城市天然气输配系统调峰储气方式的选择

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1、城市天然气输配系统调峰储气方式的选择城市天然气输配系统调峰储气方式的选择　摘要：对城市天然气调峰储气需求进行分析，比较了高压储气罐、高压管道和地下储气井三种天然气储存方式，提出了推荐方案。　　　　城市天然气输配系统中，各类用户的燃气需用量是不断变化的，用气工况是不均匀的，随月、日、时而变化。而一般情况下，由于受天然气长输管道输送能力的限制，天然气供应是相对均匀的，不可能完全按照用气量的变化而随时变化。这就造成了夏季供气过剩，冬季供气不足；白天用气高峰不能满足用户用气需求，夜间又用不出去。当城市采用天然气做气源时，平

2、衡城市燃气逐月、逐日的用气不均匀性，主要由上游供气方统筹调度解决。但城市输配系统规划应能依靠天然气储存设施来解决平衡日、时的用气不均匀性。本文以郑州地区天然气输配系统规划为例，对储气调峰方式的选择进行探讨。　　调峰储气量预测　　根据郑州市燃气输配系统规划对中心城区用气量的预测，在近期、中期、远期市区用气量如下表所示：　　　　城市燃气调峰与各类用户不同的用气规律有关系，根据郑州市计算月燃气消耗的周不均衡工况计算，现阶段的调峰量为×104m3，占计算月平均日用气量的%。在考虑现状计算储气系数的基础上，结合远期用户发展的

3、规划，确定郑州市今后的储气系数为25％，即按计算月平均日用气量的25％预测所需调峰储气量，详见下表：　　　　储气设施能力分析　　现有储气设施能力　　郑州市现有1座10万4Nm3低压干式储气柜；2座5万4Nm3低压干式储气柜；4座XXNm3天然气高压球罐；2座1750m3液化天然气子母罐。由于液化天然气主要作为应急储备气源，不用做日常的调峰，因此可以用作日常调峰的三个储配站总储气量共计23×104Nm3。　　已建成西、南四环高压管道50公里，管径D508×，设计压力。该管道同时肩负着输气和储气的功能，在保证现阶段输气

4、能力的前提下，其起点压力不能低于，按管道正常运行压力为计算，实际最大储气能力约为万Nm3，但在管网运行过程中，由于赵家庄门站的温降问题无法得到有效地解决，为避免冰堵、冻胀等对门站设备造成的危害，门站的出站压力通常保持在以上，在此情况下西、南四环高压管道的储气能力只能发挥出为9万Nm3。　　综上所述，目前郑州市燃气输配系统现有储气设施的可利用调峰储气量约为32万Nm3。　　四环高压管道预计储气能力分析　　郑州市的四环高压管道规划建设公里，计划于XX年以前建成。该高压环线既肩负着通过各调压站向中心城区供气的功能，又承担

5、着储气的功能，因此在计算其储气能力的时候要以保证其输气能力为基础，确定高压管道的最低起点压力。　　按照四环高压管道正常工作压力，最低起点压力满足输气要求，计算四环高压管道的储气能力如下表所示：　　　　　　由上表对比可知，如果新建的北四环、东四环四环高压管道仍采用与已建成管段一样的管径，在全线建设完成后郑州市全部储气设施的储气量将不能满足2020年郑州市的调峰需求。必须采用新建储配站或扩大四环高压管道管径的方式来解决。　　天然气储存方式　　目前国内调节燃气输配系统日、时峰的方法主要有高压储气罐储存、高压管道储存、地下

6、储气井储存等几种方式。　　高压储气罐储气　　高压储气罐又称为定容储罐，其几何容积固定不变，而是靠改变其中燃气的压力储存燃气，是国内外较为普遍和常用的储气方式。　　优点：技术比较成熟，已被国内外众多天然气输配工程所证实。　　缺点：裸露地面，占地面积大；检测维护费用高(除锈、刷漆及年检)；受自然环境(气温及日晒雨淋)和社会环境(突发事件及人为破坏)的影响；爆炸事故发生时，地面冲击波的辐射范围大、强度破坏力大；在规划选址时，还要受消防间距和风向影响的限制。　　地下储气井储气　　将储气井、井口控制装置及配套管道连接即可组成

7、小型地下储气库，它是根据配套管道所能承受的压力，利用压缩机将需储存的气体储存在储气井内。　　优点：占有土地量少；不受环境污染、不受人为影响；即使发生爆炸，其地层吸收其轰烈冲击和能量，在地面只有轻微感觉，不会造成大的损失和危害；运行稳定，维护量极少等优点。同时储气井储气还可以与加气母站合建，发挥给CNG汽车、槽车加气的功能。　　缺点：要利用压缩机将需储存的气体压入储气井，运行成本及能耗比较高。　　高压管道储气　　利用气体的可压缩性建设高压管道进行存储，同时满足输气和储气的需要。　　该方式具有占有土地量少；不受环境污染

8、、不受人为影响；即使发生爆炸，其地层吸收其轰烈冲击和能量，在地面只有轻微感觉，不会造成大的损失和危害；运行稳定，维护量极少等优点。同时几乎没有日常运行费用。　　经济性分析　　高压球罐　　目前国内高压球罐储气方式的建设成本约为220～230元/Nm3，根据前文的对比分析，在不对高压管道进行扩径的情况下，2020年储气量缺口约有×104Nm3，储配站建设规模按4