一、燃?xì)饧夹g(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)
天然氣是二十一世紀(jì)的主要能源。我國在上世紀(jì)末，以陜氣進京為代表，拉開了城市大規(guī)模利用天然氣的序幕。“西氣東輸”、近海天然氣的利用、“俄氣南輸”和進口液化天然氣等項目，將開始根本改變我國城市燃?xì)獍l(fā)展的面貌。天然氣到來之后，由于供氣規(guī)模和對象的變化，與天然氣到來之前有本質(zhì)的區(qū)別，涉及的技術(shù)問題也更為廣泛。天然氣到來之后，我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展也開始逐步走上與世界各國城市燃?xì)庀嗤陌l(fā)展道路，科技進步也有了共同點，有了堅實的基礎(chǔ)。這些，將大大推動燃?xì)庠O(shè)備的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度，使我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展發(fā)生質(zhì)的飛躍，在完成向城市清潔能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移中大大向前邁進一步，對改善城市大氣污染和生態(tài)環(huán)境起到良好的作用，技術(shù)上也將取得更大的進步。
從世界城市燃?xì)饪萍及l(fā)展的規(guī)律看，燃?xì)獾睦靡?guī)模決定著行業(yè)的技術(shù)水平，天然氣到來后，燃?xì)獾闹饕脩艟褟拿裼棉D(zhuǎn)向工業(yè)，工業(yè)成為主要供氣對象，且統(tǒng)一在一個整體的供氣網(wǎng)絡(luò)中；燃?xì)庠诔鞘幸淮文茉粗兴嫉谋戎匾矊⒊蔀槿細(xì)獍l(fā)展水平的重要標(biāo)志，供氣網(wǎng)絡(luò)的單位長度輸氣量將成為技術(shù)水平的重要指標(biāo)，并逐步做到與先進國家進行比較，從而可以使差距定量化。 我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展，對民用戶來說，已經(jīng)取得了很大的成績，特別是上世紀(jì)九十年代以來的發(fā)展十分迅速，對城市居民因燒煤造成的大氣污染已得到了很好的解決和改進。從建設(shè)部綜合財務(wù)司“中國城市建設(shè)統(tǒng)計年報”的數(shù)據(jù)看，2001年城市燃?xì)饪備N售量為1006,96× 1012KJ，比2000年的1000,91×1012KJ僅增加0.6%，約相當(dāng)于天然氣283億m3，為世界燃?xì)饪傁M量的1%強（1999年世界天然氣的總消費量為2399,4×109m3）。2001年城市燃?xì)饪備N售量中，人工氣占19.9%，LPG占44.9%，天然氣占35.2%；按用氣人口數(shù)計：人工氣占20.4%，LPG占65.0%，天然氣占14.6%。總用氣人口達到21350.82萬人，管長達到100479.15Km。
從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，也出現(xiàn)了一些難以置信的現(xiàn)象，如2001年與2000年相比，人工氣與LPG的總銷售量在下降，人工氣下降了10.1%，LPG下降了 6.7%，天然氣上升了21.4%；但從用氣人口計，人工氣增加了10.25%，LPG增加了13.0%，天然氣增加了21.1%，總用氣人口2001年比2000年增加了3718.77萬人，其中人工氣增加404.6萬人，LPG增加2768.36萬人，天然氣增加545.77萬人。管長增加 11021.15Km(2000年管長為89458 Km)。如果統(tǒng)計無誤的話，在氣量增加不多的情況下，一年中用氣人口增加3718萬人，是我國城市燃?xì)鈿v史上從未有過的發(fā)展速度，也為今后的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
從國際發(fā)展天然氣工業(yè)的經(jīng)驗看，天然氣從氣田到市場需要由投資很大的基礎(chǔ)設(shè)施來保證。沒有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)就沒有市場，因此，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已成為發(fā)展天然氣的“瓶頸”。天然氣“鏈”包括五個環(huán)節(jié)，即天然氣的開采與生產(chǎn)，貯存，長輸管線，配氣管網(wǎng)和應(yīng)用。這五個環(huán)節(jié)缺一不可。世界燃?xì)夤I(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步始終是圍繞著這五個環(huán)節(jié)在進行，各有其自身的科技發(fā)展規(guī)律和研究方向。我國在煤制氣階段，這五個環(huán)節(jié)是統(tǒng)一在城市燃?xì)獾男∠到y(tǒng)內(nèi)且由城市統(tǒng)一管理。在天然氣時代，則應(yīng)由涉及上、中、下游的各個部門分工合作，在管理體制上，則是通過商業(yè)合同與法律運作。只有職責(zé)分明，各司其職才能保證安全運行。從各國技術(shù)發(fā)展的規(guī)律來看，不能以煤制氣階段取得的經(jīng)驗來解決天然氣發(fā)展中的問題，也不能以計劃經(jīng)濟時期的統(tǒng)一模式來處理市場經(jīng)濟條件下天然氣發(fā)展中的問題。
天然氣發(fā)展中的首要問題是經(jīng)濟問題，技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以經(jīng)濟效益為前提，天然氣富裕程度不同的國家，城市燃?xì)獾墓庹邞?yīng)按優(yōu)化利用能源的方針來制定。多種氣源，因地制宜，合理利用應(yīng)是我國城市燃?xì)獍l(fā)展的長期方針。這也是各國發(fā)展的共同道路。
