第25卷第4期煤氣與熱力Vol 25 No. 42005年4月gas heatApr.2005城市天然氣調(diào)峰的探討徐正康,張寶金,喬珩中國市政工程華北設(shè)計研究院,天津300074)摘要:闡述了城市天然氣的調(diào)峰要求及相應(yīng)措施。通過實例分析對各種調(diào)峰措施進(jìn)行造價比較。對天然氣上中下游統(tǒng)籌考慮是解決城市調(diào)峰最經(jīng)濟(jì)合理的途徑。關(guān)鍵詞:城市燃?xì)庹{(diào)峰;地下儲氣;管道儲氣;球罐儲氣中圖分類號:TU996文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1000-4416(2005)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, Chinanalysis. The overall consideration for natural gas upstream medium-stream and downstream areAbstract: Requirements and appropriate measures for natural gas peak shaving in cities are exounded, and the cost comparison of different measures for peak shaving is made by means of example a-economic and rational way to solve the peak shaving in cities.Key words: gas peak shaving in city underground storage line-packing spherical gashold-er storage1城市燃?xì)庹{(diào)峰的要求《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)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(guī)定如下“:采用天然氣做氣源時平衡日中不同的小時的供氣量都有較大變化。為滿足供城鎮(zhèn)燃?xì)庵鹪?、逐日的用氣不均勻性?yīng)由氣源方氣平衡適應(yīng)不同時間段用氣量的變化就必須進(jìn)行(即供氣方)統(tǒng)籌調(diào)度解決。采用天然氣做氣源時調(diào)峰。過去各城市都有一定數(shù)量的調(diào)度氣源和容量平衡小時的用氣不均勻所需調(diào)度氣量宜由供氣方解足夠的儲罐解決調(diào)峰問題自成體系。而夭然氣的決不足時由城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)解決?！ㄓ商烊粴馍瞎鈩t是由上游(氣井)中游(長輸管道)及下游中游為主來解決下游所需的供氣調(diào)峰從整個供氣用戶)組成的由于它們分屬不同公司由不同部系統(tǒng)來講是經(jīng)濟(jì)、合理的這樣可以避免城市各自門管轄所以天然氣的調(diào)峰需要整個供氣系統(tǒng)統(tǒng)一相應(yīng)建設(shè)各種調(diào)峰設(shè)施既費時又不經(jīng)濟(jì)。研究并協(xié)調(diào)解決2城市燃?xì)庹{(diào)峰的措施根據(jù)國外天然氣供氣的經(jīng)驗季節(jié)和月份的不①城市替代氣源均勻性通常是通過建設(shè)地下儲氣庫來解決121平考慮到與天然氣的互換性選用LPG混空氣或衡日、時的用氣不均勻性則通過高壓輸氣管網(wǎng)的末輕油及重油制氣設(shè)施。其裝置復(fù)雜,費用昂貴1端儲氣來解決。地下儲氣庫除在滿足季節(jié)和月份調(diào)m3/d的造價約500-1000元。峰的同時當(dāng)距離城市較近時也可以用作調(diào)峰來平②LNG衡日和小時不均勻性。建立容量足夠的地下儲氣庫上海LNG儲配站可儲存液態(tài)LNG2×104m3,并發(fā)揮高壓長輸管道的儲氣能力是保證不間斷安保證浦東地區(qū)10~12d的供氣量投資4.8×10全供氣的有效措施。元。除造價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(diào)峰的探討第25卷③利用緩沖用戶10m3/a為解決小時調(diào)峰需調(diào)峰氣量28×104m發(fā)展工業(yè)用戶提高工業(yè)用氣量。大力推廣在計算月最大日用氣量達(dá)122.7×104m3/d儲氣系數(shù)夏季城市燃?xì)獾头鍟r使用直燃機(jī)空調(diào)裝置利用低為22.8%。谷價的經(jīng)濟(jì)杠杄方法來減弱峰值調(diào)節(jié)用氣量。2)調(diào)峰方案④高壓儲罐城市燃?xì)庹{(diào)峰采用在城郊建設(shè)設(shè)計壓力為4.0利用天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(shè)DN500mm罐儲氣技術(shù)在國內(nèi)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1.03×103元。