第24卷第5期煤氣與熱力Vol. 24 No. 52004年5月Gas heatMay 2004文章編號:1000-4416(2004)05-0279-04城市天然氣輸配方案的選擇吳創(chuàng)明(中國燃氣控股有限公司,香港)摘要:討論了居民用氣量、儲氣調(diào)峰方案、管網(wǎng)壓力級制對然氣輸配工程投資的影響,推薦采用管道與球罐共同儲氣調(diào)峰和中壓一級輸配管網(wǎng)。關(guān)鍵詞輸配方案;居民用氣量指標;儲氣調(diào)峰;壓力級制中圖分類號:TU9%6文獻標識碼: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引言響約為25%~35%;在施工階段,對工程造價的影響僅為10%l。搞好工程設(shè)計首先要選用先進適燃然氣輸配方案決定著工程建成后的運行狀況和用、經(jīng)濟合理的輸配方案。輸配方案選擇主要是規(guī)經(jīng)濟指標,是城市天然氣利用項目工程設(shè)計的核心。劃并制定出技術(shù)先進、安全可靠經(jīng)濟合理的燃氣輸方案選擇的主要目的是從項目年用氣量、調(diào)峰儲氣配方案,然后從多方案中選擇出性能價格比相對優(yōu)方式工藝流程與輸配壓力級制管道走向等方面進的方案行不同方案的技術(shù)經(jīng)濟比較,擇優(yōu)選用性能價格比相對優(yōu)的輸配方案,使整個項目能獲得高的性能價1用氣量的確定格比。本文以蕪湖、淮南宜昌3座城市的天然氣利用工程建設(shè)為例,對城市天然氣利用項目輸配方案用氣量是城市燃氣輸配方案設(shè)計的基礎(chǔ)參數(shù),的選擇和建設(shè)投資的控制進行探討。決定著項目投資方案的可行性,是燃氣項目投資決工程設(shè)計是合理控制建設(shè)投資的關(guān)鍵階段。實策最根本的依據(jù)。特別是年用氣量的遂年增長趨勢踐和研究表明,在初步設(shè)計階段對工程造價的影響分析和增長量決定著輸配方案中燃氣管網(wǎng)和站廠約為75%~%5%;施工圖設(shè)計階段對工程造價的影設(shè)施的建設(shè)規(guī)模與分期建設(shè)方案。因此,城市燃氣局(明(0)男西安人人高級工程師學士,從事城市燃氣工程的設(shè)計與技術(shù)管理工作煤氣與熱力2004年用氣量的合理確定非常重要。大多數(shù)中等城市年用用戶的氣化率進行了調(diào)整進而大幅度削減了蕪湖氣量70%以上是居民用氣量。居民用氣量估算過等項目的年用氣量和建設(shè)投資,為正確設(shè)計合理選大會造成總投資偏大和超前投資降低項目的財務(wù)用性能價格比最優(yōu)的輸配方案奠定了基礎(chǔ)羸利能力。反之,則會影響正常供氣。計算項目年用氣量的兩個基礎(chǔ)參數(shù)為居民用氣2調(diào)峰儲氣方案的選擇量指標和氣化率。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計,我國華東、中南地區(qū)的許多中等城市實際居民生活用氣量指標為16752.1調(diào)峰儲氣方案的選擇1884MJ/(人·a),如,2000年—2002年3年時間目前上游天然氣管道公司僅解決下游用氣城市內(nèi)人工燃氣用氣量指標蕪湖市為1717MJ/(人·a),的月和季節(jié)調(diào)峰用氣城市需自建儲氣設(shè)施解決日、淮南市為18M/(人·a),宜昌市為1800M/(人·時調(diào)峰。常用的儲氣方式主要有管道儲氣和球罐儲a),而使用LBC的用戶僅為1675M/(人·a)。對于氣兩種23,調(diào)峰儲氣方案通常是在這兩種儲氣方蕪湖、準南、宜昌這種有多年管道燃氣經(jīng)營和用氣歷式中進行選擇和組合。蕪湖、淮南、宜昌的調(diào)峰儲氣史的中等城市,應(yīng)參考當?shù)厝細夤窘?年來用氣方案都采用管道儲氣、管道與球罐共同儲氣進行方的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和該城市的發(fā)展規(guī)劃,進行分析確定。