商以CNG、LNG供氣的形式壓價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)天然氣公司自營(yíng)增效氣的市場(chǎng)極具威脅。
(5) 切割氣市場(chǎng)只是新的天然氣銷售增長(zhǎng)點(diǎn)之一，城市天然氣公司受制于經(jīng)營(yíng)區(qū)域，局限于單一城市、有限市場(chǎng)可創(chuàng)造的利潤(rùn)，不足以支撐自行研發(fā)或代理引進(jìn)添加劑的高昂成本，且對(duì)天然氣公司總體利潤(rùn)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)有限。[3]
由于以上原因，處于困境中的城市天然氣公司必須開拓思路，尋找其他途徑去開辟天然氣工業(yè)切割市場(chǎng)。
4 純天然氣切割可行性分析
4.1 理論經(jīng)濟(jì)分析
經(jīng)測(cè)算分析，在工業(yè)切割應(yīng)用中，考慮耗氧成本的純天然氣單位熱值用氣成本約為乙炔的50%、丙烷的84%。
4.2 國(guó)內(nèi)外有關(guān)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例
通過(guò)與港方專家溝通了解到，純天然氣作為切割燃?xì)獠⒎翘砑觿S商宣傳的絕無(wú)可能，而恰恰相反，在國(guó)外早有廣泛應(yīng)用，如Ryerson-Tull、Samuels Plate、O’Neal Steel、Alro等企業(yè)均有采用。
例1：國(guó)內(nèi)某冶金公司制造廠，以純天然氣代替乙炔用于切割，除手工割炬切割速度較乙炔慢10%以外，其他各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于乙炔切割，燃?xì)獬杀窘档?2%。[4]
例2：新加坡某機(jī)械制造公司采用純天然氣及美國(guó)某牌增效天然氣，使用同一設(shè)備進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，切割鋼板厚度76mm。在同樣割面效果的情況下，純天然氣最大割速為229mm/min，增效天然氣最大割速為203mm/min。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，增效天然氣割邊有較大硬化導(dǎo)致焊接網(wǎng)難。
例3：據(jù)港方組織的一次針對(duì)市場(chǎng)主流增效丙烷氣、增效天然氣與純天然氣的現(xiàn)場(chǎng)切割實(shí)測(cè)結(jié)果，純天然氣切割效果與丙烷基本相當(dāng)。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
同時(shí)對(duì)純天然氣、丙烷氣進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：
曲線切割25mm普鋼板，割速580mm/min，快于丙烷氣，割面效果好。
弧線切割150mm普鋼板，割速204mm/min，快于丙烷氣，割面效果好。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：純天然氣可應(yīng)用于一般生產(chǎn)工藝切割普鋼和部分特鋼，不需要混合添加劑也能達(dá)到滿意的割面效果，割速與丙烷相當(dāng)；采用增效丙烷氣、增效天然氣的割面效果及切割速度與純天然氣基本相當(dāng)，增效天然氣沒(méi)有突出的優(yōu)勢(shì)。[5]
例4：近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也已有少數(shù)企業(yè)初步嘗試純天然氣切割并取得成功，如遼寧某港口機(jī)械制造公司、山東某化工機(jī)械公司、新疆某鋼鐵公司等，對(duì)此我們進(jìn)行了多方溝通和實(shí)地考察，客戶反饋意見(jiàn)與同行提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致，反應(yīng)良好。
4.3 實(shí)地工況檢驗(yàn)
為驗(yàn)證實(shí)際操作的可行性，掌握第一手資料，我們與港方專家、客戶合作，共同進(jìn)行了一次切割比對(duì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以一家大型金屬加工企業(yè)為應(yīng)用背景，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為其主要加工型號(hào)工件，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、設(shè)備、操作人員均由第三方客戶提供。實(shí)驗(yàn)證明，以純天然氣切割厚度為25mm～110mm的Q345型鋼件，切割速度均高于或等于丙烷，割面質(zhì)量等于或高于丙烷。經(jīng)客戶檢驗(yàn)，切割性能完全達(dá)到其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
通過(guò)本次試驗(yàn)及考察，參與各方達(dá)成以下共識(shí)：
(1) 將純天然氣一氧切割，應(yīng)用在造船、機(jī)械制造、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)中最常見(jiàn)的普鋼切割方面，切割厚度至少可達(dá)11Omm(本次實(shí)驗(yàn)工件最大厚度)；
(2) 切割面效果良好，尤其對(duì)含錳(Mn)量高的鋼材，選用較低溫的純天然氣切割更為合適；
(3) 純天然氣割速與丙烷氣相當(dāng)，并無(wú)市面所傳的割速緩慢等問(wèn)題；
(4) 純天然氣在以上領(lǐng)域可完全替代乙炔、丙烷，并且無(wú)需任何添加劑，僅需常規(guī)供氣條件下的微調(diào)；
(5) 同時(shí)客戶企業(yè)反映，應(yīng)用純天然氣切割相比丙烷切割顯著減低了燃?xì)獬杀竞凸芾沓杀荆鯕庀牧颗c原用丙烷氣時(shí)基本相當(dāng)。
