城市天然氣調峰的探討

第25卷第4期煤氣與熱力205年4月gas heatApr.2005城市天然氣調峰的探討徐正康,張寶金,喬珩中國市政工程華北設計研究院,天津300074)摘要:闡述了城市夭然氣的調峰要求及相應措施。通過(guò)實(shí)例分析對各種調峰措施進(jìn)行造價(jià)比較。對天然氣上中下游統籌考慮是解決城市調峰最經(jīng)濟合理的途徑。關(guān)鍵詞:城市燃氣調峰;地下儲氣;管道儲氣;球罐儲氣中圖分類(lèi)號:TU996文獻標識碼:B文章編號:1000-44162005)4-0044-04Discussion on Natural Gas Peak Shaving in CitiesXU Zheng-kang, ZHANG Bao-jin, QIAO HengNorth China Municipal Engineering Design Research Institute Tianjin 300074, ChinaAbstract: Requirements and appropriate measures for natural gas peak shaving in cities are expounded and the cost comparison of different measures for peak shaving is made by means of example a-alysis. The overall consideration for natural gas upstream, medium-stream and downstream is the mosteconomic and rational way to solve the peak shaving in cities.Key words: gas peak shaving in city underground storage line-packing spherical gasholder storage城市燃氣調峰的要求《城鎮燃氣設計規范》(2002年版)中5.1.3A城市一年中不同的月份每月中不同的日期、每及5.1.4條規定如下“:采用天然氣做氣源時(shí)平衡日中不同的小時(shí)的供氣量都有較大變化。為滿(mǎn)足供城鎮燃氣逐月、逐日的用氣不均勻性應由氣源方氣平衡適應不同時(shí)間段用氣量的變化就必須進(jìn)行(即供氣方)統籌調度解決。采用天然氣做氣源時(shí),調峰。過(guò)去各城市都有一定數量的調度氣源和容量平衡小時(shí)的用氣不均勻所需調度氣量宜由供氣方解足夠的儲罐解決調峰問(wèn)題,自成體系。而夭然氣的決不足時(shí)由城鎮燃氣輸配系統解決?！逵商烊粴馍瞎鈩t是由上游(氣井)中(長(cháng)輸管道)及下游中游為主來(lái)解決下游所需的供氣調峰從整個(gè)供氣(用戶(hù))組成的由于它們分屬不同公司由不同部系統來(lái)講是經(jīng)濟、合理的這樣可以避免城市各自門(mén)管轄所以天然氣的調峰需要整個(gè)供氣系統統一相應建設各種調峰設施既費時(shí)又不經(jīng)濟。研究并協(xié)調解決。2城市燃氣調峰的措施根據國外天然氣供氣的經(jīng)驗季節和月份的不①城市替代氣源均勻性通常是通過(guò)建設地下儲氣庫來(lái)解決121,平考慮到與天然氣的互換性選用LPG混空氣或衡日時(shí)的用氣不均勻性則通過(guò)高壓輸氣管網(wǎng)的末輕油及重油制氣設施。其裝置復雜,費用昂貴,1端儲氣來(lái)解決。地下儲氣庫除在滿(mǎn)足季節和月份調m3/4的造價(jià)約0-1mn峰的同時(shí)當距離城市較近時(shí)也可以用作調峰來(lái)平中國煤化衡日和小時(shí)不均勻性。建立容量足夠的地下儲氣庫CNMHG液態(tài)ING2×10m3并發(fā)揮高壓長(cháng)輸管道的儲氣能力是保證不間斷安保證浦東地區10~12d的供氣量投資4.8×10全供氣的有效措施元。除造價(jià)較高外運行費也較高一般城市不采用。第4期徐正康等城市天然氣調峰的探討③利用緩沖用戶(hù)10m3/a為解決小時(shí)調峰需調峰氣量28×104m3,發(fā)展工業(yè)用戶(hù)提高工業(yè)用氣量。大力推廣在計算月最大日用氣量達122.7×104m3/d儲氣系數夏季城市燃氣低峰時(shí)使用直燃機空調裝置利用低為22.8%。谷價(jià)的經(jīng)濟杠杄方法來(lái)減弱峰值調節用氣量。②調峰方案④高壓儲罐城市燃氣調峰采用在城郊建設設計壓力為4.0利用夭然氣高壓球罐的壓差進(jìn)行儲氣高壓球MPa的高壓環(huán)網(wǎng)。在2010年前建設DN500mm罐儲氣技術(shù)在國內外均已成熟球罐容積為1000~管道54.3km以及DN400mm管道20.4km總造10000m3價(jià)1.03×10元。由于高壓環(huán)網(wǎng)既可輸氣又可調峰⑤管道儲氣儲氣儲氣量為28×104m3),如果單按輸氣計算管道儲氣實(shí)際上是一種高壓管式儲氣罐既可此環(huán)網(wǎng)的公稱(chēng)管徑僅需300mm其造價(jià)為0.74輸氣又可儲氣。