案選擇。經(jīng)采用多種不同管徑不同壓力不同容積對沒有發(fā)展管道燃氣的城市和地區(qū),可根據(jù)當?shù)鼐訔l件下的管道儲氣、球罐與管道共同儲氣方案進行民在實際生活中使用其他燃料的耗熱情況、環(huán)境氣技術(shù)經(jīng)濟論證和方案選擇淮南、宜昌的日、時調(diào)峰候生活習慣、當?shù)氐慕?jīng)濟水平,并參考與該城市毗儲氣方案都選用球罐與管道共同儲氣的方案進行調(diào)鄰的具有相似耗熱狀況的城市管道燃氣公司近3年峰。蕪湖一期用氣量不大,采用管道儲氣調(diào)峰,二期來的用氣統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析確定。采用球罐與管道共同儲氣調(diào)峰。該方案的優(yōu)點是投在確定居民氣化率時應(yīng)對項目所在地的燃氣資居中、功能齊全、易于實施,可緩解首期投資過大市場進行大量的調(diào)查分析,包括該城市歷年管道燃的資金壓力。蕪湖、淮南、宜昌3座城市調(diào)峰儲氣方氣或其他燃氣的開戶數(shù)及增長趨勢,天然氣與其他案比較及選擇結(jié)果見表1可替燃料之間的比價關(guān)系居民的收入水平及消費2.2調(diào)嶂儲氣方案對投資的影響承受能力,當?shù)卣l(fā)展天然氣的優(yōu)惠政策,近期與調(diào)峰儲氣方案的選擇,是影響項目建設(shè)投資規(guī)遠期的城市發(fā)展規(guī)劃等。既要考慮我國目前天然氣模的主要因素。單獨用管道儲氣是歐美國家普遍采售價偏高、用戶價格承受能力差、市場拓展難度大、用的儲氣調(diào)峰方案,但采用管道儲氣調(diào)峰首先必須城市戶均人口呈遞減趨勢的現(xiàn)狀,又要考慮居民生滿足兩個條件活水平會逐步提高、天然氣清潔環(huán)保的優(yōu)勢會逐步(1)要有充足的項目建設(shè)資金;被居民認識氣化率和用氣量將逐年增大的發(fā)展趨(2)門站入口壓力應(yīng)在3.0MPa以上,只有當勢。按照近期和遠期相結(jié)合,以近期為主兼顧遠期供氣壓力高于2.5MPa時,管道儲氣才有技術(shù)經(jīng)濟的原則對以上調(diào)查資料進行認真分析和比較采用可行性。定量預(yù)測與定性預(yù)測相結(jié)合以定量預(yù)測為主,考慮目前國內(nèi)城市天然氣項目投資業(yè)主的資金實力天然氣在我國正處于成長期,對未來5-10年的市和中石油門站交氣壓力普遍不能滿足以上兩個條場需求潛量和銷售潛量進行預(yù)測,從而確定出能較件。真實地反映市場實際規(guī)模和增長趨勢的居民氣化按照初步設(shè)計文件西氣東輸天然氣設(shè)計供氣率條件為“向工業(yè)燃料、民用氣的供氣壓力不高于1.6經(jīng)過認真地進行市場調(diào)查與預(yù)測在初步設(shè)計Me'。由于長輸管道對城市管網(wǎng)的近期供氣壓力時對蕪湖淮南、宜昌項目的居民用氣量指標,按照較低,單獨采用管道儲氣河峰所需管徑太大,不但大近期(200年-200年)取1884M/(人·a)、中期大增加項目的建設(shè)投資而且管遭的選線極為困難,(2008年-2012年)取203M/(人·a)遠期(2013造成建設(shè)投資上升。為了緩解首期投資的資金壓年及以后)取2303M/(人·a)進行了調(diào)整同時根力,合理利用資金且在當前門站交氣壓力較低的情據(jù)城市的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢對民用、商用、工業(yè)等各類況下,選擇管道與球罐共同儲氣調(diào)峰為最優(yōu)方案。第5期吳創(chuàng)明:城市天然氣輸配方案的選擇281t1蕪湖市、淮南市宜昌市燃氣輸配系統(tǒng)儲氣方案比較蕪湖市淮南市宜昌市方案一高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道DN 400 mm, DN 600DN 1 000 mIrun.