城市天然气调峰的探讨

第25卷第4期煤气与热力Vol 25 No. 42005年4月gas heatApr.2005城市天然气调峰的探讨徐正康,张宝金,乔珩中国市政工程华北设计研究院,天津300074)摘要:阐述了城市天然气的调峰要求及相应措施。通过实例分析对各种调峰措施进行造价比较。对天然气上中下游统筹考虑是解决城市调峰最经济合理的途径。关键词:城市燃气调峰;地下储气;管道储气;球罐储气中图分类号:TU996文献标识码:B文章编号: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城市燃气调峰的要求《城镇燃气设计规范》(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条规定如下“:采用天然气做气源时平衡日中不同的小时的供气量都有较大变化。为满足供城镇燃气逐月、逐日的用气不均匀性应由气源方气平衡适应不同时间段用气量的变化就必须进行(即供气方)統筹调度解决。采用天然气做气源时调峰。过去各城市都有一定数量的调度气源和容量平衡小时的用气不均匀所需调度气量宜由供气方解足够的储罐解决调峰问题自成体系。而夭然气的决不足时由城镇燃气输配系统解决。〃由天然气上供气则是由上游(气井)中游(长输管道)及下游中游为主来解决下游所需的供气调峰从整个供气用户)组成的由于它们分属不同公司由不同部系统来讲是经济、合理的这样可以避免城市各自门管辖所以天然气的调峰需要整个供气系统统一相应建设各种调峰设施既费时又不经济。研究并协调解决2城市燃气调峰的措施根据国外天然气供气的经验季节和月份的不①城市替代气源均匀性通常是通过建设地下储气库来解决121平考虑到与天然气的互换性选用LPG混空气或衡日、时的用气不均匀性则通过高压输气管网的末轻油及重油制气设施。其装置复杂,费用昂贵1端储气来解决。地下储气库除在满足季节和月份调m3/d的造价约500-1000元。峰的同时当距离城市较近时也可以用作调峰来平②LNG衡日和小时不均匀性。建立容量足够的地下储气库上海LNG储配站可储存液态LNG2×104m3,并发挥高压长输管道的储气能力是保证不间断安保证浦东地区10~12d的供气量投资4.8×10全供气的有效措施。元。除造价较高外运行费也较高,一般城市不采用。第4期徐正康等城市天然气调峰的探讨第25卷③利用缓冲用户10m3/a为解决小时调峰需调峰气量28×104m发展工业用户提高工业用气量。大力推广在计算月最大日用气量达122.7×104m3/d储气系数夏季城市燃气低峰时使用直燃机空调装置利用低为22.8%。谷价的经济杠杄方法来减弱峰值调节用气量。2)调峰方案④高压储罐城市燃气调峰采用在城郊建设设计压力为4.0利用天然气高压球罐的压差进行储气高压球MPa的高压环网。在2010年前,建设DN500mm罐储气技术在国内外均已成熟球罐容积为1000~-管道54.3km以及DN400mm管道20.4km总造10000m3。价1.03×103元。由于高压环网既可输气又可调峰⑤管道储气储气储气量为28×104m3)如果单按输气计算管道储气实际上是一种高压管式储气罐既可此环网的公称管径仅需300mm其造价为0.74输气又可储气。管道储气能承受比球罐更高的压10°元。因此单位储气量造价为103.4元/m3。如力提高了储气能力。果采用高压球罐方案需建7台5000m3球罐造⑥地下储气价为0.65×103元则单位储气量的造价为232元/a.地下储气的优势m3。显然球罐储气的造价高于高压管道储气。上述几种城市燃气调峰措施的造价都比较高,3.2马鞍山市有的还要占用城市土地。地下储气与上述调峰措施①基本情况相比有明显的优势(见表1)气源西气东输天然气来自南京-芜湖市支干表1地下储气和其他储气方式造价的比较线。门站供气压力为1.6MPaTab. 1 Cost comparison between underground storag供气规模预计2010年年用气量达2.4×10°and other storage modesm3/a解决小时调峰需调峰气量20.2×104m3计算储气方式造价(元,m-3)月最大日用气量为80.8×104m3/d,储气系数为0.4~2地下枯竭油气田储气含水层储气库盐穴储②调峰方案液化天然气(LNG)储存2010年门站储配站内建5台5000m3球罐造高压球罐储气200.0-300.0价为4.56×10元,则单位储气量的造价为225.8高压管道储气100.0~200.0元/m3。在高压输气干管的附近半径小于200km)建3.3杭州市设有足够容量的地下储气库是解决城市燃气调峰①基本情况问题的合理方案气源杭州北门站接收西气东输常州-杭州支b.国外地下储气库的应用干线天然气供气压力为3.5MPa。杭州南门站接目前全世界的地下气库共554座主要分布在收东海天然气压力为3.5MPa美国、加拿大、法国、德国、意大利等国总储气能力供气范围杭州市区、临安市和富阳市。达5.02×10m3工作气量达2.43×10m3相当供气规模预计2010年,供气量达6.34×10°于全世界年用气量的11%,民用和商业用气量的m3/a。解决城市小时调峰所需的调峰气量为8044%。地下储气库的工作气量与年总用气量相比,104m。其中钱塘江以北区域需61×10′m3钱塘在美国约占20%在加拿大约占1%在西欧约占江以南区域需19×104m3。江北储气系数为12%在法国约占30%。由于这些国家地下储气库25.7%江南为21.6%。的容量充足加上发达的管网输配系统和多气源点②调峰方案的供气他们的供气调峰自然都不成问题。为满足杭州市时调峰所需的80×104m3储气3城市燃气调峰的实例分析量的要求拟采用在杭州北门站及杭州南门站间建3.1宁波市设高压天然气管道的方案除向杭州市区及临安、富①基本情况阳供气之外还可以作为储气设施。