420·煤氣與熱力第22卷第5期文章編號(hào):1000-44142002)5-0420-04天然氣輸配技術(shù)概況黃葵周傳利張廣煜〔中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院天津300074)摘要對(duì)天然氣幾種儲(chǔ)氣方式進(jìn)行比較指出不同儲(chǔ)氣方式的特點(diǎn)及適用條件。對(duì)天然氣門(mén)站通常采用的幾種流量計(jì)進(jìn)行比較。指岀高頻直縫電阻焊鋼管在高壓天然氣管道上及聚乙烯管在中低壓天然氣管道上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞撚氣輸配儲(chǔ)氣燃?xì)庥?jì)量管材中圖分類(lèi)號(hào):U996文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B1引言偏低小于1.6MPa)城市的儲(chǔ)氣調(diào)峰規(guī)模適中的條件下。對(duì)用氣規(guī)模很大的城市,如果儲(chǔ)氣容積全近年來(lái)我國(guó)城市燃?xì)饧夹g(shù)水平不斷提高在吸部通過(guò)高壓球罐解決需建造大量球罐投資大收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上城市天然氣工程2.2高壓管束儲(chǔ)氣中采用了許多新技術(shù)、新設(shè)備、新材料并取得了良(1)高壓管束是一組或幾組埋在地下或架在地好的成效。本文對(duì)城市天然氣輸配工程常涉及的儲(chǔ)上的高壓管道具有直徑小、承壓高的特點(diǎn)2。高壓氣調(diào)峰、燃?xì)庥?jì)量、管材選擇等方面進(jìn)行闡述和比管束儲(chǔ)氣利用天然氣本身的高壓或?qū)μ烊粴膺M(jìn)行加較壓利用氣體的可壓縮性?xún)?chǔ)氣。2)管束儲(chǔ)氣的應(yīng)用2天然氣儲(chǔ)氣調(diào)峰技術(shù)管束儲(chǔ)氣在國(guó)外應(yīng)用較早早在20世紀(jì)60年代初美國(guó)就有管束儲(chǔ)氣材質(zhì)為ⅹ-60釩鋼管直目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的天然氣儲(chǔ)存方式有地徑為1070mm總長(zhǎng)度5.28km操作壓力6.26MP上高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)氣、管束儲(chǔ)氣、城市高壓外環(huán)儲(chǔ)氣、低英國(guó)在肯特郡等地分別建造了儲(chǔ)氣規(guī)模為溫儲(chǔ)存、地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣等方式。28×103m3及33×104m3的地下管束。2.1高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)氣2.3城市高壓外環(huán)儲(chǔ)氣1)高壓儲(chǔ)罐幾何容積固定不變靠?jī)?chǔ)罐中的1)城市高壓外環(huán)儲(chǔ)氣是利用敷設(shè)在城市邊緣壓力改變來(lái)儲(chǔ)存燃?xì)?。高壓儲(chǔ)罐按形狀分為圓筒的超高壓城市管道進(jìn)行儲(chǔ)氣的方式利用長(zhǎng)輸管道形和球形兩種球形儲(chǔ)罐與圓筒形儲(chǔ)罐相比具有受末端壓力較高的特點(diǎn)進(jìn)行儲(chǔ)氣調(diào)峰。它和高壓管束力好、省鋼材、投資少的優(yōu)點(diǎn)因此應(yīng)用較廣。樣具有管徑小、承壓高的特點(diǎn)。(2)近年來(lái)國(guó)外球罐向著大型化發(fā)展直徑達(dá)(2)應(yīng)用到47.3m容積達(dá)到5.55萬(wàn)m3。