從各國的統(tǒng)計資料可知，城市配氣管網(wǎng)的建設(shè)是培育燃?xì)馐袌鲋型顿Y最大的部分，配氣管網(wǎng)（網(wǎng)狀部分）與長輸管線的長度比，美國為75.3%：24.7%；法國為83.36%：16.64%；前蘇聯(lián)為85.9%：14.1%；澳大利亞為82.7%：17.3%；伊朗為83.3%：16.7%。城市配氣管網(wǎng)因調(diào)峰等原因，設(shè)備與管道的利用率低于長輸管線，城市管道的敷設(shè)費用高于長輸管線，安全保障的建設(shè)費用也很高，但氣價又受其它替代能源的限制。法國的經(jīng)驗描述為：輸配管網(wǎng)，前期投入大，建設(shè)期長，資金返回慢，還款期長。沒有單一買方承諾長期購買。由于這一原因，發(fā)達國家如日本，民用戶用氣中LPG至今仍占 52%，發(fā)展中國家如馬來西亞，天然氣資源豐富，但民用氣僅占總用氣量的0.07%，絕大多數(shù)居民均是使用LPG，目的都是為了使能源的利用取得最佳的經(jīng)濟效益。
當(dāng)今世界燃?xì)夤I(yè)的發(fā)展正處在大變革和大發(fā)展時期，氣源離市場的距離越來越遠(yuǎn)，能源輸送的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在采用多種方式， LNG就是方式之一，GTL（轉(zhuǎn)化液體燃料）則又是另一種方式，涉及的技術(shù)因素很多，因此，追蹤國際上燃?xì)夤I(yè)發(fā)展的動向和經(jīng)驗，對指導(dǎo)我國燃?xì)夤I(yè)的發(fā)展有很大的意義。燃?xì)夤I(yè)的發(fā)展與各國的經(jīng)濟發(fā)展水平也有密切的關(guān)系，發(fā)展中國家與發(fā)達國家的發(fā)展道路也不同。我國城市天然氣的利用剛起步，技術(shù)上與發(fā)達國家相比差距甚大，加上技術(shù)發(fā)展資金短缺，投入不足，尚未建成一支強有力的科研隊伍，與發(fā)展的需要甚不適應(yīng)，燃?xì)馄髽I(yè)的虧損還遠(yuǎn)未解決，配套設(shè)備依賴進口，產(chǎn)業(yè)化的程度很低，因此，只能圍繞天然氣的發(fā)展和利用，選擇生產(chǎn)實踐中的急需課題，按“有所為，有所不為”的原則，重點開展科研活動，務(wù)求實效，同時，加強國外先進技術(shù)的消化吸收，保證安全供氣，降低供氣成本。
二、技術(shù)、設(shè)備開發(fā)的主要方向
1、燃?xì)鈿庠?br>
任何一種城市燃?xì)?，在運行過程中的組分均可能會有變化，天然氣也不例外，根據(jù)氣田的產(chǎn)氣狀況，國際上天然氣有兩個標(biāo)準(zhǔn)（即H類和L類），每一標(biāo)準(zhǔn)均有其自身的互換范圍，但對商品的天然氣，還必須研究每類天然氣在運行中組分的允許變化范圍。商品天然氣組分的允許波動范圍應(yīng)小于燃?xì)夥诸愔械牟▌臃秶?。如對?biāo)準(zhǔn)中的某類天然氣，應(yīng)規(guī)定天然氣的華白數(shù)不應(yīng)低于和不應(yīng)高于的數(shù)值。從計費的角度看，還應(yīng)規(guī)定天然氣熱值的最低值和最高值。熱值降低，會影響消費者的利益，提高熱值又會使經(jīng)營者蒙受經(jīng)濟上的損失。我國天然氣標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)定熱值>31.4MJ/m3，顯然不能滿足運行中對商品天然氣的要求。當(dāng)各種氣源的天然氣需要混配時，尤應(yīng)注意到燃?xì)饨M分的變化。此外，天然氣中的H2s含量、總S含量、Cl含量、烴露點、水露點、氧含量、CO2含量、N2含量以及供氣壓力和標(biāo)準(zhǔn)測試方法等均應(yīng)有所規(guī)定，以便作為簽訂“照付不議”合同時的主要內(nèi)容之一，使“照付不議”合同的內(nèi)容符合國際慣例。
世界上液化天然氣（LNG）的發(fā)展方興未艾，我國也正在起步，涉及LNG鏈中的三個環(huán)節(jié)，即液化、儲存和再氣化的技術(shù)經(jīng)濟問題也將提到日程上來。
城市燃?xì)馀c氣源有關(guān)的設(shè)備產(chǎn)業(yè)化問題有：
?、?連續(xù)快速測定燃?xì)饨M分、熱值和華白數(shù)的儀器儀表開發(fā)。
?、?不同工作原理且適用于不同壓力的大流量計量裝置的開發(fā)。
?、?天然氣液化、貯存、運輸再氣化、加氮等設(shè)備的開發(fā)。
?、?智能與遙控儀表設(shè)備的開發(fā)等。
?、?LNG衛(wèi)星廠的整套設(shè)備開發(fā)。
2、輸配與輸氣
20世紀(jì)二十年代，美國因西南和中部地區(qū)的天然氣資源開始興建長輸管線。五十年代，從加拿大到美國開始興建跨國長輸管線。六十年代，歐洲因荷蘭格羅寧根氣田的開發(fā)，開始形成連接荷蘭、比利時、德國、法國和意大利的長輸管線，后來，又引進俄羅斯等國的天然氣，形成了歐洲的供氣網(wǎng)絡(luò)。世界正在建設(shè) 33000Km的輸氣管道。日本則依賴進口LNG和LPG發(fā)展本國的城市燃?xì)?。如上所述城市配氣管網(wǎng)建設(shè)的工作量最大，也最貼近市場，需要大量設(shè)施來保證，如管道、閥門、調(diào)壓、計量、施工、運行、維修、檢漏和遙控系統(tǒng)等，涉及的計算機軟件也很多。為了平衡用氣的季節(jié)波動，必須具有完善的調(diào)峰設(shè)施。 1998年世界地下氣庫的總量有600座，其中：美國、加拿大448座，西歐78座、東歐和前蘇聯(lián)68座、日本和澳大利亞7座，工作燃?xì)饽芰Γ╓GC）總量為308×109m3，總?cè)萘繛?85×109m3，工作燃?xì)赓A存的能力相當(dāng)世界年耗氣量的14%。此外以LNG作為短期調(diào)峰的廠有73座，其中歐洲9座、南亞1座、澳大利亞2座、北美60座，南美1座。液化周期為150-300日/年，氣化周期為5-20 日/年。還有為數(shù)眾多的LPG調(diào)峰廠。我國在許多方面幾乎還是空白。
