天然气切割气
一、 气体简介
工业和建筑行业中，气体火焰加工是一种普遍使用的金属加工工艺过程。乙炔就是一种最早的、目前仍被普遍使用的金属焊割气。尽管我国已禁止了小型乙炔发生器，但仍有大型的乙炔站在使用。使用乙炔弊端较多，首先乙炔生产耗能耗电，属高耗能产品。其次乙炔是一种易燃易爆的危险物品。乙炔极易发生回火爆炸。而且长期以来，市场上充斥着大量不符合国家强制标准的乙炔气和溶解乙炔气瓶，相当数量的乙炔气钢瓶充气前均未按规定灌注丙酮，大批乙炔钢瓶或超期服役，或充气量严重不足，安全隐患大。同时乙炔在与氧气混合燃烧的过程中产生的黑烟中含有对人体健康有害的磷化物和硫化物等有毒气体。而且使用乙炔易发生切口上缘熔化，下缘挂渣不易清除等现象；当氧-乙炔火焰温度过高时，还会造成切割面硬化现象，不便于下一道工序的机加工和焊接，尤其是切割易淬火钢时，容易导致切口裂纹，造成加工质量不稳定。
丙烷也作为一种切割气体，在一些行业中普遍使用。但丙烷燃烧温度低，切割速速慢，氧气消耗量大，在厚板切割上有难度；且丙烷比重比空气大，易沉积，不宜在类似船仓等相对密闭的空间中使用；其次部分产品纯度不高，含有部分烯烃成分，气化不充分，容易堵塞管道；另外需要频繁更换钢瓶，劳动强度大；同时丙烷价格随石油产品价格定价，市场价格波动大。
液化天然气（简称LNG）是井下开采的天然气经过净化之后，通过压缩升温，在混合制冷剂的作用下，冷却移走热量，并除去其中的氮气、二氧化碳、固体杂质、硫化物和水，再节流膨胀而得到-162℃体积缩小到1/625的以液态形式存在，主要成份是甲烷。 二、 气体对比
天然气与丙烷、乙炔物性比较
1m3气体燃烧 体积质低发热值 气体 量 Kcal/m3 Kg/m天然~0.75 气 丙烷 乙炔 1.35 1.2 15219 12600 1~1.4 5 2.5 3.7 6.9 2832 3100~3350 ~8500 1 2 4.6 1850~2540 3 在氧气中的 燃烧速度(m/s) 与氧混合的 火焰温度(℃) 所需氧气量m3 在焊炬中 完全燃烧 从中可以看出，天然气的有效热值比乙炔低，火焰能率比乙炔小，燃烧速度比乙炔慢，这给使用天然气切割造成一定的困难。另一方面，天然气在空气中的爆炸范围小，燃烧速度慢。因此，爆炸、回火的可能性比乙炔小，使用天然气的安全性比乙炔高。
由于以上天然气与乙炔工业燃气的不同特点，在使用过程中需要通过加入添加剂来改善天然气的性能。在加入了添加剂后，与氧混合的火焰温度达到3100℃以上，焊割性能和质量达到或超过乙炔气的水平，抗氧化、焊池好、熔深够、能渗透、成形好、强度高、易浮渣。
同时切割断面光洁，预热时间平均比乙炔短，切割速度比乙炔快，并有利于切割大厚度钢材。
与丙烷相比，由于天然气密度小、不易堆积，所以在船舱等密闭空间使用时更安全，而且还可以在水中作业。
目前丙烷的价格随石油价格大幅增长，与之相对应我国天然气资源供应日趋丰富，价格低廉。随着西气东输工程的建成、LNG项目的发展，天然气在工业切割气的规模化应用将成为可能，并将产生较好的经济效益和社会效益。 三、 天然气切割气生成工艺 1、增效剂技术
天然气作为切割气前需要添加一定量的添加剂。对于小型用户，可以由供气厂商在工厂直接添加好后罐装供应用户，而对于工业气体大型用户来讲，更经济有效的方式是通过管道或LNG气化站供应天然气、再通过一定的装置完成添加剂的注入和混合，然后供应给现场切割使用。
整个工艺的简图如下图：
调压控制撬气剂混柜接输气管道
2、天然气直接切割技术
目前国内大多数天然气切割需要添加增效剂后进行切割，深圳莱
雷科技发展有限公司引进美国最先技术，用天然气焊割系统经过对低压天然气进行加压，提供不间断供气系统，保持天然气恒温恒压的作用，直接进行焊割。
G-TEC设备配置图（以3台为例）
进气口 调压阀与机器的间隔最少5米 不同的型号管径不同 截止阀 截止阀
调压阀 截止阀 增压机 增压机 增压机 调压阀 调压阀 调压阀 防回 流阀 防回 流阀 防回 流阀 N把焊割枪 N把焊割枪 N把焊割枪 车间管道
车间管道 车间管道 四、 项目LNG气源解决方案
由于本项目所在地目前尚无天然气管线，所以采用LNG作为气源是最佳方式。
以LNG为气源，在厂区内建设LNG气化站，通过管道向厂区设备供应天然气
五、 天然气综合效益 1、经济效益
天然气热值8500~9000 kcal/Nm3，乙炔热值12800 kcal/Nm3，天然气4-6元/立方米，乙炔20-30元/公斤，燃值相同时，天然气比乙炔便宜3到5倍，可节约50-70%的生产成本。 2、安全效益
乙炔比空气重，遇明火会引起回燃、与空气、氧气混合形成爆炸性混合物。极其易燃易爆，危险极大。天然气是最安全的可燃气体。它在任何压力下使用都很稳定，天然气比空气轻，一旦有泄漏容易消散，不易在车间或船舱地面堆积，且天然气在空气中的爆炸极限范围小，燃烧速度慢，因此发生爆炸，回火的可能性比乙炔小的多，安全性更高。 3、环保效益
接触乙炔，吸入乙炔对人体有强烈的伤害，在使用时需要进行呼吸系统、眼睛、身体、手等防护处理，其燃烧的产物主要为有害气体，其使用过程会产生电石渣等污染废弃物。天然气是绿色环保低碳产品，使用时不回火，不爆鸣、无黑烟、无有害气体、无污染废弃物。
4、产品质量效益
乙炔在使用过程中会产生电石渣等污染废弃物，导致切割表面电石渣堆积、表面凸凹不平，割缝巨大。天然气燃烧效率高、清洁，在生产和使用过程中，不会产生电石渣等污染废弃物。天然气预热时间短，切割速度快，矫形速度快，割缝小，不用清渣，切割表面光滑度高，不会发生表面积碳和硬化，提高了加工质量。
联系人：鹤山中油天然气公司 源经理 联系电话：13302881342