我國(guó)一些城市也般城市高壓外環(huán)應(yīng)用在城市規(guī)模大、人口多相繼興建了不少大型天然氣球罐如北京、天津、上的特大型城市3用來(lái)盡量降低城市內(nèi)部輸配管網(wǎng)海、重慶、西安等城市建造了3300m3~10000m3的的運(yùn)行壓力同時(shí)也兼顧了儲(chǔ)氣的需要。因此設(shè)置天然氣球罐。超高壓外環(huán)不僅是儲(chǔ)氣的需要也是建立多級(jí)輸配3)高壓球罐一般適用于長(zhǎng)輸管道進(jìn)城市壓力管網(wǎng)壓力級(jí)制的要求。我國(guó)城市燃?xì)馐聵I(yè)發(fā)展很2002年10月黃葵等天然氣輸配技術(shù)概況421快長(zhǎng)輸管道途經(jīng)的城市都迫切地提岀了使用天然地下儲(chǔ)存方式有利用枯竭油氣田儲(chǔ)氣利用含氣的要求導(dǎo)致長(zhǎng)輸管道開(kāi)口增加在目前條件下,水多孔地層儲(chǔ)氣利用鹽礦層建造儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣利用城市上下游都很難對(duì)長(zhǎng)輸管道動(dòng)態(tài)儲(chǔ)氣量做出準(zhǔn)確巖穴儲(chǔ)氣H。預(yù)測(cè)和計(jì)算同時(shí)長(zhǎng)輸管道分輸站采取了限流保壓(2)地下儲(chǔ)氣庫(kù)的應(yīng)用的措施也給利用長(zhǎng)輸管道儲(chǔ)氣調(diào)峰造成了困難。國(guó)外地下儲(chǔ)氣庫(kù)發(fā)展較早數(shù)量較多。20世紀(jì)因此利用城市高壓外環(huán)儲(chǔ)氣既利用了長(zhǎng)輸管道較80年代末全世界已有地下儲(chǔ)氣庫(kù)500多座其中有高的壓力又解決了利用長(zhǎng)輸管道儲(chǔ)氣調(diào)峰很難實(shí)313座屬枯竭油氣田儲(chǔ)氣庫(kù)。我國(guó)于1975年在大慶現(xiàn)的問(wèn)題油田利用枯竭氣田建設(shè)了薩爾圖中區(qū)一號(hào)地下儲(chǔ)氣2.4天然氣液化儲(chǔ)存庫(kù)儲(chǔ)氣面積1.05km2儲(chǔ)氣量達(dá)0.39×10m3。為1)天然氣液化儲(chǔ)存采用低溫常壓的儲(chǔ)存方解決北京及天津地區(qū)天然氣冬季采暖調(diào)峰及事故供法將天然氣冷至-160℃以下在其飽和蒸氣壓接氣需要在天津大港地區(qū)建造的地下儲(chǔ)氣庫(kù)于2000近于常壓的情況下進(jìn)行儲(chǔ)存46。天然氣由氣態(tài)變年10月正式投產(chǎn)總儲(chǔ)存量16×10m3,可調(diào)度儲(chǔ)成液態(tài)時(shí)體積縮小約600倍。因?yàn)椴捎锰烊粴庖夯?×103m3儲(chǔ)存壓力為25MPa總投資約13億元可以大大提高天然氣的儲(chǔ)存量所以天然氣液化儲(chǔ)人民幣。地下儲(chǔ)氣庫(kù)建成后在調(diào)節(jié)北京市冬季采存是用于季節(jié)調(diào)峰和事故氣源的手段之一許多國(guó)暖不均勻用氣中發(fā)揮了重要作用。家都建造了液化天然氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存設(shè)施。(2)液化天然氣的儲(chǔ)存方式3天然氣的計(jì)量天然氣液化儲(chǔ)存方式有地面金屬儲(chǔ)罐、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土儲(chǔ)罐、地下凍穴及礦穴儲(chǔ)氣庫(kù)等。金屬天然氣的計(jì)量是天然氣結(jié)算的重要任務(wù)。