一、 發(fā)展現(xiàn)狀及市場預測
全球對清潔能源天然氣的需求增長強勁。管輸及瓶裝工業(yè)用焊割氣體受氣源、地理、經(jīng)濟等條件的限制，無法滿足日益增長的用氣需求，運輸方式靈活、高效、經(jīng)濟的工業(yè)用焊割氣體的需求增長非常迅猛，其市場空間非常廣闊。
我國在20世紀70年代初已著手研究石油氣替代乙炔的工作，在切割工具的改進，切割工藝的總結方面取得了一定的進展。其發(fā)展方向分為二類：1）混合燃氣類，通常是乙炔、丙炔、丁二烯、乙烯等和其他烴類的混合物。2）石油烴類，主要是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、天然氣。也曾有過汽油切割等。據(jù)統(tǒng)計，我國目前仍有85％的工業(yè)燃氣沿用乙炔，年供乙炔2800萬瓶（5kg/瓶）；東南亞等發(fā)展中國家的工業(yè)燃氣也以乙炔為主，國內(nèi)外市場潛力巨大。由LPG（丙烷、丙烯和烷烯烴液化氣）液化石油氣替代乙炔氣，無疑是工業(yè)技術發(fā)展的一大進步，但是沒有完全達到充分環(huán)保節(jié)能效果，尚有30％左右未充分燃燒的CH4氣體分子污染大氣并造成能源浪費，用作工業(yè)燃氣并非是替代乙炔的優(yōu)化抉擇，而是一種很大的浪費。工業(yè)燃氣的發(fā)展經(jīng)歷了六大技術：第一代乙炔；第二代為丙烷、丙烯和多組份液化石油氣；第三代為含毒性以及水性添加劑的烴燃氣；第四代為添加水和油性混合添加劑的烴燃氣；第五代為油性混合增效烴燃氣；第六代運用系統(tǒng)工程達到性能全功能替代乙炔烴燃氣。
切割預熱時間比乙炔短，不含有毒性成份且環(huán)保節(jié)能是鑒別優(yōu)劣工業(yè)燃氣添加劑的試金石，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化實踐和市場競爭的考驗，以優(yōu)勝劣，目前國內(nèi)大部分劣質(zhì)燃氣已經(jīng)被市場淘汰。這些劣質(zhì)燃氣的致命弱點：溫度不超過2950℃，無法全功能代替乙炔，只能切割且預熱慢；而熔接不過關，只能用偏氧化焰焊接，因此機械強度不達標：大厚度熱矯形太慢,很難取得用戶認可。
二、 市場分析
目前我國應用天然氣替代乙炔氣用于金屬加工，較發(fā)達國家有很大差距，這樣巨大的市場前景和機遇就擺在我們面前，建設一個能支持這個市場的產(chǎn)品生產(chǎn)基地具有重要意義。
1、產(chǎn)品分析
天然氣切割指利用天然氣火焰（氧-天然氣）將被切割的金屬預熱到能夠劇烈燃燒的燃點，再釋放出高壓氧氣流，使金屬進一步劇烈氧化并將燃燒產(chǎn)生的熔渣吹掉形成切口的過程。
工業(yè)用的乙炔是一種易爆氣體,在一定條件下,遇火會引起爆炸,甚至自行爆炸。此外,在乙炔氣作為切割氣使用過程中,由于加工物表層氧化后存在熔渣,表面不平整,進行焊接或裝配時通常要用砂輪進行處理,這樣又加大了生產(chǎn)成本。多年來,人們一直嘗試使用其它燃料來代替乙炔氣作為切割氣,但是由于其它如天然氣、液化石油氣、丙烷氣、汽油等在氧氣中燃燒溫度均低于3000 ℃,直接作為切割氣使用效果很不理想。上世紀80 年代,國外有些公司在丙烷氣、液化石油氣等燃料中添加了助燃添加劑,使這些燃氣溫度達到3000 ℃以上,開始在工業(yè)上部分代替乙炔氣,經(jīng)過不斷改進,這些新型工業(yè)燃氣己能夠接近、甚至達到乙炔氣的工作性能。近年來,國內(nèi)外研究表明,丙烷氣、丙烯氣、液化氣、天然氣、汽油等均可作為乙炔代替品。對于這些烴類燃氣,其爆炸極限都較乙炔范圍窄,因而操作安全性較高。在實際使用過程中添加一些助燃、汽化、催化等功能的添加劑后,工作性能和乙炔氣相當。
天然氣切割特性，天然氣屬石油烴類，90%以上成分為甲烷，相對其他切割燃氣具有以下優(yōu)點：
(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) 天然氣沸點較低(-160%)，不受環(huán)境溫度影響、不需氣化，無采購、運輸、儲存、換瓶、氣化等環(huán)節(jié)，氣源供應和價格更加穩(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準煤能耗可下降55%～65%，節(jié)能減排效果顯著，符合國家政策導向。
天然氣切割氣與乙炔氣的性能比較
天然氣主要組分為甲烷，通常占90%以上，還含有一些乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上的烴類，并且有少量的二氧化碳、氮氣、硫化氫、氫氣等非烴類成分。工廠使用的管道天然氣一般都經(jīng)過了脫硫、干燥、加臭等處理，目的是在燃燒過程中使用更安全、更環(huán)保。
