城市天然气输配方案的选择

第24卷第5期煤气与热力Vol. 24 No. 52004年5月Gas heatMay 2004文章编号:1000-4416(2004)05-0279-04城市天然气输配方案的选择吴创明(中国燃气控股有限公司,香港)摘要:讨论了居民用气量、储气调峰方案、管网压力级制对然气输配工程投资的影响,推荐采用管道与球罐共同储气调峰和中压一级输配管网。关键词输配方案;居民用气量指标;储气调峰;压力级制中图分类号:TU9%6文献标识码:BChoice of City Natural Gas Transmission and Distribution SchemeWU Chuang-mingChina Gas Holdings Ltd, Co., HonghongAbstract: Influence of residential gas consumption, storage and peak-shaving schemes, and network pressureranges on investment of gas transmission and distribution engineering is discussed. The combination of storageand peak-shaving with pipeline and spherical gasholder and the medium pressure single stage distribution sys-em are recommendedKey words: transmission and distribution scheme; residential gas consumption index; storage and peak-shayIng: pressure rang引言响约为25%~35%;在施工阶段,对工程造价的影响仅为10%l。搞好工程设计首先要选用先进适燃然气输配方案决定着工程建成后的运行状况和用、经济合理的输配方案。输配方案选择主要是规经济指标,是城市天然气利用项目工程设计的核心。划并制定出技术先进、安全可靠经济合理的燃气输方案选择的主要目的是从项目年用气量、调峰储气配方案,然后从多方案中选择出性能价格比相对优方式工艺流程与输配压力级制管道走向等方面进的方案行不同方案的技术经济比较,择优选用性能价格比相对优的输配方案,使整个项目能获得高的性能价1用气量的确定格比。本文以芜湖、淮南宜昌3座城市的天然气利用工程建设为例,对城市天然气利用项目输配方案用气量是城市燃气输配方案设计的基础参数,的选择和建设投资的控制进行探讨。决定着项目投资方案的可行性,是燃气项目投资决工程设计是合理控制建设投资的关键阶段。实策最根本的依据。特别是年用气量的遂年增长趋势践和研究表明,在初步设计阶段对工程造价的影响分析和增长量决定着输配方案中燃气管网和站厂约为75%~%5%;施工图设计阶段对工程造价的影设施的建设规模与分期建设方案。因此,城市燃气局(明(0)男西安人人高级工程师学士,从事城市燃气工程的设计与技术管理工作煤气与热力2004年用气量的合理确定非常重要。大多数中等城市年用用户的气化率进行了调整进而大幅度削减了芜湖气量70%以上是居民用气量。居民用气量估算过等项目的年用气量和建设投资,为正确设计合理选大会造成总投资偏大和超前投资降低项目的财务用性能价格比最优的输配方案奠定了基础羸利能力。反之,则会影响正常供气。计算项目年用气量的两个基础参数为居民用气2调峰储气方案的选择量指标和气化率。经调查统计,我国华东、中南地区的许多中等城市实际居民生活用气量指标为16752.1调峰储气方案的选择1884MJ/(人·a),如,2000年—2002年3年时间目前上游天然气管道公司仅解决下游用气城市内人工燃气用气量指标芜湖市为1717MJ/(人·a),的月和季节调峰用气城市需自建储气设施解决日、淮南市为18M/(人·a),宜昌市为1800M/(人·时调峰。常用的储气方式主要有管道储气和球罐储a),而使用LBC的用户仅为1675M/(人·a)。对于气两种23,调峰储气方案通常是在这两种储气方芜湖、准南、宜昌这种有多年管道燃气经营和用气历式中进行选择和组合。芜湖、淮南、宜昌的调峰储气史的中等城市,应参考当地燃气公司近3年来用气方案都采用管道储气、管道与球罐共同储气进行方的统计数据和该城市的发展规划,进行分析确定。案选择。