2001年，我國城市燃?xì)夤艿揽傞L100479.15Km，其中人工氣50114.06Km，天然氣39556.22 Km，LPG10808.87 Km。天然氣大規(guī)模供應(yīng)后，由人工氣向天然氣轉(zhuǎn)換的工作量也很大，涉及設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的項目也最多，主要有：
（1）管材方面，如PE管、鋼管、球鐵管、銅管等新管材。
（2）鋼管材的防腐設(shè)施。
（3）管道的施工、維修和更新改造的技術(shù)和設(shè)備。
（4）具有監(jiān)控和安全系統(tǒng)的高性能調(diào)壓裝置，滿足各類用戶和網(wǎng)絡(luò)工作壓力要求的調(diào)壓裝置等，
（5）高可靠性閥門裝置。
（6）適應(yīng)不同計量需要的中小型流量計。
（7）儲氣設(shè)備的開發(fā)；不同用途調(diào)峰設(shè)備的開發(fā)。
（8）設(shè)計、運行和管理技術(shù)開發(fā),如城市燃?xì)庠O(shè)計、運行數(shù)據(jù)庫的建設(shè)及軟件開發(fā)等。
（9）自動查表和收費系統(tǒng)。
（10）完善SCADA和GIS系統(tǒng)。
（11）城市燃?xì)庑畔⒒到y(tǒng)建設(shè)。
（12）技術(shù)經(jīng)濟計算中各類計算機軟件的開發(fā)。
3、燃?xì)獾膽?yīng)用
發(fā)展城市燃?xì)獾哪康淖罱K在于應(yīng)用，燃?xì)獾膬?yōu)越性也只有通過廣泛而有效的應(yīng)用才能體現(xiàn)出來。從技術(shù)進步的角度看，在目前我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展水平下，燃?xì)獾膽?yīng)用技術(shù)與國外的差距最小。在市場經(jīng)濟的條件下，越是和消費者直接有關(guān)的技術(shù)，競爭越是激烈，因而與國外的差距越小，或是越易縮小。但是，應(yīng)用技術(shù)的進步，又依賴于城市燃?xì)獾陌l(fā)展。長期以來，由于我國的氣源供應(yīng)不足，影響了應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，停留在生活炊事用氣和少量熱水供應(yīng)的階段。
當(dāng)今世界燃?xì)鈶?yīng)用技術(shù)的研究圍繞著兩個目標(biāo)進行。一是國際上把天然氣看作是一種升水燃料或加價燃料（Premium fuel），經(jīng)濟學(xué)中，把商品價格高于原定價格或超過一般水平，其高出部分叫做加價或升水，也即天然氣是一種高品位可升值的燃料。因此，在天然氣的應(yīng)用中應(yīng)充分發(fā)揮它的高使用價值（High uses of gas）。二是燃?xì)獾膽?yīng)用技術(shù)應(yīng)減少污染物的排放量，從大范圍來看，污染物的排放要考慮對臭氧層破壞的潛力（ODP—Ozone depletion potential）和對全球變暖的潛力（GWP—Global warming potential）。天然氣的主要成分為CH4，碳?xì)浔刃?，燃燒后產(chǎn)生的溫室氣體量CO2也小，但CH4本身就是一種溫室氣體，不能直接向大氣排放。從小范圍看，則主要是減少TSP、SO2和NOx的排放量。天然氣在應(yīng)用中有明顯的優(yōu)點，但對減少NOx的排放量還有待研究。涉及設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的項目有：
① 21世紀(jì)的低污染新型燃具。
② 燃?xì)獠膳c空調(diào)設(shè)備。
③ 小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)裝置。
④ 壓縮天然氣汽車（CNG）及加氣站配套設(shè)備。
⑤ 燃具及小型燃?xì)獗淼闹悄芑?br>
4、安全設(shè)施
隨著城市燃?xì)獾陌l(fā)展，供氣范圍的不斷擴大，用戶的增加，安全問題日益突出，事故也屢有發(fā)生。雖然世界各國均不斷有燃?xì)獗?、中毒等傷亡事故發(fā)生的報導(dǎo)，但程度上有很大的差異。我國的燃?xì)馐鹿适禽^多的。據(jù)上海燃?xì)夤芾硖幍牟煌耆y(tǒng)計，1999年上海因燃?xì)庑孤┰斐傻乃劳鋈藬?shù)為106人，2000年有所下降，但仍有102人死于燃?xì)庵卸竞椭舷?，且已成為繼公交、工傷之后的第三傷亡事故。
安全問題是從事故開始認(rèn)識的，但安全與事故是兩個概念，事故是不安全因素造成的最后結(jié)果，而安全則有更廣泛的概念。燃?xì)馐鹿实奈ｋU性（Risk）來源于易燃、易爆和高壓輸送。國際上事故的度量常按國際勞動組織（ILO）提出的失去工作日事故（Lost time accidents—簡稱LTAS）表示。事故的危險性R=P×M，式中P表示事故的頻率（Frequency），M表示事故的嚴(yán)重程度（Severity rate）。對管道燃?xì)?，事故頻率常以失去的工作日與系統(tǒng)的管長表示，實際上，不僅管長影響LTA，維修系統(tǒng)與施工系統(tǒng)也有影響。至于事故的嚴(yán)重程度還應(yīng)考慮到許多潛在的因素，如人口密度，建筑物等。從而產(chǎn)生了危險性管理的概念（Risk management），我國常稱的安全管理，實質(zhì)上即危險性的倒數(shù)。危險性管理是系統(tǒng)使用管理政策、程序和方法，以保護工作人員，人民群眾，環(huán)境和公司財產(chǎn)達到可接受的程度。危險性管理還包括系統(tǒng)地評估潛在的危險，并提出危險控制的過程（重點在漏氣的檢查）。危險性管理的規(guī)程與法規(guī)，各國不完全相同，它與該國供氣的歷史有關(guān)，供氣歷史越長，各公司自身的規(guī)定就越多、越詳細(xì)。至于政府的規(guī)程，常包括檢漏、陰極保護、加臭、群眾有舉報事故的責(zé)任等，各國均有法律，但詳細(xì)程度不同。也包括事故后的處理等內(nèi)容。