天然氣的性能和乙炔氣相似，但它的比重比乙炔更小，爆炸極限范圍比乙炔更窄，比乙炔氣更安全。氧—天然氣的火焰較溫和，切割對切割面的上緣無明顯燒塌現(xiàn)象，具有鋒利整齊的幾何形狀，氧化皮易于清除，切割面的精度比氧—乙炔切割高，下緣不易掛渣。但是天然氣熱值相對乙炔較低(37.2 MJm3)，在氧氣中的火焰溫度僅為2600℃左右，預熱時間長(40毫米鋼板預熱打孔時間為45秒左右)，切割速度慢(30毫米鋼板數(shù)控切割速度僅為300毫米分鐘左右)。
天然氣切割替代乙炔氣的優(yōu)點：
（1）節(jié)省能源： 生產(chǎn)乙炔的原料——電石，消耗大量電能，生產(chǎn)1噸電石耗電3700KWh，720Kg左右焦碳和50Kg電極材料，同時生產(chǎn)溶解乙炔氣需大量丙酮。采用天然氣替代乙炔氣，節(jié)省能源和材料，社會效益相當可觀?！?/span>
（2）經(jīng)濟效益：天然氣價格比乙炔氣價格便宜得多，每使用1瓶乙炔氣（按2Kg充裝）需80元左右，而1瓶乙炔氣燃燒釋放的能量相當于2立方米增效天然氣燃燒釋放的能量，價格只有30元左右，節(jié)約成本將近節(jié)約60%。
（3）社會效益：使用天然氣，可減少環(huán)境污染和對人體的危害，生產(chǎn)乙炔產(chǎn)生的大量電石灰難以處理，污染極大。
2、天然氣切割氣應用范圍
1）應用于鑄造企業(yè)的冒口切割
使用增效工業(yè)切割氣后，為用戶節(jié)約成本顯著。用于鑄造再生產(chǎn)的過程中需要切割硬度較高的特種鋼材及大量的冒口。改用天然氣切割氣后，全面替代了以前高能耗、高危險、高污染的乙炔和丙烷。增益劑是以天燃氣、煤層氣經(jīng)能量傳遞后生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能焊割氣的關鍵材料，主要用于瓶（罐）裝天燃氣、煤層氣的節(jié)能、催化、助燃，在原有基礎上提高燃燒溫度600～900℃,增強了活性，不易燃燒、環(huán)保節(jié)能又安全。 用于瓶裝天然氣的節(jié)能、催化、助燃。
2）應用于煤礦機械設備生產(chǎn)：
應用管道天然氣增益劑，全面替代了使用數(shù)年的丙烷和液化氣，不僅節(jié)約了成本，而且解決了丙烷和液化氣遇冷汽化不好影響產(chǎn)生進度的局面。
3）應用于在鋼結構生產(chǎn)企業(yè)：
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的加速及基礎建設改革的推進，鋼結構工程以日益成為框架工程主體建設的首選，從生產(chǎn)空間到展廳，從橋梁到候車候機大廳甚至到房地產(chǎn)等等都采用的是鋼結構。鋼構工程的特點是生產(chǎn)組裝因地制宜且受氣候影響較小，是當代及未來基礎建設的主流。我們鋼結構生產(chǎn)制造企業(yè)分布較廣，生產(chǎn)工藝簡單易操作，其中下料與焊接是主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，當然烤校也必不可少。眾多鋼構生產(chǎn)企業(yè)在與公司洽商合作前提出一個共同問題是：在使用乙炔和丙烷和液化氣時，遇天冷氣化不良，供氣不足，影響生產(chǎn)進度
4）應用于船舶修造行業(yè)：
海南中油、淮安船修等等沿海沿河船舶修造企業(yè)在常年的施工過程中對切割氣體的使用較為敏感，因為要在船倉等半密閉環(huán)境中作業(yè)，擔心易燃易爆氣體事故會造成傷害。從乙炔回火到丙烷、液化氣泄漏易沉積于倉底等等都是安全的隱患。工業(yè)燃氣的主體介質(zhì)是天然氣，不回火、不沉積，且火力達到或超出上述幾種氣體，而且切割效果明顯優(yōu)于上述幾種常用氣體。
目前，氧-乙炔切割下料在許多鋼結構制造企業(yè)占主導地位，生產(chǎn)成本較高，鋼瓶運輸、搬運安全隱患大。且鋼結構加工利潤微薄，只能在生產(chǎn)中挖潛降耗，降低成本，提高企業(yè)的競爭力和適應力。為此，經(jīng)反復試驗總結后，推廣應用天然氣替代乙炔氣新技術，切割厚度可達250mm。
3.實際案例及實驗數(shù)據(jù)