经采用多种不同管径不同压力不同容积对没有发展管道燃气的城市和地区,可根据当地居条件下的管道储气、球罐与管道共同储气方案进行民在实际生活中使用其他燃料的耗热情况、环境气技术经济论证和方案选择淮南、宜昌的日、时调峰候生活习惯、当地的经济水平,并参考与该城市毗储气方案都选用球罐与管道共同储气的方案进行调邻的具有相似耗热状况的城市管道燃气公司近3年峰。芜湖一期用气量不大,采用管道储气调峰,二期来的用气统计数据进行分析确定。采用球罐与管道共同储气调峰。该方案的优点是投在确定居民气化率时应对项目所在地的燃气资居中、功能齐全、易于实施,可缓解首期投资过大市场进行大量的调查分析,包括该城市历年管道燃的资金压力。芜湖、淮南、宜昌3座城市调峰储气方气或其他燃气的开户数及增长趋势,天然气与其他案比较及选择结果见表1可替燃料之间的比价关系居民的收入水平及消费2.2调嶂储气方案对投资的影响承受能力,当地政府发展天然气的优惠政策,近期与调峰储气方案的选择,是影响项目建设投资规远期的城市发展规划等。既要考虑我国目前天然气模的主要因素。单独用管道储气是欧美国家普遍采售价偏高、用户价格承受能力差、市场拓展难度大、用的储气调峰方案,但采用管道储气调峰首先必须城市户均人口呈递减趋势的现状,又要考虑居民生满足两个条件活水平会逐步提高、天然气清洁环保的优势会逐步(1)要有充足的项目建设资金;被居民认识气化率和用气量将逐年增大的发展趋(2)门站入口压力应在3.0MPa以上,只有当势。按照近期和远期相结合,以近期为主兼顾远期供气压力高于2.5MPa时,管道储气才有技术经济的原则对以上调查资料进行认真分析和比较采用可行性。定量预测与定性预测相结合以定量预测为主,考虑目前国内城市天然气项目投资业主的资金实力天然气在我国正处于成长期,对未来5-10年的市和中石油门站交气压力普遍不能满足以上两个条场需求潜量和销售潜量进行预测,从而确定出能较件。真实地反映市场实际规模和增长趋势的居民气化按照初步设计文件西气东输天然气设计供气率条件为“向工业燃料、民用气的供气压力不高于1.6经过认真地进行市场调查与预测在初步设计Me'。由于长输管道对城市管网的近期供气压力时对芜湖淮南、宜昌项目的居民用气量指标,按照较低,单独采用管道储气河峰所需管径太大,不但大近期(200年-200年)取1884M/(人·a)、中期大增加项目的建设投资而且管遭的选线极为困难,(2008年-2012年)取203M/(人·a)远期(2013造成建设投资上升。为了缓解首期投资的资金压年及以后)取2303M/(人·a)进行了调整同时根力,合理利用资金且在当前门站交气压力较低的情据城市的现状和发展趋势对民用、商用、工业等各类况下,选择管道与球罐共同储气调峰为最优方案。第5期吴创明:城市天然气输配方案的选择281t1芜湖市、淮南市宜昌市燃气输配系统储气方案比较芜湖市淮南市宜昌市方案一高压管道高压管道高压管道高压管道高压管道高压管道高压管道高压管道DN 400 mm, DN 600DN 1 000 mIrun.本24.0km;4.0km24,0km376km;35.4km;17.7km;40,7km。配高压球罐高压球罐高压球罐高压球罐5000m3,22000m,6200m2,4台。2∞0m3,6期工程利到0年及对于中心嫩—期工程建一期工程不建一期工程前不建设离压不建设高压用高压管道以后全部利区的南部地设3台高压设高压球罐充期充分利用球罐充分利球罐充分利储气调峰。用DN60m区,全部采用球罐,利用高分利用高压管高压管道储用DN150m用DN50m二期工程建高压管道緒管道储气进|压球罐与高道储气调峰。气调峰后期长197如m的长407km设并利用2气没有向南行调峰同时压管道共同二期工程建设建设4台高高压管道既高压管道既功台高压球罐部3县及部也保留了向储气调峰,并利用4台高压球罐与高输气又储气输气又储气与高压管道|分工业园区南部3县以|二期工程再压球罐与高压压管道共同调峰。共同储气调输送天然气及部分工业建设3台高管道共同储气储气调峰能峰。供气量的能力。园区供气量|压球罐,共6调峰二期工程建1.0×10m3达1.0×10台高压球罐2台高压m/a的能力。与高压管道球罐,合计6但要求供气共同储气调台球罐与高压力不小于峰。压管道共同2 MPae储气调峰高压管違高压管道高压管道高压管道高压管道高压管道高压管道高压管道DN 400 mm, DN 600 m,. DN 100 m, DN 350 m, DN 50 m. DN 300 m, DN 750 mm, DN 550 m起点压力为起点压力为起点压力为起点压力为起点压力为起点压力为起点压力为1.60MPa,1.60MPa60 MPa.1. 60 MPa1. 60 MPa末点压力为末点压力为末点压力为」末点压力为|末点压力为末点压力为末点压力为末点压力为参1.35MPa0.52MP22 MPae 1. 