管道儲氣能承受比球罐更高的壓10°元。因此單位儲氣量造價(jià)為103.4元/m。如力提高了儲氣能力果采用高壓球罐方案需建7臺5000m3球罐造⑥地下儲氣價(jià)為0.65×103元則單位儲氣量的造價(jià)為232元/a.地下儲氣的優(yōu)勢m3。顯然球罐儲氣的造價(jià)高于高壓管道儲氣。上述幾種城市燃氣調峰措施的造價(jià)都比較高,3.2馬鞍山市有的還要占用城市土地。地下儲氣與上述調峰措施①基本情況相比有明顯的優(yōu)教(見(jiàn)表1)氣源西氣東輸天然氣來(lái)自南京-蕪湖市支干表1地下儲氣和其他儲氣方式造價(jià)的比較線(xiàn)。門(mén)站供氣壓力為1.6MPaTab. 1 Cost comparison between underground storage供氣規模預計2010年年用氣量達2.4×10and other storage modesm3/a解決小時(shí)調峰需調峰氣量20.2×104m3計算儲氣方式造價(jià)(元,m-3)月最大日用氣量為80.8×104m3/d,儲氣系數為0.4~2.1地下枯竭油氣田儲氣含水層儲氣庫鹽穴儲氣3.3~5②調峰方案液化天然氣LNG)儲存.02010年門(mén)站儲配站內建5臺5000m3球罐造高壓球罐儲200.0~300.0高壓管道儲氣1000-2000元m2×103元則單位儲氣量的造價(jià)為22:8價(jià)為4在高壓輸氣干管的附近半徑小于200km)建3.3杭州市設有足夠容量的地下儲氣庫是解決城市燃氣調峰①基本情況問(wèn)題的合理方案。氣源杭州北門(mén)站接收西氣東輸常州-杭州支b.國外地下儲氣庫的應用干線(xiàn)天然氣供氣壓力為3.5MPa。杭州南門(mén)站接目前全世界的地下氣庫共554座主要分布在收東海天然氣壓力為3.5MPa美國、加拿大、法國、德國、意大利等國總儲氣能力供氣范圍杭州市區、臨安市和富陽(yáng)市,達5.02×10}m3工作氣量達2.43×10m3相當供氣規模:預計2010年供氣量達6.34×105于全世界年用氣量的11%,民用和商業(yè)用氣量的解決城市小時(shí)調峰所需的調峰氣量為8044%。地下儲氣庫的工作氣量與年總用氣量相比,10m。其中錢(qián)塘江以北區域需61×10′m3錢(qián)塘在美國約占20%在加拿大約占11%在西歐約占江以南區域需19×104m3。江北儲氣系數為12%在法國約占30%。由于這些國家地下儲氣庫25.7%江南為21.6%的容量充足加上發(fā)達的管網(wǎng)輸配系統和多氣源點(diǎn)②調峰方案的供氣他們的供氣調峰自然都不成問(wèn)題。為滿(mǎn)足杭州市時(shí)調峰所需的80×104m3儲氣3城市燃氣調峰的實(shí)例分析在姞屾非門(mén)站及杭州南門(mén)站間建3.1寧波市量設中國煤化向杭州市區及臨安、富①基本情況陽(yáng)供CNMH施。高壓天然氣管道氣源東海天然氣供氣壓力不小于3.5MPa。布置見(jiàn)圖1其中虛線(xiàn)表示的管道二期工程時(shí)實(shí)施供氣規模預計2010年寧波市用氣量達3.67×a.建設高壓管道儲氣和球罐儲氣2種方案的造45第4期煤氣與熱力第25卷價(jià)比較見(jiàn)表2?？梢?jiàn)高壓管道儲氣方案比球罐方個(gè)系統來(lái)說(shuō)城市擔負調峰時(shí)造價(jià)較大特別是城案節省1.6×10元。市擔負日、時(shí)調峰更不經(jīng)濟。杭州北門(mén)站表3門(mén)站出口壓力變化時(shí)高壓管道儲氣的造價(jià)比較Tab 3 Cost comparison of high pressure line-packing atvariation of outlet pressure in city gate station余杭鎮康橋下沙方案一方案二方案三北門(mén)站出囗壓力/MPa352.51.6臨安南門(mén)站出囗壓力/MPa門(mén)站/座江北高壓管道高陽(yáng)DN900mm管道長(cháng)度/km9412橋南DN80m管道長(cháng)度/kmDN700mm管道長(cháng)度/km濱匯DN600mm管道長(cháng)度/km58.1215.700.10DN500m管道長(cháng)度/km36.400.100.10城廂DN40m管道長(cháng)度/km0.100.100.10DN300m管道長(cháng)度/km0.200.300.30圖1杭州市高壓天然氣管道布置Configuration of high pressure natural gas內江南高壓管道圇DN1000m管道長(cháng)度/km表2高壓管道儲氣和球罐儲氣的造價(jià)比較DN900mm管道長(cháng)度/kmDN800m管道長(cháng)度/km793between highDN700m管道長(cháng)度/km14.60and spherical gasholder storageDN600mm管道長(cháng)度/km22.33項目高壓管道球罐儲氣DN300m管道長(cháng)度/km0.10儲氣方案方案DN100mm管道長(cháng)度/km0.10北門(mén)站出口壓力/MPa3.5江北江南高壓管道總長(cháng)度km755175117551南門(mén)站出口壓力/MPa高中壓調壓站/座12儲氣量/m380×1080×10480×10江北高壓管道造價(jià)/元DN600mm管道長(cháng)度/km表4不同調峰量時(shí)高壓管道儲氣的造價(jià)比較DN500mm管道長(cháng)度/kmDN400mm管道長(cháng)度/kmTab. 