天然儲(chǔ)罐使用最廣分為雙頂、雙壁、雙底罐其中在真空氣流量大價(jià)格較高合理地選擇高質(zhì)量的流量計(jì),絕熱雙壁金屬罐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的懸頂儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)并進(jìn)行準(zhǔn)確的流量計(jì)量使買(mǎi)賣(mài)雙方的費(fèi)用結(jié)算爭(zhēng)比較先進(jìn)是目前使用較多的一種議減少到雙方都能接受的程度是流量計(jì)選擇的重3)天然氣液化儲(chǔ)存的經(jīng)濟(jì)性要問(wèn)題據(jù)國(guó)外有關(guān)資料,一座容積為15萬(wàn)m3液化天對(duì)于流量大、壓力高的燃?xì)饬髁坑?jì)常用的有速然氣儲(chǔ)罐投資約為2.27億元人民幣整個(gè)罐站包度流量計(jì)和差壓流量計(jì)兩類(lèi)。速度流量計(jì)的代表為括附屬設(shè)備投資約為4.53億元人民幣。渦輪流量計(jì),差壓流量計(jì)的代表為孔板流量2.5地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣計(jì)5。門(mén)站中常用的流量計(jì)比較見(jiàn)表1。(1)地下儲(chǔ)氣的方式表1門(mén)站中常用流量計(jì)的比較孔板流量計(jì)腰輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)咼街流量計(jì)超聲波流量計(jì)法能流量計(jì)最大流量(mh1)000量程比1:31:50l:101:100l:100驗(yàn)室精度/%流速分布影響敏感不敏感不敏感敏感敏感敏感流量計(jì)前直管段要求10-30倍直徑2~5倍直徑10-30倍直徑10~30倍直徑10~30倍直徑介質(zhì)溫度影響介質(zhì)濕度影響運(yùn)行成本大大高小小中小小低大中中煤氣與熱力第22卷第5期流量計(jì)因涉及到貿(mào)易計(jì)量必須定期進(jìn)行檢定,和熱影響區(qū)是ERW鋼管的1.4倍:③SAW鋼管的定期檢定不僅與買(mǎi)賣(mài)雙方的經(jīng)濟(jì)利益密切相關(guān)而幾何尺寸精度差影響現(xiàn)場(chǎng)環(huán)焊縫的對(duì)接:SAW且也增加了設(shè)備的運(yùn)行成本因此是一個(gè)值得關(guān)注鋼管的外表面焊道突出給防腐帶來(lái)一定困難的問(wèn)題。SAW鋼管的生產(chǎn)效率低,般為1.5mmin而ERW燃?xì)庥?jì)量的準(zhǔn)確度最終反映在購(gòu)銷(xiāo)差上而購(gòu)鋼管為15~30m/min⑥ERW鋼管采用無(wú)縫化處銷(xiāo)差是由設(shè)備的精度及介質(zhì)的狀態(tài)、測(cè)量條件決定理焊縫很難辨別,減少了管內(nèi)的摩阻焊縫系數(shù)達(dá)的因此計(jì)量正確度和精度應(yīng)綜合考慮。提高天然到1實(shí)現(xiàn)了焊縫區(qū)域組織與母材的匹配氣的測(cè)量準(zhǔn)確度除采用高精度的流量計(jì)外還須配在高壓管道D610以下使用ERW鋼管,D610以用壓力溫度補(bǔ)償儀經(jīng)計(jì)算后自動(dòng)記錄并顯示標(biāo)準(zhǔn)上可使用直縫雙面埋弧焊鋼LSAW)也可以采用狀態(tài)下體積流量23進(jìn)口ERW鋼管。4.2小口徑中低壓天然氣管道管材4天然氣管材的選擇(1)PE管的優(yōu)點(diǎn)1)抗腐蝕性能好目前城市燃?xì)夤艿赖墓懿闹饕袖摴堋㈣T鐵管PE管的使用壽命一般為50年不需防腐而埋和聚乙爔PE)管α。合理地選擇管材是確保工地鋼管抗腐蝕性能較差,一般涂層防腐鋼管使用壽程質(zhì)量、安全供氣和降低工程造價(jià)的要求。下面對(duì)命為20年采用陰極保護(hù)措施后使用壽命可以適高壓管道及DN≤150m中低壓管道的管材選擇進(jìn)當(dāng)延長(zhǎng)。行分析。2)施工方便4.1高壓管道管材PE管具有很好的柔韌性口徑63mm以下的管目前國(guó)內(nèi)使用的大口徑鋼管有螺旋埋弧焊鋼管材可以盤(pán)成卷允許以一定的彎曲半徑敷設(shè)從而減(SAW廂高頻直縫電阻焊鋼管ERW少管道接頭數(shù)量而且質(zhì)量輕施工簡(jiǎn)單土方量少。