30 MPa.0.55MPa。数调峰气量一调峰气量为调峰气量为调峰气量一调峰气量一期|调峰气量一|调峰气量为|调峰气量为期0.53×X107.8xIm37.8x1rm3。期10.0x104.73×Irm,期8.98x10°10.9×mr(n.2×10m3,二期为m,二期为二期为m3,二期为7.96x1016.7×I0y1.7xm3。n.4xr投330万元280万元460万元1812万元8646万元431万元|3800万元5714万元投资居中功投资较低功投资较大功投资较低。投资较大。近投资居中。投资较低。投资高。不能齐全。两能不全。能齐全但实近期工程投|期工程投入大,易于分期实不利于工程|利于工程分方点对置供气施难度较大。人较小便于不便于实施。。管径较分期实施。期实施。多供气可靠性实施。功能单点供气供气小工程易于多点供气供点供气供气高全两点对量可靠性差实施。单点气可靠性高。可靠性高供气,供气可供气,供气可靠性高。靠性差。论选择方案选择方案一选择方案一煤气与热力2004年3输配系统压力级制的选择来发展留有余地,对新建燃气管网采用中压一级系统供气,由箱式或柜式调压装置调压。对原有的燃在进行燃气输配系统压力级制方案选择时,既气管网按适用于输送天然气的要求进行改造后采要考虑长输管道的供气压力还要考虑城市规模和用中一低压两级系统配区域调压站供气待其报废供气区域内人口与建筑物的密集程度和地下构筑物更换为新建管道时采用中压一级系统供气。的分布情况,在保证管道输气和储气能力的前提下在具体确定输配运行压力时,对芜湖、宜昌两城尽可能降低管径,节省投资,经济合理地选择输配压市,为充分利用天然气的压力并考虑远期需要中压力级制。大多数中小城市的天然气利用项目市场需管网设计压力取0.4Ma,近期运行压力取035求是随经济和社会的发展而逐步增大,在方案选择MPa,其水力计算按起点压力0.35Ma进行计算和时必须近期远期相结合,综合比较后选择技术先进校核。淮南中压管网设计压力和水力计算起点压力安全可靠经济合理的方案。取0.25MPa,加大高中压管道压差以尽可能增加高3.1高压管道输配压力的确定压管道储气能力。高压管道是城市燃气的供气大动脉,承担着输气与储气的双重功能,投资巨大作用重要,必须结4结语合近期实际用气规模与远期发展需要慎重选取。在西气东输天然气供气初期,中石油确定的门站交气(1)用气量和气化率是城市燃气输配方案设计压力仅为1.6MPa,所以芜湖、淮南宜昌高压管道方案选择的基础参数,是项目决策的根本依据近期输气工作压力取16MPa,设计压力按25MPa(2)调峰储气应进行多方案选择。在需要分期考虑,以便为将来发展留有余地。建设且门站交气压力较低的情况下,管道与球罐共3.2中压管网输配压力级制的选择同储气调峰为首选方案中压管网的主要功能为输气配气,在整个燃气(3)输配压力级制采用中压一级系统比中低压输配系统中占有较大的比例,其输配压力级制和管i级系统供气既可节省管材和投资20%以上,又能径大小直接影响着输配管网的投资规模。常用的输保证用户的用气压力,技术安全成熟配压力级制有:4)上游管道公司应充分利用长输管道巨大的1)中一低压两级系统储气能力和高压能量,尽可能多地为下游城市提供中-低压两级系统管道和设备的水平净距要求调峰用气,以减少下游城市调峰设施的投资较小,易于在城市街区敷设,但维护管理较复杂,同(5)建议将城市门站的交气压力由目前的1.6等输气量下投资大于中压一级系统。MPa提高到30MPa以上,以充分利用城市燃气主(2)中压一级系统干管网储气调峰,从而降低储气设施建设投资和运中压一级系统输气压力较高输气能力较大,与营成本并降低天然气的售价使天然气到达地区的中-低压两级系统供气相比,其优点为居民都能用得起天然气,充分发挥西气东输的经济①可避免在同一条道路上敷设两条不同压力和社会效益。的管道,减少管道长度10%-20%;运行压力高,所需管径小,可节约管材和投资20%以上。参考文献:②中压一级系统采用箱式或柜式调压装置供气,易保证所有用户的工作压力波动较小,从而提高1陶云旭李雁张庆秀,燃气工程的造价控制[.上用具的燃烧效率约3%,可减少烟气中的C0含量,海煤气,20,(2):34-36改善厨房的卫生条件。[2】]李猷嘉.长输管道末段储气量的计算与分析[].煤气结合芜湖淮南、宜昌都存在着既要新建天然气与热力,2002,(1):8-11输配管网、又要改造利用原有燃气管网的具体情况[3]王学军,林敬民沈永良.管道储气调峰的投资与经济根据3城市的供气现状及城市规划布局并考虑为将分析[门.煤气与热力,2003,(4):225-227