燃?xì)獾奈ｋU性，包括事故和對環(huán)境的污染（CH4），常由漏氣所造成。一個燃?xì)庀到y(tǒng)不可能完全不漏氣，但不允許造成事故的漏氣。圍繞漏氣問題，在國際上做過很多的研究工作，如分析管道失效的漏氣原因大致為：施工安裝缺陷52.8%，設(shè)備缺陷8.3%，管材缺陷11.1%，腐蝕5.6%，運行錯誤5.5%，其它16.7%%等。又如，閥門壽命通常比在相同條件下的管道壽命要低2—2.5倍等。涉及安全問題的設(shè)備產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容很多，主要有：
① 高精度巡視檢漏儀器的開發(fā)。
② 發(fā)展連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，對CO，CO2，NOx和SO2進行連續(xù)監(jiān)測。包括連續(xù)排放監(jiān)控系統(tǒng)（CEMS）和預(yù)測排放監(jiān)控系統(tǒng)（PEMS）等。
③ 加臭配套設(shè)施。
④ 家庭安全報警系統(tǒng)及安全設(shè)備的開發(fā)。
三、對燃?xì)庠O(shè)備產(chǎn)業(yè)化的建議
綜上所述，城市燃?xì)馐且粋€新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備開發(fā)的大市場，是一個新的經(jīng)濟增長點。過去，不少部門和廠家在新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備的開發(fā)中做出了貢獻，取得了很好的經(jīng)濟效益，但也有一些廠家取得的效益不夠理想。因此，研究成功的經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)是十分必要的。最主要的一點是在確定新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備開發(fā)時，應(yīng)先做好可行性研究。廠家自己做一些調(diào)查研究，不掌握國內(nèi)外全面情況，倉促決策而造成失誤的例子很多。在開發(fā)中，特別要注意以下幾個問題。
1、我國城市燃?xì)獍l(fā)展的趨勢和特點。我國是多氣源的國家，與不少國家是單一天然氣氣源的不同。每種氣源在一定的歷史階段對產(chǎn)品有不同的要求。要明確氣源變化對產(chǎn)品市場的影響。
2、研究每種新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)備在市場中所處的地位和需求量。要弄清供需關(guān)系，分析是短期產(chǎn)品還是長期產(chǎn)品；那些技術(shù)是要逐步淘汰的，那些是正在發(fā)展的；那些技術(shù)是超前的，那些是滯后的。研究國外技術(shù)、產(chǎn)品和設(shè)備的發(fā)展時，要研究多個國家，并注意各個國家的特點和在世界上的地位。
3、要研究每種新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，在我國已加入WTO后，特別要注意貿(mào)易技術(shù)壁壘協(xié)議（TBT協(xié)議）中的要點，不論國內(nèi)有無相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，均應(yīng)掌握國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是技術(shù)先進國家的標(biāo)準(zhǔn)。要分析國外標(biāo)準(zhǔn)中的參數(shù)是否和我國的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)相符合？和我國的氣源特點、壓力級別是否相配套？
4、如為用戶直接服務(wù)的產(chǎn)品，則應(yīng)研究我國用戶的使用特點和居住、廚房等條件，有無排煙設(shè)施等。國外的建筑物均有完善的排煙系統(tǒng)，而我國往往沒有，致使許多燃?xì)鈶?yīng)用產(chǎn)品受到限制。勉強推廣使用，就會造成安全事故。
5、要研究并注意燃?xì)馀c其它能源的替代關(guān)系。其中特別與電力和燃料油的比價。國際上，當(dāng)前燃?xì)馀c電力、燃料油的競爭十分激烈，其中有重要的內(nèi)在規(guī)律。
6、要研究產(chǎn)品的技術(shù)訣竅及其耐久性、可靠性和壽命期。產(chǎn)品應(yīng)有自己的特色。
7、確定我國產(chǎn)品的合理市場價格。
8、做好風(fēng)險性分析，弄清各種因素對產(chǎn)品市場的影響。
9、建立健全的質(zhì)量保證體系。
城市燃?xì)鈳в泄檬聵I(yè)性質(zhì)，在計劃經(jīng)濟時期還具有壟斷性，幾年來改革步伐緩慢，競爭機制尚未建立。在城市燃?xì)獾陌l(fā)展中，建立內(nèi)生能力（Endogenous capacity）十分重要。內(nèi)生能力是指國家、部門和個人作出合理的和相對獨立的決策能力。內(nèi)生能力是1976年聯(lián)合國會議對科學(xué)技術(shù)發(fā)展所提出的概念，它適用于所有的發(fā)展領(lǐng)域，且是發(fā)展的一個最重要的方法，因此，如同其它發(fā)展部門一樣，我國的燃?xì)夤I(yè)也需要建立內(nèi)生能力。當(dāng)內(nèi)生能力達到一定水平時，我國燃?xì)庠O(shè)備的產(chǎn)業(yè)化必將達到一個新的水平。參考文獻：
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4、 Boris Krivoshein (Russia). Emissions monitoring. Report of study Group 4.2. 21st world Gas Conference-June 6-9,2000-Nice-France
5、 Pierre Clavel (France) Pipeline Integrity Management and safety Report of study Group 4.3. 21st World GAS Conference-June 6-9,2000-Nice-France.