由于高壓環(huán)網(wǎng)既可輸氣又可調(diào)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際上是一種高壓管式儲氣罐既可此環(huán)網(wǎng)的公稱管徑僅需300mm其造價為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為103.4元/m3。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地下儲氣價為0.65×103元則單位儲氣量的造價為232元/a.地下儲氣的優(yōu)勢m3。顯然球罐儲氣的造價高于高壓管道儲氣。上述幾種城市燃?xì)庹{(diào)峰措施的造價都比較高,3.2馬鞍山市有的還要占用城市土地。地下儲氣與上述調(diào)峰措施①基本情況相比有明顯的優(yōu)勢(見表1)氣源西氣東輸天然氣來自南京-蕪湖市支干表1地下儲氣和其他儲氣方式造價的比較線。門站供氣壓力為1.6MPaTab. 1 Cost comparison between underground storag供氣規(guī)模預(yù)計2010年年用氣量達(dá)2.4×10°and other storage modesm3/a解決小時調(diào)峰需調(diào)峰氣量20.2×104m3計算儲氣方式造價(元,m-3)月最大日用氣量為80.8×104m3/d,儲氣系數(shù)為0.4~2地下枯竭油氣田儲氣含水層儲氣庫鹽穴儲②調(diào)峰方案液化天然氣(LNG)儲存2010年門站儲配站內(nèi)建5臺5000m3球罐造高壓球罐儲氣200.0-300.0價為4.56×10元,則單位儲氣量的造價為225.8高壓管道儲氣100.0~200.0元/m3。在高壓輸氣干管的附近半徑小于200km)建3.3杭州市設(shè)有足夠容量的地下儲氣庫是解決城市燃?xì)庹{(diào)峰①基本情況問題的合理方案氣源杭州北門站接收西氣東輸常州-杭州支b.國外地下儲氣庫的應(yīng)用干線天然氣供氣壓力為3.5MPa。杭州南門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(qū)、臨安市和富陽市。達(dá)5.02×10m3工作氣量達(dá)2.43×10m3相當(dāng)供氣規(guī)模預(yù)計2010年,供氣量達(dá)6.34×10°于全世界年用氣量的11%,民用和商業(yè)用氣量的m3/a。解決城市小時調(diào)峰所需的調(diào)峰氣量為8044%。地下儲氣庫的工作氣量與年總用氣量相比,104m。其中錢塘江以北區(qū)域需61×10′m3錢塘在美國約占20%在加拿大約占1%在西歐約占江以南區(qū)域需19×104m3。江北儲氣系數(shù)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(dá)的管網(wǎng)輸配系統(tǒng)和多氣源點②調(diào)峰方案的供氣他們的供氣調(diào)峰自然都不成問題。為滿足杭州市時調(diào)峰所需的80×104m3儲氣3城市燃?xì)庹{(diào)峰的實例分析量的要求擬采用在杭州北門站及杭州南門站間建3.1寧波市設(shè)高壓天然氣管道的方案除向杭州市區(qū)及臨安、富①基本情況陽供氣之外還可以作為儲氣設(shè)施。高壓天然氣管道氣源凍海天然氣供氣壓力不小于3.5MPa。布置見圖1其中虛線表示的管道二期工程時實施。供氣規(guī)模預(yù)計2010年寧波市用氣量達(dá)3.67×a.建設(shè)高壓管道儲氣和球罐儲氣2種方案的造第4期煤氣與熱力第25卷價比較見表2。可見高壓管道儲氣方案比球罐方—個系統(tǒng)來說城市擔(dān)負(fù)調(diào)峰時造價較大特別是城案節(jié)省1.6×10元。市擔(dān)負(fù)日、時調(diào)峰更不經(jīng)濟(jì)。杭州北門站表3門站出口壓力變化時高壓管道儲氣的造價比較Tab 3 Cost comparison of high pressure line-packing atvariation of outlet pressure in city gate station余杭鎮(zhèn)康橋下沙……方案一方案二方案三北門站出口壓力/MPa52.51.6臨女站出囗壓力/MPa門站/座江北高壓管道高陽DN900m管道長度/km9412橋南DN800mm管道長度/kmDN700mm管道長度/km78.62濱江DN60mm管道長度/km15700.10DN500m管道長度/km36.400.100.10城廂杭州DN400mm管道長度km0.100.100.10DN300m管道長度/km0.00.300.30圖↑杭州市高壓天然氣管道布置Fig 1 Configuration of high pressure natural gas肉江南高壓管道圇DN1000m管道長度/km表2高壓管道儲氣和球罐儲氣的造價比較DN900mm管道長度/km144.60DN800m管道長度/km7.93Tab 2 Cost comparison between high pressure line-packingDN700m管道長度/km4.60and spherical gasholder storageDN600mm管道長度/km223DN300m管道長度/km0.,10項目高壓管道儲氣方案方案00m管道長度/km北門站出口壓力/MPa江北江南高壓管道總長度/km175517.55117.55南門站出口壓力/MP3.5高中壓調(diào)壓站/座儲氣量/m380×1080×10480×103江北高壓管道造價/元0k80×10N600mm管道長度/km表4不同調(diào)峰量時高壓管道儲氣的造價比較DN500mm管道長度/kmDN400mm管道長度/kmTab. 