高压天然气管道气源冻海天然气供气压力不小于3.5MPa。布置见图1其中虚线表示的管道二期工程时实施。供气规模预计2010年宁波市用气量达3.67×a.建设高压管道储气和球罐储气2种方案的造第4期煤气与热力第25卷价比较见表2。可见高压管道储气方案比球罐方—个系统来说城市担负调峰时造价较大特别是城案节省1.6×10元。市担负日、时调峰更不经济。杭州北门站表3门站出口压力变化时高压管道储气的造价比较Tab 3 Cost comparison of high pressure line-packing atvariation of outlet pressure in city gate station余杭镇康桥下沙……方案一方案二方案三北门站出口压力/MPa52.51.6临女站出囗压力/MPa门站/座江北高压管道高阳DN900m管道长度/km9412桥南DN800mm管道长度/kmDN700mm管道长度/km78.62滨江DN60mm管道长度/km15700.10DN500m管道长度/km36.400.100.10城厢杭州DN400mm管道长度km0.100.100.10DN300m管道长度/km0.00.300.30图↑杭州市高压天然气管道布置Fig 1 Configuration of high pressure natural gas肉江南高压管道囵DN1000m管道长度/km表2高压管道储气和球罐储气的造价比较DN900mm管道长度/km144.60DN800m管道长度/km7.93Tab 2 Cost comparison between high pressure line-packingDN700m管道长度/km4.60and spherical gasholder storageDN600mm管道长度/km223DN300m管道长度/km0.,10项目高压管道储气方案方案00m管道长度/km北门站出口压力/MPa江北江南高压管道总长度/km175517.55117.55南门站出口压力/MP3.5高中压调压站/座储气量/m380×1080×10480×103江北高压管道造价/元0k80×10N600mm管道长度/km表4不同调峰量时高压管道储气的造价比较DN500mm管道长度/kmDN400mm管道长度/kmTab. 4 Cost comparison of high pressure line-packing atDN300mm管道长度/km0.20different quantitiesDN100m管道长度/km0.200.20程江南高压管道项目「时调峰日、时调峰不调峰内DN600m管道长度/km北门站出口压力/MPa3.53.53.5容DN300m管道长度/km南门站出口压力/MPa3.53.5DN100mm管道长度/km0.10站/座江北江南高压管道总长度/km115511.55江北高压管道高中压调压站座DN700m管道长度/km57.92高压球罐DN600mm管道长度3000m3球罐DN500m管道长度/km36.400.10200m球罐/台DN400mm管道长度/km0.100.100.20储气量DN350mm管道长度/km一5.3580×1080×10投资/元5.7×107.3×105DN300m管道长度/km0.200.3089.27DN100mm管道长度/km0.200.200.20b.上游的供气压力的变化对城市高压管道储气江南高压管道造价的影响见表3按门站的出口压力分为3个方DN70m管道长度/km案。可见提高上游的供气压力可以相应减少城市DN600m管道长度/km23DN300m管道长度/km0.10调峰设施的造价。城市供气压力为3.5MPa时比2.5DN200m管道长度/km2.53MPa时节省0.9×103元比1.6MPa时节省2.3×DN100mm管道长度/km江北江南高压管道总长度/k17.55117.55117.55c.上游提供不同的调峰储气量对城市高压管道高中压调压站/座储气量/m380×104113×102储气造价的影响见表4。从上下游统一筹划作为造价/元5.7×1064×1034.6×10第4期徐正康等城市天然气调峰的探讨第25卷4结论参考文献①天然气长输管道供气时应采用建立地下[1]罗富绪国外地下储气库建设工艺J1油气储存,储气库方式来解决城市燃气的调峰问题。1999(7)58-61②对天然气上中下游统筹考虑是解决城方[2]李铁涨永强刘广文.地下储气库的建设与发展J油气储存200(3)1-8调峰最经济合理的途径。③当城市供气压力≥3.5MPa时应首选高作者简介狳正康(1941-),男,上海人,教授压管道调峰当城市供气压力为1.6MPa时选择高级高工,大学,从事城市燃气工程设计及压球罐调峰当城市供气压力为1.6~3.5MPa时,规划研究工作。电话(022)3545037应进行高压管道和球罐储气的技术经济比较。收稿日期2004-11-09信息天津水与燃气信息技术开发有限公司宣告成立2005年53月15日由中国市政工程华北设计研究院、马鞍山港华燃气有限公司国中爱华天津)市政环境工程有限公司、天津自来水集团、天津国水信息技术开发有限公司共同发起组建的天津水与燃%冫气信息技术开发有限公司宣告成立。该公司以中国市政工程华北设计研究院主办的在城市燃气、工业%煤气、给水排水、中水回用、垃圾处理、城市供热等领域具有强大影响力的两份科技期刊《中国给水排水》、《煤气与热力》为依托結合各股东方在国内外的技术和资本优势强强联合共同创建行业的技术信息平台。公司将通过高科技手段为主的多元化经营逐步成为行业的技术信息中心和给水排水、燃气热力等工程设备的商贸中心以全面提高给排水、燃气热力行业的技术水平和技术信息服务质量为公目标为推动我国的城市基础设施和环境工程建设而积极探索创建新的信息产业发展模式。本刊编辑部供稿)巡巡巡巡巡巡民民民民民民民图图图巡民民民