1865年，英國資本家在上海建成全國第一座煤制氣廠。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、撫順、丹東、錦州、長春和哈爾濱。近年來我國城鎮燃氣發展較快，從人工煤氣和LPG時代逐步進入天然氣時代。
東北三省使用人工煤氣已有近100年的歷史，早期敷設的管道大多是鑄鐵管，采用水泥或青鉛接口。如直接進行天然氣轉換，會使管道的接口干裂，發生燃氣泄漏。在居民用戶較多的城市，從人工煤氣轉換為天然氣需要較長一段時間。因此在轉換天然氣時，應根據當地條件，暫不更新改造現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氣或空氣代替人工煤氣，再逐步轉換為天然氣供氣[1-3]。
1 氣源轉換方案
1．1 天然氣改制
對已建有油制氣裝置的城市(如大連和丹東等)，在天然氣轉換時可暫不改造城市管網和燃具。應改造現有的油制氣裝置，以天然氣作為原料氣改制成低熱值的改質氣，按原有的輸配管網和燃具的氣源標準，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間內完成，這與采用重油(輕油)或LPG為原料相比更經濟。采用天然氣作為原料氣，在改制增熱過程中約有10％的熱損失。
上海吳淞煤氣制氣有限公司投資3200×104元，采用低壓間歇循環催化制氣技術，對原重油制氣爐進行改造[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，進行水蒸氣轉化反應，轉化成H2、CO及CO2。天然氣轉化工藝簡單，不需外供水蒸氣，提高了熱能利用率。天然氣改制基本無污染物生成，原有輸配管網和燃具也無須改造和更新。設計和建設周期不到1a，即可將2臺日產20×104m3/d的重油制氣爐改造完畢。對每臺制氣爐日處理天然氣10×104m3/d，產生熱值為12．56MJ/m3的改質氣28×104m3d，再用5×104m3/d的天然氣增熱，即可日產符合城鎮燃氣標準的改制成品氣33×104m3/d。這套裝置已于2001年4月年建成投產。
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、發生爐煤氣、半水煤氣及工業尾氣等，用天然氣按城鎮燃氣標準要求摻混，這不但減少了能源的浪費，還增加了燃氣的供應量。在摻混前，必須詳細調查低熱值煤氣的組成和可供氣量；另外在摻混時，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準。
1．3 天然氣混空氣
天然氣按一定比例混空氣，并對混合氣加濕使其成為水飽和濕氣后，再送入現有輸配管網。這種混氣工藝無須改造燃具，在錦州市燃氣總公司已供氣7a。對于天然氣混空氣，應考慮當地供氣現狀、輸配壓力，其混氣工藝可按以下方案進行選擇[6]。
?、僖涫交鞖?br> 引射式混氣系統由引射器、過濾器和控制、檢測裝置等組成，其混氣工藝流程見圖1。天然氣經調壓后以一定壓力由引射器的噴嘴射出，將空氣吸進混合管，獲得具有一定的混氣比和一定壓力的混合氣。這種混氣工藝利用天然氣自身壓力，不耗電，運行費用低，混氣比穩定，工藝簡單，易操作，生產比較安全，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上研發的一種混氣工藝，其工藝流程見圖2。當天然氣以一定壓力進入混合器后，經拉伐爾噴嘴加速，在混合器的混合室內產生半真空，將羅茨風機送來的有一定壓力的空氣吸入混合室內進行混合，在流經文丘里管時，2種氣體進一步擴散、壓縮，從而得到均勻的混合氣。
混合氣可中壓輸出，其控制可通過中央控制臺控制混合器的的混氣槍實現。當輸出壓力高于設定值時，自動控制系統可分別關閉每支混氣槍直至壓力穩定，或關閉全部混氣槍。當輸出壓力低于設定值時，自動控制系統可分別逐漸啟動混氣槍，直至壓力穩定，或開啟全部混氣槍。也可通過中央控制臺按用氣負荷，由自動控制系統開啟或關閉每支混氣槍。這種混氣工藝能獲得較高壓力的混合氣，但要消耗電能，運行費用較高。
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計量、調壓后，按一定比例送入混合器內進行混合，其混氣比例與混氣量可由中央控制臺對混氣槍進行自動控制。其混氣工藝流程見圖3。這種混氣工藝能獲得壓力高的混合氣，但混氣設備復雜，耗電量大，適用于大型混氣站。
④主要設備與造價估算
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燃氣標準，其主要設備與造價估算見表1。3種混氣工藝均可利用現有儲氣設備儲存，助推式和高壓比例式混氣耗電量大，但混合氣可直接進入輸配管網；引射式工藝的混合氣則需進入儲氣罐，經羅茨風機加壓后送入輸配管網。
2 結論
對一座城市，如建有油制氣裝置，則應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，華白數和燃燒勢也符合城鎮燃氣互換性要求，可直接供應燃氣用戶，是城鎮燃氣最理想的一種過渡氣源。對于天然氣混低熱值煤氣或混空氣，應按燃氣互換性的要求確定混氣比，根據需要對燃具的噴嘴進行改造，以獲得最佳的熱效率。應根據當地現有條件，經多方案綜合比較和分析后，確定最佳的天然氣轉換過渡氣源方案。在過渡期間應有計劃地投入資金，對城鎮燃氣輸配管網按區域分期分批進行改造，最終實現全天然氣化。