天然氣是二十一世紀(jì)的主要能源。我國在上世紀(jì)末，以陜氣進京為代表，拉開了城市大規(guī)模利用天然氣的序幕。“西氣東輸”、近海天然氣的利用、“俄氣南輸”和進口液化天然氣等項目，將開始根本改變我國城市燃?xì)獍l(fā)展的面貌。天然氣到來之后，由于供氣規(guī)模和對象的變化，與天然氣到來之前有本質(zhì)的區(qū)別，涉及的技術(shù)問題也更為廣泛。天然氣到來之后，我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展也開始逐步走上與世界各國城市燃?xì)庀嗤陌l(fā)展道路，科技進步也有了共同點，有了堅實的基礎(chǔ)。這些，將大大推動燃?xì)庠O(shè)備的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度，使我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展發(fā)生質(zhì)的飛躍，在完成向城市清潔能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移中大大向前邁進一步，對改善城市大氣污染和生態(tài)環(huán)境起到良好的作用，技術(shù)上也將取得更大的進步。
從世界城市燃?xì)饪萍及l(fā)展的規(guī)律看，燃?xì)獾睦靡?guī)模決定著行業(yè)的技術(shù)水平，天然氣到來后，燃?xì)獾闹饕脩艟褟拿裼棉D(zhuǎn)向工業(yè)，工業(yè)成為主要供氣對象，且統(tǒng)一在一個整體的供氣網(wǎng)絡(luò)中；燃?xì)庠诔鞘幸淮文茉粗兴嫉谋戎匾矊⒊蔀槿細(xì)獍l(fā)展水平的重要標(biāo)志，供氣網(wǎng)絡(luò)的單位長度輸氣量將成為技術(shù)水平的重要指標(biāo)，并逐步做到與先進國家進行比較，從而可以使差距定量化。 我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展，對民用戶來說，已經(jīng)取得了很大的成績，特別是上世紀(jì)九十年代以來的發(fā)展十分迅速，對城市居民因燒煤造成的大氣污染已得到了很好的解決和改進。從建設(shè)部綜合財務(wù)司“中國城市建設(shè)統(tǒng)計年報”的數(shù)據(jù)看，2001年城市燃?xì)饪備N售量為1006,96× 1012KJ，比2000年的1000,91×1012KJ僅增加0.6%，約相當(dāng)于天然氣283億m3，為世界燃?xì)饪傁M量的1%強（1999年世界天然氣的總消費量為2399,4×109m3）。2001年城市燃?xì)饪備N售量中，人工氣占19.9%，LPG占44.9%，天然氣占35.2%；按用氣人口數(shù)計：人工氣占20.4%，LPG占65.0%，天然氣占14.6%。總用氣人口達到21350.82萬人，管長達到100479.15Km。
從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，也出現(xiàn)了一些難以置信的現(xiàn)象，如2001年與2000年相比，人工氣與LPG的總銷售量在下降，人工氣下降了10.1%，LPG下降了 6.7%，天然氣上升了21.4%；但從用氣人口計，人工氣增加了10.25%，LPG增加了13.0%，天然氣增加了21.1%，總用氣人口2001年比2000年增加了3718.77萬人，其中人工氣增加404.6萬人，LPG增加2768.36萬人，天然氣增加545.77萬人。管長增加 11021.15Km(2000年管長為89458 Km)。如果統(tǒng)計無誤的話，在氣量增加不多的情況下，一年中用氣人口增加3718萬人，是我國城市燃?xì)鈿v史上從未有過的發(fā)展速度，也為今后的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
從國際發(fā)展天然氣工業(yè)的經(jīng)驗看，天然氣從氣田到市場需要由投資很大的基礎(chǔ)設(shè)施來保證。沒有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)就沒有市場，因此，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已成為發(fā)展天然氣的“瓶頸”。天然氣“鏈”包括五個環(huán)節(jié)，即天然氣的開采與生產(chǎn)，貯存，長輸管線，配氣管網(wǎng)和應(yīng)用。這五個環(huán)節(jié)缺一不可。世界燃?xì)夤I(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步始終是圍繞著這五個環(huán)節(jié)在進行，各有其自身的科技發(fā)展規(guī)律和研究方向。我國在煤制氣階段，這五個環(huán)節(jié)是統(tǒng)一在城市燃?xì)獾男∠到y(tǒng)內(nèi)且由城市統(tǒng)一管理。在天然氣時代，則應(yīng)由涉及上、中、下游的各個部門分工合作，在管理體制上，則是通過商業(yè)合同與法律運作。只有職責(zé)分明，各司其職才能保證安全運行。從各國技術(shù)發(fā)展的規(guī)律來看，不能以煤制氣階段取得的經(jīng)驗來解決天然氣發(fā)展中的問題，也不能以計劃經(jīng)濟時期的統(tǒng)一模式來處理市場經(jīng)濟條件下天然氣發(fā)展中的問題。
天然氣發(fā)展中的首要問題是經(jīng)濟問題，技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以經(jīng)濟效益為前提，天然氣富裕程度不同的國家，城市燃?xì)獾墓庹邞?yīng)按優(yōu)化利用能源的方針來制定。多種氣源，因地制宜，合理利用應(yīng)是我國城市燃?xì)獍l(fā)展的長期方針。這也是各國發(fā)展的共同道路。