(1)螺旋埋弧焊鋼管3)施工質(zhì)量易于保證此技術(shù)是20世紀(jì)50年代由前蘇聯(lián)引進(jìn)的具巸E管采用電熔或熱熔焊接等自動(dòng)控制焊接質(zhì)有很高的市場(chǎng)占有率。但是從國(guó)際上看20世紀(jì)70量穩(wěn)定可靠。年代以來(lái)SAW鋼管受到UOE鋼管及ERW鋼管的4)維修量少便于搶修。搶修時(shí)可以用斷氣夾嚴(yán)重挑戰(zhàn)目前世界上已很少用SAW作為高壓天然扁機(jī)截?cái)喙獍踩煽?。氣輸送管道?2)產(chǎn)品規(guī)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T9711.1-97API5LISO3183目前國(guó)產(chǎn)PE管的規(guī)格為D20-D450有兩個(gè)系96。鋼管規(guī)格為D323.9—D1220,鋼級(jí)為A,B,列對(duì)應(yīng)兩個(gè)壓力等級(jí)。SDR1系列工作壓力為0.4X42-X70最高試驗(yàn)壓力為20.7MPMPa,SDR16系列工作壓力為0.2MPao(2)高頻直縫電阻焊鋼管3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較高頻電阻焊焊接方法于20世紀(jì)50年代開(kāi)始應(yīng)鋼管質(zhì)量大需吊裝設(shè)備,鋼管的施工費(fèi)用比用于焊接生產(chǎn)。它利用高頻電流使熱軋板管坯邊緣PE管高鋼管的使用壽命也比P管短。對(duì)DN160烙化在擠壓輥的作用下進(jìn)行壓力焊接。我國(guó)大中m以下庭院管道比較P管和鋼管兩種管材P口徑ERW鋼管出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代初生產(chǎn)過(guò)程管的經(jīng)濟(jì)性非常明顯x1實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。鑒于上述比較,建議在壓力<0.2MPa,DN≤執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB9711.1-97,GB/T13793,150m的中低壓天然氣管道上采用P管AP5LJSO3183:96。鋼管規(guī)格為D88.9—D610,鋼級(jí)為ABⅩ42-X70最高試驗(yàn)壓力為20.7MPao參考文獻(xiàn)(3)兩種鋼管的技術(shù)性能比較2002年10月黃葵等天然氣輸配技術(shù)概況423[2]李光.管束儲(chǔ)氣與高壓球罐儲(chǔ)氣的比較J]煤氣與熱力,煤氣與熱力1989(3)41-491991(2)23-27[16]邱思進(jìn),大流量城市煤氣的計(jì)J].煤氣與熱力,1995(3)[3]李永威戚大明李華琴等,城鎮(zhèn)超高壓天然氣管線(xiàn)設(shè)計(jì)中有關(guān)問(wèn)題的探訶J]煤氣與熱力,200(2)164-167l7117]聶曉華張逸芳曹茂永.容積式流量計(jì)在大流量計(jì)量中的應(yīng)[4]沈惠康.液化天然氣的工藝與設(shè)備[J].煤氣與熱力,1996,用J].煤氣與熱力2000(1)26-28(6)25-28[18]錢(qián)信培,孔板流量計(jì)在煤氣計(jì)量中的應(yīng)用J]煤氣與熱力[5]徐正康吳洪松.液化天然氣在燃?xì)夤I(yè)中的應(yīng)用J].煤氣與990(4):l8-23熱力998(5)27-29[19]時(shí)文平.煤氣計(jì)量過(guò)程的密度補(bǔ)J1煤氣與熱力,1996,[6]周偉國(guó)阮應(yīng)君藤汜穎.液化天然氣儲(chǔ)罐中的翻滾現(xiàn)象及預(yù)(6)29-30防措施J].煤氣與熱力,2002(4)294-296[20]董峰狳苓安楊克家等.脈動(dòng)流條件下煤氣計(jì)量的誤差[7]王紹文,關(guān)于地下煤氣貯氣庫(kù)滲漏問(wèn)題的探試J]煤氣與熱估J].