本24.0km;4.0km24,0km376km;35.4km;17.7km;40,7km。配高壓球罐高壓球罐高壓球罐高壓球罐5000m3,22000m,6200m2,4臺。2∞0m3,6期工程利到0年及對于中心嫩—期工程建一期工程不建一期工程前不建設(shè)離壓不建設(shè)高壓用高壓管道以后全部利區(qū)的南部地設(shè)3臺高壓設(shè)高壓球罐充期充分利用球罐充分利球罐充分利儲氣調(diào)峰。用DN60m區(qū),全部采用球罐,利用高分利用高壓管高壓管道儲用DN150m用DN50m二期工程建高壓管道緒管道儲氣進|壓球罐與高道儲氣調(diào)峰。氣調(diào)峰后期長197如m的長407km設(shè)并利用2氣沒有向南行調(diào)峰同時壓管道共同二期工程建設(shè)建設(shè)4臺高高壓管道既高壓管道既功臺高壓球罐部3縣及部也保留了向儲氣調(diào)峰,并利用4臺高壓球罐與高輸氣又儲氣輸氣又儲氣與高壓管道|分工業(yè)園區(qū)南部3縣以|二期工程再壓球罐與高壓壓管道共同調(diào)峰。共同儲氣調(diào)輸送天然氣及部分工業(yè)建設(shè)3臺高管道共同儲氣儲氣調(diào)峰能峰。供氣量的能力。園區(qū)供氣量|壓球罐,共6調(diào)峰二期工程建1.0×10m3達1.0×10臺高壓球罐2臺高壓m/a的能力。與高壓管道球罐,合計6但要求供氣共同儲氣調(diào)臺球罐與高壓力不小于峰。壓管道共同2 MPae儲氣調(diào)峰高壓管違高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道高壓管道DN 400 mm, DN 600 m,. DN 100 m, DN 350 m, DN 50 m. DN 300 m, DN 750 mm, DN 550 m起點壓力為起點壓力為起點壓力為起點壓力為起點壓力為起點壓力為起點壓力為1.60MPa,1.60MPa60 MPa.1. 60 MPa1. 60 MPa末點壓力為末點壓力為末點壓力為」末點壓力為|末點壓力為末點壓力為末點壓力為末點壓力為參1.35MPa0.52MP22 MPae 1. 30 MPa.0.55MPa。數(shù)調(diào)峰氣量一調(diào)峰氣量為調(diào)峰氣量為調(diào)峰氣量一調(diào)峰氣量一期|調(diào)峰氣量一|調(diào)峰氣量為|調(diào)峰氣量為期0.53×X107.8xIm37.8x1rm3。期10.0x104.73×Irm,期8.98x10°10.9×mr(n.2×10m3,二期為m,二期為二期為m3,二期為7.96x1016.7×I0y1.7xm3。n.4xr投330萬元280萬元460萬元1812萬元8646萬元431萬元|3800萬元5714萬元投資居中功投資較低功投資較大功投資較低。投資較大。近投資居中。投資較低。投資高。不能齊全。兩能不全。能齊全但實近期工程投|期工程投入大,易于分期實不利于工程|利于工程分方點對置供氣施難度較大。人較小便于不便于實施。。管徑較分期實施。期實施。多供氣可靠性實施。功能單點供氣供氣小工程易于多點供氣供點供氣供氣高全兩點對量可靠性差實施。單點氣可靠性高。可靠性高供氣,供氣可供氣,供氣可靠性高?？啃圆?。論選擇方案選擇方案一選擇方案一煤氣與熱力2004年3輸配系統(tǒng)壓力級制的選擇來發(fā)展留有余地,對新建燃氣管網(wǎng)采用中壓一級系統(tǒng)供氣,由箱式或柜式調(diào)壓裝置調(diào)壓。對原有的燃在進行燃氣輸配系統(tǒng)壓力級制方案選擇時,既氣管網(wǎng)按適用于輸送天然氣的要求進行改造后采要考慮長輸管道的供氣壓力還要考慮城市規(guī)模和用中一低壓兩級系統(tǒng)配區(qū)域調(diào)壓站供氣待其報廢供氣區(qū)域內(nèi)人口與建筑物的密集程度和地下構(gòu)筑物更換為新建管道時采用中壓一級系統(tǒng)供氣。