從各國的統(tǒng)計資料可知，城市配氣管網(wǎng)的建設(shè)是培育燃?xì)馐袌鲋型顿Y最大的部分，配氣管網(wǎng)（網(wǎng)狀部分）與長輸管線的長度比，美國為75.3%：24.7%；法國為83.36%：16.64%；前蘇聯(lián)為85.9%：14.1%；澳大利亞為82.7%：17.3%；伊朗為83.3%：16.7%。城市配氣管網(wǎng)因調(diào)峰等原因，設(shè)備與管道的利用率低于長輸管線，城市管道的敷設(shè)費用高于長輸管線，安全保障的建設(shè)費用也很高，但氣價又受其它替代能源的限制。法國的經(jīng)驗描述為：輸配管網(wǎng)，前期投入大，建設(shè)期長，資金返回慢，還款期長。沒有單一買方承諾長期購買。由于這一原因，發(fā)達國家如日本，民用戶用氣中LPG至今仍占 52%，發(fā)展中國家如馬來西亞，天然氣資源豐富，但民用氣僅占總用氣量的0.07%，絕大多數(shù)居民均是使用LPG，目的都是為了使能源的利用取得最佳的經(jīng)濟效益。
當(dāng)今世界燃?xì)夤I(yè)的發(fā)展正處在大變革和大發(fā)展時期，氣源離市場的距離越來越遠(yuǎn)，能源輸送的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在采用多種方式， LNG就是方式之一，GTL（轉(zhuǎn)化液體燃料）則又是另一種方式，涉及的技術(shù)因素很多，因此，追蹤國際上燃?xì)夤I(yè)發(fā)展的動向和經(jīng)驗，對指導(dǎo)我國燃?xì)夤I(yè)的發(fā)展有很大的意義。燃?xì)夤I(yè)的發(fā)展與各國的經(jīng)濟發(fā)展水平也有密切的關(guān)系，發(fā)展中國家與發(fā)達國家的發(fā)展道路也不同。我國城市天然氣的利用剛起步，技術(shù)上與發(fā)達國家相比差距甚大，加上技術(shù)發(fā)展資金短缺，投入不足，尚未建成一支強有力的科研隊伍，與發(fā)展的需要甚不適應(yīng)，燃?xì)馄髽I(yè)的虧損還遠(yuǎn)未解決，配套設(shè)備依賴進口，產(chǎn)業(yè)化的程度很低，因此，只能圍繞天然氣的發(fā)展和利用，選擇生產(chǎn)實踐中的急需課題，按“有所為，有所不為”的原則，重點開展科研活動，務(wù)求實效，同時，加強國外先進技術(shù)的消化吸收，保證安全供氣，降低供氣成本。
二、技術(shù)、設(shè)備開發(fā)的主要方向
1、燃?xì)鈿庠?br>
任何一種城市燃?xì)?，在運行過程中的組分均可能會有變化，天然氣也不例外，根據(jù)氣田的產(chǎn)氣狀況，國際上天然氣有兩個標(biāo)準(zhǔn)（即H類和L類），每一標(biāo)準(zhǔn)均有其自身的互換范圍，但對商品的天然氣，還必須研究每類天然氣在運行中組分的允許變化范圍。商品天然氣組分的允許波動范圍應(yīng)小于燃?xì)夥诸愔械牟▌臃秶?。如對?biāo)準(zhǔn)中的某類天然氣，應(yīng)規(guī)定天然氣的華白數(shù)不應(yīng)低于和不應(yīng)高于的數(shù)值。從計費的角度看，還應(yīng)規(guī)定天然氣熱值的最低值和最高值。熱值降低，會影響消費者的利益，提高熱值又會使經(jīng)營者蒙受經(jīng)濟上的損失。我國天然氣標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)定熱值>31.4MJ/m3，顯然不能滿足運行中對商品天然氣的要求。當(dāng)各種氣源的天然氣需要混配時，尤應(yīng)注意到燃?xì)饨M分的變化。此外，天然氣中的H2s含量、總S含量、Cl含量、烴露點、水露點、氧含量、CO2含量、N2含量以及供氣壓力和標(biāo)準(zhǔn)測試方法等均應(yīng)有所規(guī)定，以便作為簽訂“照付不議”合同時的主要內(nèi)容之一，使“照付不議”合同的內(nèi)容符合國際慣例。
世界上液化天然氣（LNG）的發(fā)展方興未艾，我國也正在起步，涉及LNG鏈中的三個環(huán)節(jié)，即液化、儲存和再氣化的技術(shù)經(jīng)濟問題也將提到日程上來。
城市燃?xì)馀c氣源有關(guān)的設(shè)備產(chǎn)業(yè)化問題有：
?、?連續(xù)快速測定燃?xì)饨M分、熱值和華白數(shù)的儀器儀表開發(fā)。
?、?不同工作原理且適用于不同壓力的大流量計量裝置的開發(fā)。
?、?天然氣液化、貯存、運輸再氣化、加氮等設(shè)備的開發(fā)。
?、?智能與遙控儀表設(shè)備的開發(fā)等。
?、?LNG衛(wèi)星廠的整套設(shè)備開發(fā)。
2、輸配與輸氣
20世紀(jì)二十年代，美國因西南和中部地區(qū)的天然氣資源開始興建長輸管線。五十年代，從加拿大到美國開始興建跨國長輸管線。六十年代，歐洲因荷蘭格羅寧根氣田的開發(fā)，開始形成連接荷蘭、比利時、德國、法國和意大利的長輸管線，后來，又引進俄羅斯等國的天然氣，形成了歐洲的供氣網(wǎng)絡(luò)。世界正在建設(shè) 33000Km的輸氣管道。日本則依賴進口LNG和LPG發(fā)展本國的城市燃?xì)?。如上所述城市配氣管網(wǎng)建設(shè)的工作量最大，也最貼近市場，需要大量設(shè)施來保證，如管道、閥門、調(diào)壓、計量、施工、運行、維修、檢漏和遙控系統(tǒng)等，涉及的計算機軟件也很多。為了平衡用氣的季節(jié)波動，必須具有完善的調(diào)峰設(shè)施。 1998年世界地下氣庫的總量有600座，其中：美國、加拿大448座，西歐78座、東歐和前蘇聯(lián)68座、日本和澳大利亞7座，工作燃?xì)饽芰Γ╓GC）總量為308×109m3，總?cè)萘繛?85×109m3，工作燃?xì)赓A存的能力相當(dāng)世界年耗氣量的14%。此外以LNG作為短期調(diào)峰的廠有73座，其中歐洲9座、南亞1座、澳大利亞2座、北美60座，南美1座。液化周期為150-300日/年，氣化周期為5-20 日/年。還有為數(shù)眾多的LPG調(diào)峰廠。我國在許多方面幾乎還是空白。
