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-暖通论文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-暖通论文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。　　关键词：储气调峰；高压储气罐储气；高压管道储气；地下储气井储气　　　　1引言　　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

2、。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。　　2调峰储气需求与能力分析　　2.1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（2010年）、中期（2015年）、远期（2020年）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

3、计算月燃气消耗的周（2008年1月18日～2月24日）不均衡工况计算，现阶段的调峰量为23.9×104m3，占计算月平均日用气量的14.5%。在考虑现状计算储气系数的基础上，结合远期用户发展的规划，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：　　2.2储气设施能力分析　　（1）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2000Nm3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

4、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D508×9.5，设计压力3.3MPa。该管道同时肩负着输气和储气的功能，在保证现阶段输气能力的前提下，其起点压力不能低于1.0MPa，按管道正常运行压力为3.0MPa计算，实际最大储气能力约为16.5万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2.0MPa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3

5、2万Nm3。　　（2）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113.2公里，计划于2012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3.0MPa，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（含现有储配站和四环高压管道）的储气量将不能满足2020年郑州市

6、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。　　3调峰储气方式的选择　　3.1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、地下储气井储存等几种方式。　　（1）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，

7、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。　　（2）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。　　（3）高压管道