煤氣與熱力998(1)27-31力1988(4)29-3121]鄧建文.提高燃?xì)庥?jì)量準(zhǔn)確性的探試J]煤氣與熱力1999[8]王紹文,地下煤氣貯庫(kù)滲漏問(wèn)題探J].煤氣與熱力,1990(5)0-41(2)20-21[2]姜念董幼學(xué),劉建民等.城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量的探討[J][9]嚴(yán)銘卿廉樂(lè)明,譚羽飛,枯竭油氣田天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)研究煤氣與熱力2001(2):122-123導(dǎo)論J].城市煤氣997(1)5-10,1423]周偉國(guó),胡海軍,金穎.超聲波流量計(jì)的應(yīng)用與誤差分析[10]孫祖亮.北京天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)的探試J].煤氣與熱J]煤氣與熱力2001(4)337-39l999(1)32-33[24]袁銀海,淺談PE管在人工煤氣輸配系統(tǒng)中的應(yīng)用J]煤氣[I1]譚羽飛廉樂(lè)明嚴(yán)銘卿.天然氣枯竭氣藏地下儲(chǔ)氣庫(kù)注采動(dòng)與熱力,1993,(6):28-31態(tài)數(shù)值模撕J]煤氣與熱力99(3)18-22.25]白春貴.聚乙烯管在煤氣管道更新的應(yīng)刖J]煤氣與熱力[12]譚羽飛慊樂(lè)明嚴(yán)銘卿.鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)動(dòng)態(tài)注采過(guò)程效學(xué)模型1994,(4):27-30及應(yīng)瓶J]煤氣與熱力,99(3)18-226]于海君,李書(shū)君,聚乙烯燃?xì)夤軐?duì)接熔接工藝J].煤氣與熱[3]譚羽非陳家新嚴(yán)銘卿,等.天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)季節(jié)性最大力,1996,(2):24-25調(diào)峰量的確冠J]煤氣與熱力,2000(5):31-33[27]賀百艷鄒仲學(xué)于海君.低溫對(duì)聚乙烯管道熔接口機(jī)械性能[14]展長(zhǎng)虹嚴(yán)銘卿廉樂(lè)明.含水層型天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)的有限的影呵J]煤氣與熱力,2001,(1):64-65元數(shù)值模J煤氣與熱力2001(4)294-298[28]孫錦杰吳明波李大興.聚乙烯管與鋼管、鑄鐵菅的比較[15]姜慶汶施振利孫建勛.大流量城市燃?xì)庥?jì)量技術(shù)探訓(xùn)J][J].煤氣與熱力2001(2):142-1Review of Technology in Natural Gas DistributionHUANG Kui, ZHOU Chuan-li, ZHANG Guang-yuNorth China Municipal Engineering Design and Research Institute Tianjin 300074, ChinaAbstract: By comparison of several storage methods of natural gas the feature and applicable conditions of different storage methods are presented. Some flowmeters adopted commonly in city gate station are compared the advantage of ERWsteel pipe in high- pressure natural gas and polyethelene pipe in medium- low-pressure pipeline is pointed out