2001年，我國城市燃?xì)夤艿揽傞L100479.15Km，其中人工氣50114.06Km，天然氣39556.22 Km，LPG10808.87 Km。天然氣大規(guī)模供應(yīng)后，由人工氣向天然氣轉(zhuǎn)換的工作量也很大，涉及設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的項目也最多，主要有：
（1）管材方面，如PE管、鋼管、球鐵管、銅管等新管材。
（2）鋼管材的防腐設(shè)施。
（3）管道的施工、維修和更新改造的技術(shù)和設(shè)備。
（4）具有監(jiān)控和安全系統(tǒng)的高性能調(diào)壓裝置，滿足各類用戶和網(wǎng)絡(luò)工作壓力要求的調(diào)壓裝置等，
（5）高可靠性閥門裝置。
（6）適應(yīng)不同計量需要的中小型流量計。
（7）儲氣設(shè)備的開發(fā)；不同用途調(diào)峰設(shè)備的開發(fā)。
（8）設(shè)計、運行和管理技術(shù)開發(fā),如城市燃?xì)庠O(shè)計、運行數(shù)據(jù)庫的建設(shè)及軟件開發(fā)等。
（9）自動查表和收費系統(tǒng)。
（10）完善SCADA和GIS系統(tǒng)。
（11）城市燃?xì)庑畔⒒到y(tǒng)建設(shè)。
（12）技術(shù)經(jīng)濟計算中各類計算機軟件的開發(fā)。
3、燃?xì)獾膽?yīng)用
發(fā)展城市燃?xì)獾哪康淖罱K在于應(yīng)用，燃?xì)獾膬?yōu)越性也只有通過廣泛而有效的應(yīng)用才能體現(xiàn)出來。從技術(shù)進步的角度看，在目前我國城市燃?xì)獾陌l(fā)展水平下，燃?xì)獾膽?yīng)用技術(shù)與國外的差距最小。在市場經(jīng)濟的條件下，越是和消費者直接有關(guān)的技術(shù)，競爭越是激烈，因而與國外的差距越小，或是越易縮小。但是，應(yīng)用技術(shù)的進步，又依賴于城市燃?xì)獾陌l(fā)展。長期以來，由于我國的氣源供應(yīng)不足，影響了應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，停留在生活炊事用氣和少量熱水供應(yīng)的階段。
當(dāng)今世界燃?xì)鈶?yīng)用技術(shù)的研究圍繞著兩個目標(biāo)進行。一是國際上把天然氣看作是一種升水燃料或加價燃料（Premium fuel），經(jīng)濟學(xué)中，把商品價格高于原定價格或超過一般水平，其高出部分叫做加價或升水，也即天然氣是一種高品位可升值的燃料。因此，在天然氣的應(yīng)用中應(yīng)充分發(fā)揮它的高使用價值（High uses of gas）。二是燃?xì)獾膽?yīng)用技術(shù)應(yīng)減少污染物的排放量，從大范圍來看，污染物的排放要考慮對臭氧層破壞的潛力（ODP—Ozone depletion potential）和對全球變暖的潛力（GWP—Global warming potential）。天然氣的主要成分為CH4，碳?xì)浔刃?，燃燒后產(chǎn)生的溫室氣體量CO2也小，但CH4本身就是一種溫室氣體，不能直接向大氣排放。從小范圍看，則主要是減少TSP、SO2和NOx的排放量。天然氣在應(yīng)用中有明顯的優(yōu)點，但對減少NOx的排放量還有待研究。涉及設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的項目有：
① 21世紀(jì)的低污染新型燃具。
② 燃?xì)獠膳c空調(diào)設(shè)備。
③ 小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)裝置。
④ 壓縮天然氣汽車（CNG）及加氣站配套設(shè)備。
⑤ 燃具及小型燃?xì)獗淼闹悄芑?br>
4、安全設(shè)施
隨著城市燃?xì)獾陌l(fā)展，供氣范圍的不斷擴大，用戶的增加，安全問題日益突出，事故也屢有發(fā)生。雖然世界各國均不斷有燃?xì)獗?、中毒等傷亡事故發(fā)生的報導(dǎo)，但程度上有很大的差異。我國的燃?xì)馐鹿适禽^多的。據(jù)上海燃?xì)夤芾硖幍牟煌耆y(tǒng)計，1999年上海因燃?xì)庑孤┰斐傻乃劳鋈藬?shù)為106人，2000年有所下降，但仍有102人死于燃?xì)庵卸竞椭舷?，且已成為繼公交、工傷之后的第三傷亡事故。
安全問題是從事故開始認(rèn)識的，但安全與事故是兩個概念，事故是不安全因素造成的最后結(jié)果，而安全則有更廣泛的概念。燃?xì)馐鹿实奈ｋU性（Risk）來源于易燃、易爆和高壓輸送。國際上事故的度量常按國際勞動組織（ILO）提出的失去工作日事故（Lost time accidents—簡稱LTAS）表示。事故的危險性R=P×M，式中P表示事故的頻率（Frequency），M表示事故的嚴(yán)重程度（Severity rate）。對管道燃?xì)?，事故頻率常以失去的工作日與系統(tǒng)的管長表示，實際上，不僅管長影響LTA，維修系統(tǒng)與施工系統(tǒng)也有影響。至于事故的嚴(yán)重程度還應(yīng)考慮到許多潛在的因素，如人口密度，建筑物等。從而產(chǎn)生了危險性管理的概念（Risk management），我國常稱的安全管理，實質(zhì)上即危險性的倒數(shù)。危險性管理是系統(tǒng)使用管理政策、程序和方法，以保護工作人員，人民群眾，環(huán)境和公司財產(chǎn)達到可接受的程度。危險性管理還包括系統(tǒng)地評估潛在的危險，并提出危險控制的過程（重點在漏氣的檢查）。危險性管理的規(guī)程與法規(guī)，各國不完全相同，它與該國供氣的歷史有關(guān)，供氣歷史越長，各公司自身的規(guī)定就越多、越詳細(xì)。至于政府的規(guī)程，常包括檢漏、陰極保護、加臭、群眾有舉報事故的責(zé)任等，各國均有法律，但詳細(xì)程度不同。也包括事故后的處理等內(nèi)容。