因此，純天然氣切割在一般工業(yè)切割領(lǐng)域具有可行性，可完全替代乙炔、丙烷等切割燃?xì)狻?br />
5 市場(chǎng)啟動(dòng)項(xiàng)目的開發(fā)過(guò)程
經(jīng)過(guò)充分的調(diào)研和前期準(zhǔn)備，最終決定以純天然氣作為切割氣市場(chǎng)推廣方向，并選擇參與試驗(yàn)的某大型結(jié)構(gòu)制造安裝企業(yè)為首個(gè)市場(chǎng)啟動(dòng)項(xiàng)目。該企業(yè)實(shí)力居國(guó)內(nèi)前列，主要切割件為結(jié)構(gòu)鋼件，類型以普碳鋼、低合金鋼為主，厚度多為20mm～80mm，少量90mm～160mm。產(chǎn)品主要作為國(guó)內(nèi)外大型工程項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)件配套使用，加工量大、工期緊、質(zhì)量要求高。切割原使用瓶裝丙烷氣，及少量乙炔氣，另有激光、等離子等切割設(shè)備用以加工高合金鋼、有色金屬件。除切割外，廠內(nèi)還有為防止大厚度工件斷裂的預(yù)熱、烘烤、糾正等輔助工序需用燃?xì)?。年用瓶裝丙烷氣約360t，后期擴(kuò)建完成后，總用氣量將增加1倍，用氣規(guī)模達(dá)到中等。在前期管網(wǎng)建設(shè)時(shí)已預(yù)留氣源接口至廠區(qū)，用氣前景和氣源條件良好。同時(shí)經(jīng)勘測(cè)，廠內(nèi)原有丙烷氣管道和氣割設(shè)備可完全兼容天然氣，轉(zhuǎn)換工程僅需投建少量天然氣中壓管和1座中-中壓調(diào)壓器、計(jì)量表等設(shè)施。項(xiàng)目改造投入少、投產(chǎn)快、風(fēng)險(xiǎn)小、示范效應(yīng)好。
由于在前期調(diào)研中，我們已通過(guò)邀請(qǐng)?jiān)撈髽I(yè)參與對(duì)比實(shí)驗(yàn)，使其親身體驗(yàn)純天然氣切割的優(yōu)勢(shì)，因此下一步工作重點(diǎn)就是協(xié)助客戶進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。經(jīng)評(píng)估測(cè)算，其改用天然氣切割后，年燃?xì)馐褂贸杀绢A(yù)計(jì)將比原使用丙烷氣時(shí)降低68%，較使用增效天然氣約低57%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
經(jīng)協(xié)商，與客戶很快就簽訂了置換備忘錄，商定采取管道輸送方式，廠內(nèi)設(shè)中-中壓凋壓器1座，供氣壓力根據(jù)用氣設(shè)備要求調(diào)整為中壓B級(jí)，新鋪中壓管、調(diào)壓器、燃?xì)獗碛晌曳酵顿Y建設(shè)，客戶負(fù)責(zé)廠內(nèi)原有管道和設(shè)備的改造、置換，按工業(yè)用氣標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格計(jì)價(jià)收費(fèi)，并納入我方大客戶項(xiàng)目進(jìn)行管理服務(wù)。
經(jīng)過(guò)1個(gè)月的施工置換，該項(xiàng)目于2010年12月順利投產(chǎn)。由于我們提前邀請(qǐng)專家協(xié)助客戶操作工試產(chǎn)調(diào)試，熟悉天然氣切割的特性，并結(jié)合原有設(shè)備特性總結(jié)出新的切割操作要點(diǎn)，因此，設(shè)備置換通氣后，客戶的生產(chǎn)效率很快達(dá)到正常水平，切割加工的工件厚度已達(dá)120mm，同時(shí)切割用燃?xì)獬杀敬蠓档汀１?為置換前后氣費(fèi)數(shù)據(jù)，其中9月～11月為置換前的丙烷用量及費(fèi)用，12月～3月為置換后的天然氣用量及費(fèi)用：
由于減本增效明顯，客戶當(dāng)即決定在隨后啟動(dòng)的增產(chǎn)擴(kuò)建項(xiàng)目中，同步配套天然氣作為切割燃?xì)?。同時(shí)，通過(guò)與該客戶的坦誠(chéng)合作，我們與客戶建立了互惠互信的伙伴關(guān)系，當(dāng)我們提出欲將其切割車間作為華東地區(qū)首家純天然氣切割推廣示范基地時(shí)，客戶當(dāng)即同意并給予了最大支持，為我們進(jìn)一步推廣純天然氣切割、開拓切割用氣市場(chǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。
6 結(jié)語(yǔ)
(1) 對(duì)普通碳鋼、低合金鋼等常規(guī)的金屬切割加工工藝，在保證原有工效、質(zhì)量的前提下，現(xiàn)有城市天然氣無(wú)需添加劑，可直接替代乙炔、丙烷等燃?xì)庥糜谇懈?。置換后，燃?xì)夂脱鯕夂挠玫纳a(chǎn)成本均明顯降低。
(2) 對(duì)終端用氣客戶，原有乙炔切割裝置經(jīng)少量改造即可，原丙烷切割裝置可直接改用天然氣，無(wú)需承擔(dān)任何捆綁銷售的專用混配裝置和割嘴，整個(gè)置換工程成本低。無(wú)需儲(chǔ)運(yùn)、換瓶，安全性大為提高，并且徹底杜絕了乙炔、丙烷、添加劑采購(gòu)中的暗箱交易、以次充好、短斤少兩等問(wèn)題，管理成本也得到明顯降低，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著，客戶滿意度高，市場(chǎng)前景好。
(3) 對(duì)城市天然氣公司，由于無(wú)需添加劑廠商的介入，可在保證正常利潤(rùn)的前提下增加銷售量，擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模，牢牢把握客戶和市場(chǎng)。
(4) 隨著城市功能的轉(zhuǎn)換，許多具備用氣潛力的工業(yè)客戶紛紛遷出城區(qū)，往往遠(yuǎn)離氣源管網(wǎng)，城市天然氣公司在進(jìn)行項(xiàng)目發(fā)展時(shí)，可根據(jù)用氣規(guī)模、管網(wǎng)投資、回報(bào)周期等因素，在做好項(xiàng)目投資評(píng)估的基礎(chǔ)上，合理選擇管道天然氣、CNG、LNG等3種不同方式供氣。