的分布情況,在保證管道輸氣和儲氣能力的前提下在具體確定輸配運行壓力時,對蕪湖、宜昌兩城盡可能降低管徑,節(jié)省投資,經(jīng)濟合理地選擇輸配壓市,為充分利用天然氣的壓力并考慮遠期需要中壓力級制。大多數(shù)中小城市的天然氣利用項目市場需管網(wǎng)設(shè)計壓力取0.4Ma,近期運行壓力取035求是隨經(jīng)濟和社會的發(fā)展而逐步增大,在方案選擇MPa,其水力計算按起點壓力0.35Ma進行計算和時必須近期遠期相結(jié)合,綜合比較后選擇技術(shù)先進校核?；茨现袎汗芫W(wǎng)設(shè)計壓力和水力計算起點壓力安全可靠經(jīng)濟合理的方案。取0.25MPa,加大高中壓管道壓差以盡可能增加高3.1高壓管道輸配壓力的確定壓管道儲氣能力。高壓管道是城市燃氣的供氣大動脈,承擔著輸氣與儲氣的雙重功能,投資巨大作用重要,必須結(jié)4結(jié)語合近期實際用氣規(guī)模與遠期發(fā)展需要慎重選取。在西氣東輸天然氣供氣初期,中石油確定的門站交氣(1)用氣量和氣化率是城市燃氣輸配方案設(shè)計壓力僅為1.6MPa,所以蕪湖、淮南宜昌高壓管道方案選擇的基礎(chǔ)參數(shù),是項目決策的根本依據(jù)近期輸氣工作壓力取16MPa,設(shè)計壓力按25MPa(2)調(diào)峰儲氣應(yīng)進行多方案選擇。在需要分期考慮,以便為將來發(fā)展留有余地。建設(shè)且門站交氣壓力較低的情況下,管道與球罐共3.2中壓管網(wǎng)輸配壓力級制的選擇同儲氣調(diào)峰為首選方案中壓管網(wǎng)的主要功能為輸氣配氣,在整個燃氣(3)輸配壓力級制采用中壓一級系統(tǒng)比中低壓輸配系統(tǒng)中占有較大的比例,其輸配壓力級制和管i級系統(tǒng)供氣既可節(jié)省管材和投資20%以上,又能徑大小直接影響著輸配管網(wǎng)的投資規(guī)模。常用的輸保證用戶的用氣壓力,技術(shù)安全成熟配壓力級制有:4)上游管道公司應(yīng)充分利用長輸管道巨大的1)中一低壓兩級系統(tǒng)儲氣能力和高壓能量,盡可能多地為下游城市提供中-低壓兩級系統(tǒng)管道和設(shè)備的水平凈距要求調(diào)峰用氣,以減少下游城市調(diào)峰設(shè)施的投資較小,易于在城市街區(qū)敷設(shè),但維護管理較復(fù)雜,同(5)建議將城市門站的交氣壓力由目前的1.6等輸氣量下投資大于中壓一級系統(tǒng)。MPa提高到30MPa以上,以充分利用城市燃氣主(2)中壓一級系統(tǒng)干管網(wǎng)儲氣調(diào)峰,從而降低儲氣設(shè)施建設(shè)投資和運中壓一級系統(tǒng)輸氣壓力較高輸氣能力較大,與營成本并降低天然氣的售價使天然氣到達地區(qū)的中-低壓兩級系統(tǒng)供氣相比,其優(yōu)點為居民都能用得起天然氣,充分發(fā)揮西氣東輸?shù)慕?jīng)濟①可避免在同一條道路上敷設(shè)兩條不同壓力和社會效益。的管道,減少管道長度10%-20%;運行壓力高,所需管徑小,可節(jié)約管材和投資20%以上。參考文獻:②中壓一級系統(tǒng)采用箱式或柜式調(diào)壓裝置供氣,易保證所有用戶的工作壓力波動較小,從而提高1陶云旭李雁張慶秀,燃氣工程的造價控制[.上用具的燃燒效率約3%,可減少煙氣中的C0含量,海煤氣,20,(2):34-36改善廚房的衛(wèi)生條件。[2】]李猷嘉.長輸管道末段儲氣量的計算與分析[].煤氣結(jié)合蕪湖淮南、宜昌都存在著既要新建天然氣與熱力,2002,(1):8-11輸配管網(wǎng)、又要改造利用原有燃氣管網(wǎng)的具體情況[3]王學軍,林敬民沈永良.管道儲氣調(diào)峰的投資與經(jīng)濟根據(jù)3城市的供氣現(xiàn)狀及城市規(guī)劃布局并考慮為將分析[門.煤氣與熱力,2003,(4):225-227