燃?xì)獾奈ｋU性，包括事故和對環(huán)境的污染（CH4），常由漏氣所造成。一個燃?xì)庀到y(tǒng)不可能完全不漏氣，但不允許造成事故的漏氣。圍繞漏氣問題，在國際上做過很多的研究工作，如分析管道失效的漏氣原因大致為：施工安裝缺陷52.8%，設(shè)備缺陷8.3%，管材缺陷11.1%，腐蝕5.6%，運行錯誤5.5%，其它16.7%%等。又如，閥門壽命通常比在相同條件下的管道壽命要低2—2.5倍等。涉及安全問題的設(shè)備產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容很多，主要有：
① 高精度巡視檢漏儀器的開發(fā)。
② 發(fā)展連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，對CO，CO2，NOx和SO2進行連續(xù)監(jiān)測。包括連續(xù)排放監(jiān)控系統(tǒng)（CEMS）和預(yù)測排放監(jiān)控系統(tǒng)（PEMS）等。
③ 加臭配套設(shè)施。
④ 家庭安全報警系統(tǒng)及安全設(shè)備的開發(fā)。
三、對燃?xì)庠O(shè)備產(chǎn)業(yè)化的建議
綜上所述，城市燃?xì)馐且粋€新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備開發(fā)的大市場，是一個新的經(jīng)濟增長點。過去，不少部門和廠家在新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備的開發(fā)中做出了貢獻，取得了很好的經(jīng)濟效益，但也有一些廠家取得的效益不夠理想。因此，研究成功的經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)是十分必要的。最主要的一點是在確定新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備開發(fā)時，應(yīng)先做好可行性研究。廠家自己做一些調(diào)查研究，不掌握國內(nèi)外全面情況，倉促決策而造成失誤的例子很多。在開發(fā)中，特別要注意以下幾個問題。
1、我國城市燃?xì)獍l(fā)展的趨勢和特點。我國是多氣源的國家，與不少國家是單一天然氣氣源的不同。每種氣源在一定的歷史階段對產(chǎn)品有不同的要求。要明確氣源變化對產(chǎn)品市場的影響。
2、研究每種新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)備在市場中所處的地位和需求量。要弄清供需關(guān)系，分析是短期產(chǎn)品還是長期產(chǎn)品；那些技術(shù)是要逐步淘汰的，那些是正在發(fā)展的；那些技術(shù)是超前的，那些是滯后的。研究國外技術(shù)、產(chǎn)品和設(shè)備的發(fā)展時，要研究多個國家，并注意各個國家的特點和在世界上的地位。
3、要研究每種新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，在我國已加入WTO后，特別要注意貿(mào)易技術(shù)壁壘協(xié)議（TBT協(xié)議）中的要點，不論國內(nèi)有無相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，均應(yīng)掌握國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是技術(shù)先進國家的標(biāo)準(zhǔn)。要分析國外標(biāo)準(zhǔn)中的參數(shù)是否和我國的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)相符合？和我國的氣源特點、壓力級別是否相配套？
4、如為用戶直接服務(wù)的產(chǎn)品，則應(yīng)研究我國用戶的使用特點和居住、廚房等條件，有無排煙設(shè)施等。國外的建筑物均有完善的排煙系統(tǒng)，而我國往往沒有，致使許多燃?xì)鈶?yīng)用產(chǎn)品受到限制。勉強推廣使用，就會造成安全事故。
5、要研究并注意燃?xì)馀c其它能源的替代關(guān)系。其中特別與電力和燃料油的比價。國際上，當(dāng)前燃?xì)馀c電力、燃料油的競爭十分激烈，其中有重要的內(nèi)在規(guī)律。
6、要研究產(chǎn)品的技術(shù)訣竅及其耐久性、可靠性和壽命期。產(chǎn)品應(yīng)有自己的特色。
7、確定我國產(chǎn)品的合理市場價格。
8、做好風(fēng)險性分析，弄清各種因素對產(chǎn)品市場的影響。
9、建立健全的質(zhì)量保證體系。
城市燃?xì)鈳в泄檬聵I(yè)性質(zhì)，在計劃經(jīng)濟時期還具有壟斷性，幾年來改革步伐緩慢，競爭機制尚未建立。在城市燃?xì)獾陌l(fā)展中，建立內(nèi)生能力（Endogenous capacity）十分重要。內(nèi)生能力是指國家、部門和個人作出合理的和相對獨立的決策能力。內(nèi)生能力是1976年聯(lián)合國會議對科學(xué)技術(shù)發(fā)展所提出的概念，它適用于所有的發(fā)展領(lǐng)域，且是發(fā)展的一個最重要的方法，因此，如同其它發(fā)展部門一樣，我國的燃?xì)夤I(yè)也需要建立內(nèi)生能力。當(dāng)內(nèi)生能力達到一定水平時，我國燃?xì)庠O(shè)備的產(chǎn)業(yè)化必將達到一個新的水平。參考文獻：
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5、 Pierre Clavel (France) Pipeline Integrity Management and safety Report of study Group 4.3. 21st World GAS Conference-June 6-9,2000-Nice-France.
