城市天然气供应的储气与调峰

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1、城市天然气供应的储气与调峰2007年06月01日一、概述　　目前气田供气量绝大多数是全平均衡输送的，而城市用气量则随着城市民用、工业各类用户的用气特点，每月、每日、每时都在变化，高峰、低谷相差悬殊。为了解决输气均衡与用气不均衡的矛盾，必须考虑建设储气设施，以满足城市调峰的要求。　　目前，国内外解决高峰负荷问题，采用建地下储气库，建地上常压或低压储气罐，建管束储气，增大输气管线输送能力，利用长输管线末段储气，储备液化天然气及液化石油气等方法。如何解决城市天然气的储气方式必须结合城市的具体条件进行分析，对各种储气方式进行技

2、术经济评价，最终确定现实、合理的储气方案。　　本文内容为：几种储气方式工艺特点简介、城市储气容积的确定方法、北京市天然气供应的储气与调峰方案简介。　　二、几种储气方式工艺特点简介　　(-)地下储气　　当前一些天然气使用量大的国家都采用地下储气库的方式调节城市用气不均衡，老式的储气柜和地上金属罐正在逐步淘汰。实践证明，地下储气库是天然气长输管线供气系统中不可缺少的部分，对解决季节用气高峰或供气系统发生事故时保证连续供气有着很重要的作用。例如巴黎地区十二月份耗气量比八月份耗气量高出五倍，为此建设地下储气库，夏藏冬用。前苏联

3、建造的地下储气库规模很大，60年代在里加附近建造的莫丘卡尔地下储气库，可以解决苏联欧洲部分整个西北部的供气不均衡问题。目前国外不少国家还利用地下储气库调节日用气高峰。　　地下储气库的类型主要有：含水层地下储气库，盐穴地下储气库，枯竭油、气田地下储气库。其中利用含水层和枯竭油、气田做地下储气库，正被广泛利用(见图一图二)。我国的四川省和大庆油田先后利用过盐层和枯竭油气田做地下储气库。　　美国至1986年底建有废气田储气库358个，含水层储气库54个。　　目前最大的盐穴储气库可储存天然气0.3×109kw·h，法国至199

4、4年底建有含水层地下储气库13个，盐穴储气库2个。　　经济分析资料表明，几种储存方式中，建设地下储气库最经济、成本最低，可以用较少的投资来改善对用户的供气需要。　　(二)管道储气　　1．长输管线末段储气　　长距离燃气输气管线有一定的储气能力。因为长输管线末端排出的燃气量是不断变化的，如果压送站供出的燃气量不变，而从管线末端排出的气量随用气工况变化，这样管线末端是在负荷不断变化的情况下工作的。当夜间城市用气量小于供气量时，剩余的燃气就积存在管道内，使管内压力升高。一般到凌晨5～6时，管道内的压力可达到最大允许值，而此时管

5、道内排出的气量仍小于供气量，则压送机不得不停止压送，或减少压送量，在这种情况下，燃气储存在前一段(即末段)管道中，称为管道末段储气。当白天城市用气量高于供气量时，储存的燃气就经管道送入城市管网。　　确定管道末段储气容积的近似方法是用管道排气量等于用气量瞬间的稳定工况代替燃气流动不稳定工况进行计算的。如果管道内的压力在某一负荷下的瞬间达到稳定需要一定的时间，在城市需用量不断变化的情况下，稳定的压力曲线是无法建立的，通常采用近似方法计算末段管道的储气容积。　　但是所有的长输管道中利用做储气的末段管道，都有一定的长度界限。管

6、道一端的参数变化要比有波动源的一端参数变化有一个滞后时间。当管道的长度大于一定的数值时，在管道一端产生的参数变化，如压力波动，因是阻尼传播不能传递到另一端，对于这类管道称为半无限长管道，苏联的有关文章中把这种现象称为堵塞。欧、美的有关资料中一般以管道长度在400公里以内称为有限长，大于400公里称为半无限长。　　依兰～哈尔滨的煤气长输管线全长248公里，就是采用长输管线储气来调节城市用气高峰。其理论依据就是管道较短，前后压力变化虽然有滞后时间，但是都在某一段时间内同升同降，即整条管道储气。而陕甘宁到北京的输气管线全长约

7、900公里，中间没有加压站，管道末端压力变化对气源端影响甚微，不能全部管长参予计算。　　2.高压管网储气　　利用城市高压管网储气与长输管线末段储气相似。城市高压管网与用户相距较近，更有利于调节用气高峰。　　采用高压管网储气投资和钢材耗量比建地上金属罐低。而且操作、管理、维护简单，可以与计量站统一考虑，维护管理不另外设岗位。　　城市高压环网对于接收各方面来的气源，平衡输气系统工况也十分有利。　　(三)管束储气　　高压管束，事实上是一种高压管式储气罐。因其直径小能承受更高的压力。管束储气是将一组或几组钢管埋在地下，对管内储

8、存的天然气加压，利用气体的可压缩性及其高压下和理想气体的偏差进行储气，可使储气量大大增加。　　早在1964年，美国就有了管束储气工程，使用的钢管直径为42英寸(DN1000mm)，用X-60钒钢，总长5.28公里，操作压力6.26MPa，配备有600马力功率的压缩机。英国在肯特那郡也建了两处地下管束储气站，储气能力分别为28万米3