4 Cost comparison of high pressure line-packing atDN300mm管道長度/km0.20different quantitiesDN100m管道長度/km0.200.20程江南高壓管道項目「時調(diào)峰日、時調(diào)峰不調(diào)峰內(nèi)DN600m管道長度/km北門站出口壓力/MPa3.53.53.5容DN300m管道長度/km南門站出口壓力/MPa3.53.5DN100mm管道長度/km0.10站/座江北江南高壓管道總長度/km115511.55江北高壓管道高中壓調(diào)壓站座DN700m管道長度/km57.92高壓球罐D(zhuǎn)N600mm管道長度3000m3球罐D(zhuǎn)N500m管道長度/km36.400.10200m球罐/臺DN400mm管道長度/km0.100.100.20儲氣量DN350mm管道長度/km一5.3580×1080×10投資/元5.7×107.3×105DN300m管道長度/km0.200.3089.27DN100mm管道長度/km0.200.200.20b.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的影響見表3按門站的出口壓力分為3個方DN70m管道長度/km案。可見提高上游的供氣壓力可以相應(yīng)減少城市DN600m管道長度/km23DN300m管道長度/km0.10調(diào)峰設(shè)施的造價。城市供氣壓力為3.5MPa時比2.5DN200m管道長度/km2.53MPa時節(jié)省0.9×103元比1.6MPa時節(jié)省2.3×DN100mm管道長度/km江北江南高壓管道總長度/k17.55117.55117.55c.上游提供不同的調(diào)峰儲氣量對城市高壓管道高中壓調(diào)壓站/座儲氣量/m380×104113×102儲氣造價的影響見表4。從上下游統(tǒng)一籌劃作為造價/元5.7×1064×1034.6×10第4期徐正康等城市天然氣調(diào)峰的探討第25卷4結(jié)論參考文獻(xiàn)①天然氣長輸管道供氣時應(yīng)采用建立地下[1]羅富緒國外地下儲氣庫建設(shè)工藝J1油氣儲存,儲氣庫方式來解決城市燃?xì)獾恼{(diào)峰問題。1999(7)58-61②對天然氣上中下游統(tǒng)籌考慮是解決城方[2]李鐵漲永強(qiáng)劉廣文.地下儲氣庫的建設(shè)與發(fā)展J油氣儲存200(3)1-8調(diào)峰最經(jīng)濟(jì)合理的途徑。③當(dāng)城市供氣壓力≥3.5MPa時應(yīng)首選高作者簡介狳正康(1941-),男,上海人,教授壓管道調(diào)峰當(dāng)城市供氣壓力為1.6MPa時選擇高級高工,大學(xué),從事城市燃?xì)夤こ淘O(shè)計及壓球罐調(diào)峰當(dāng)城市供氣壓力為1.6~3.5MPa時,規(guī)劃研究工作。電話(022)3545037應(yīng)進(jìn)行高壓管道和球罐儲氣的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。收稿日期2004-11-09信息天津水與燃?xì)庑畔⒓夹g(shù)開發(fā)有限公司宣告成立2005年53月15日由中國市政工程華北設(shè)計研究院、馬鞍山港華燃?xì)庥邢薰緡袗廴A天津)市政環(huán)境工程有限公司、天津自來水集團(tuán)、天津國水信息技術(shù)開發(fā)有限公司共同發(fā)起組建的天津水與燃%冫氣信息技術(shù)開發(fā)有限公司宣告成立。該公司以中國市政工程華北設(shè)計研究院主辦的在城市燃?xì)?、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(qiáng)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(jié)合各股東方在國內(nèi)外的技術(shù)和資本優(yōu)勢強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合共同創(chuàng)建行業(yè)的技術(shù)信息平臺。公司將通過高科技手段為主的多元化經(jīng)營逐步成為行業(yè)的技術(shù)信息中心和給水排水、燃?xì)鉄崃Φ裙こ淘O(shè)備的商貿(mào)中心以全面提高給排水、燃?xì)鉄崃π袠I(yè)的技術(shù)水平和技術(shù)信息服務(wù)質(zhì)量為公目標(biāo)為推動我國的城市基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境工程建設(shè)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)巡巡巡巡巡巡民民民民民民民圖圖圖巡民民民