4 Cost comparison of high pressure line-packing atDN300mm管道長(cháng)度/km0diferent quantities of peak shavingEDN100mm管道長(cháng)度/km0.200.20程江南高壓管道時(shí)調峰日、時(shí)調峰不調峰管道長(cháng)度/k22.33北門(mén)站出囗壓力/MPa3.53.53.5DN300mm管道長(cháng)度/km0.1南門(mén)站出口壓力/MPa3.53.53.57DN100mm管道長(cháng)度km江北、江南高壓管道總長(cháng)度/km17.55117.55高壓管道高中壓調壓站/座DN70mm管道長(cháng)度/km高壓球罐DN600mm管道長(cháng)度/km58.1236.403000m3球罐/臺DN500m管道長(cháng)度/km36.400.102000m3球罐/臺DN400m管道長(cháng)度/km0.100.100.200×10480×10DN350m管道長(cháng)度/km投資/元5.7×107.3×103DN300m管道長(cháng)度m0200.3089.27DN100mm管道長(cháng)度/km0.200.20b.上游的供氣壓力的變化對城市高壓管道儲氣江南高壓管道造價(jià)的影響見(jiàn)表3按門(mén)站的出口壓力分為3個(gè)方DN70mm管道長(cháng)度/km案?？梢?jiàn)提高上游的供氣壓力,可以相應減少城市DN600mm管道長(cháng)度/km22.33DN30mm管道長(cháng)度/km0.10調峰設施的造價(jià)。城市供氣壓力為3.5MPa時(shí)比2.5MPa時(shí)節省0.9×103元比1.6MPa時(shí)節省2.3×中國煤化工1022.53儲氣造價(jià)的影響見(jiàn)表4。從上下游統一籌劃作為5 MHG. 5173s+17s108元CN高中壓調莊c.上游提供不同的調峰儲氣量對城市高壓管道80×1013×1o7×1064×10346×10第4期徐正康等城市天然氣調峰的探討4結論參考文獻①天然氣長(cháng)輸管道供氣時(shí)應采用建立地下[1]羅富緒國外地下儲氣庫建設工藝J油氣儲存儲氣庫方式來(lái)解決城市燃氣的調峰問(wèn)題。[2]李鐵張永強劉廣文.地下儲氣庫的建設與發(fā)展J]②對天然氣上中下游統籌考慮是解決城市油氣儲存200(3)1-8調峰最經(jīng)濟合理的途徑。③當城市供氣壓力≥3.5MPa時(shí)應首選高作者簡(jiǎn)介徐正康(1941男,上海人,教授壓管道調峰當城市供氣壓力為1.6MPa時(shí)選擇高級高工,大學(xué),從事城市燃氣工程設計及規劃研究工作壓球罐調峰當城市供氣壓力為1.6~3.5MPa時(shí),電話(huà)(022)23545037應進(jìn)行高壓管道和球罐儲氣的技術(shù)經(jīng)濟比較。收稿日期2004-11-09·信息天津水與燃氣信息技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司宣告成立2205年3月5日由中國市政工程華北設計研究院、馬鞍山港華燃氣有限公司、國中愛(ài)華天津)市政環(huán)境工程有限公司、天津自來(lái)水集團、天津國水信息技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司共同發(fā)起組建的天津水與燃∷氣信息技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司宣告成立。該公司以中國市政工程華北設計研究院主辦的在城市燃氣、工業(yè)煤氣、給水排水、中水回用、垃圾處理、城市供熱等領(lǐng)域具有強大影響力的兩份科技期刊《中國給水排%水》、《煤氣與熱力》為依托結合各股東方在國內外的技術(shù)和資本優(yōu)勢強強聯(lián)合共同創(chuàng )建行業(yè)的技術(shù)總負信息平臺。公司將通過(guò)高科技手段為主的多元化經(jīng)營(yíng)逐步成為行業(yè)的技術(shù)信息中心和給水排水、燃影氣熱力等工程設備的商貿中心以全面提高給排水燃氣、熱力行業(yè)的技術(shù)水平和技術(shù)信息服務(wù)質(zhì)量為目標為推動(dòng)我國的城市基礎設施和環(huán)境工程建設而積極探索創(chuàng )建新的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。本刊編輯部供稿)%中國煤化工CNMHG&&8&47