國內(nèi)某家天然氣切割氣公司邀請其客戶企業(yè)參與對比實驗，使其親身體驗天然氣切割的優(yōu)勢，該企業(yè)實力居國內(nèi)前列，主要切割件為結構鋼件，類型以普碳鋼、低合金鋼為主，厚度多為20mm～80mm，少量90mm～160mm。產(chǎn)品主要作為國內(nèi)外大型工程項目的鋼結構件配套使用，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熱、烘烤、糾正等輔助工序需用燃氣。年用瓶裝丙烷氣約360t，后期擴建完成后，總用氣量將增加1倍，用氣規(guī)模達到中等。
(1) 對普通碳鋼、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)有切割氣天然氣，可替代乙炔、丙烷等燃氣用于切割。置換后，燃氣和氧氣耗用的生產(chǎn)成本均明顯降低。
(2) 對終端用氣客戶，原有乙炔切割裝置經(jīng)少量改造即可，整個置換工程成本低。徹底杜絕了乙炔、丙烷、添加劑采購中的暗箱交易、以次充好、短斤少兩等問題，管理成本也得到明顯降低，綜合經(jīng)濟效益顯著，客戶滿意度高，市場前景好。
經(jīng)評估測算，其改用天然氣切割后，年燃氣使用成本預計將比原使用丙烷氣時降低20%，較使用增效天然氣約低40%，經(jīng)濟效益顯著。
(1) 將天然氣切割氣，應用在造船、機械制造、鋼結構等行業(yè)中最常見的普鋼切割方面，切割厚度至少可達11Omm；
(2) 切割面效果良好，尤其對含錳(Mn)量高的鋼材，選用較低溫的純天然氣切割更為合適；
(3) 天然氣切割氣割速與丙烷氣相當，并無市面所傳的割速緩慢等問題；
(4) 天然氣切割氣在以上領域可完全替代乙炔、丙烷；
(5) 同時應用天然氣切割氣相比丙烷切割顯著減低了燃氣成本和管理成本，而氧氣消耗量與原用丙烷氣時基本相當。
天然氣切割在一般工業(yè)切割領域具有可行性，可完全替代乙炔、丙烷等切割燃氣。
4、產(chǎn)品的市場需求情況
按照四川省工業(yè)“7+3”產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中裝備產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃，依托核動力院研發(fā)設計資源和大型核電站核電設備集成采購優(yōu)勢在成都市規(guī)劃建設核電設備配套產(chǎn)業(yè)基地；依托德陽經(jīng)開區(qū)等，在全省形成發(fā)電與冶金裝備、石油鉆采、動力機車、工程機械、發(fā)電鍋爐等特色裝備制造工業(yè)園區(qū)等；同時推動產(chǎn)業(yè)園區(qū)集群化發(fā)展，加快推進園區(qū)公共服務平臺和配套體系建設，提高裝備產(chǎn)業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)承載能力和生產(chǎn)服務能力。最后 根據(jù)行動計劃，確定重點發(fā)展8條產(chǎn)業(yè)鏈，具體包括大型清潔高效發(fā)電成套設備、航空航天和空管成套設備、機車車輛產(chǎn)品、石油鉆采及石化成套設備、大型冶金成套設備、大型工程施工成套設備、數(shù)控機床、大型節(jié)能環(huán)保成套設備。其中將重點打造包括成都以航空航天及空管設備為重點的空天產(chǎn)業(yè)園區(qū)等特色裝備制造產(chǎn)業(yè)園。這些工業(yè)園對于切割氣的需求都是大量的且長年穩(wěn)定的。
并且當前，重慶工業(yè)著力于加快推動現(xiàn)代制造業(yè)基地建設，立足建設汽摩、裝備、等產(chǎn)業(yè)基地，結合國家9大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃，重點加快推進乘用車、汽摩零部件、鋁工業(yè)、風電裝備制造、輕軌交通車輛制造、重型鑄鍛等45條千億級、五百億級、百億級產(chǎn)業(yè)鏈的建設。加快推進重點技改項目實施，促進工業(yè)投資持續(xù)增長，積極對接國家節(jié)能環(huán)保汽車、重大裝備本地化、高技術高附加值特種船舶、石油工程配套裝備、環(huán)保新型建材、高強度機械用鋼和汽車機械產(chǎn)業(yè)的高端化工產(chǎn)品等專項，重慶全面啟動了渝東南和庫區(qū)的16個區(qū)縣產(chǎn)業(yè)園區(qū)轉移承接地建設。重慶一是個老工業(yè)基地，特別以機械加工為主的企業(yè)，如嘉陵，建設，力帆，長安，鐵馬，宗申，重鋼，西南鋁，隆鑫，慶鈴等大量需要切割氣。
我們第一年生產(chǎn)切割氣規(guī)模為2500噸，假設一切割氣用量中等的企業(yè)一年使用350噸切割氣，一共只需要七到八家的這樣中等用量企業(yè)即可，該2500噸/年的生產(chǎn)量有足夠的市場消化。
