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(hào):1000-4416(2004)05-0279-04城市天然氣輸配方案的選擇吳創(chuàng)明(中國(guó)燃?xì)饪毓捎邢薰?香港)摘要:討論了居民用氣量、儲(chǔ)氣調(diào)峰方案、管網(wǎng)壓力級(jí)制對(duì)燃?xì)廨斉涔こ掏顿Y的影響,推薦采用管道與球罐共同儲(chǔ)氣調(diào)峰和中壓一級(jí)輸配管網(wǎng)。關(guān)鍵詞:輸配方案;居民用氣量指標(biāo);儲(chǔ)氣調(diào)峰;壓力級(jí)制中圖分類(lèi)號(hào):TU996文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BChoice of City Natural Gas Transmission and Distribution SchemeChina Gas Holdings Ltd, Co., Honghong, China)Abstract: Influence of residential gas consumption, storage and peak-shaving scheme, and network pressureranges on investment of gas transmission and distrbution engineering is discussed The combination of storageand peak-shaving with pipeline and spherical gasholder and the medium pressure single stagtem are recommendedKey words: transmission and distribution scheme; residential gas consumption index; storage and peak-shavIngi pressure ranges響約為25%-35%;在施工階段,對(duì)工程造價(jià)的影響僅為10%。搞好工程設(shè)計(jì)首先要選用先進(jìn)適燃然氣輸配方案決定著工程建成后的運(yùn)行狀況和用、經(jīng)濟(jì)合理的輸配方案。輸配方案選擇主要是規(guī)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是城市天然氣利用項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)的核心。劃并制定出技術(shù)先進(jìn)安全可靠經(jīng)濟(jì)合理的燃?xì)廨敺桨高x擇的主要目的是從項(xiàng)目年用氣量、調(diào)峰儲(chǔ)氣配方案然后從多方案中選擇出性能價(jià)格比相對(duì)優(yōu)方式、工藝流程與輸配壓力級(jí)制管道走向等方面進(jìn)的方案。行不同方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,擇優(yōu)選用性能價(jià)格比相對(duì)優(yōu)的輸配方案,使整個(gè)項(xiàng)目能獲得高的性能價(jià)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(duì)城市天然氣利用項(xiàng)目輸配方案用氣量是城市燃?xì)廨斉浞桨冈O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)的選擇和建設(shè)投資的控制進(jìn)行探討。決定著項(xiàng)目投資方案的可行性,是燃?xì)忭?xiàng)目投資決工程設(shè)計(jì)是合理控制建設(shè)投資的關(guān)鍵階段。實(shí)策最根本的依據(jù)。特別是年用氣量的遂年增長(zhǎng)趨勢(shì)踐和研究表明在初步設(shè)計(jì)階段對(duì)工程造價(jià)的影響分析和增長(zhǎng)量決定著輸配方案中燃?xì)夤芫W(wǎng)和站廠(chǎng)約為75%-95%;施工圖設(shè)計(jì)階段對(duì)工程造價(jià)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?xì)釮中國(guó)煤化工毒同:3明9:)男腰安人2高最工程師學(xué)CNMHG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(hù)的氣化率進(jìn)行了調(diào)整,進(jìn)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(guò)等項(xiàng)目的年用氣量和建設(shè)投資,為正確設(shè)計(jì)合理選大會(huì)造成總投資偏大和超前投資,降低項(xiàng)目的財(cái)務(wù)用性能價(jià)格比最優(yōu)的輸配方案奠定了基礎(chǔ)。羸利能力。反之,則會(huì)影響正常供氣。計(jì)算項(xiàng)目年用氣量的兩個(gè)基礎(chǔ)參數(shù)為居民用氣2調(diào)峰儲(chǔ)氣方案的選擇量指標(biāo)和氣化率。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì),我國(guó)華東、中南地區(qū)的許多中等城市實(shí)際居民生活用氣量指標(biāo)為16752.1調(diào)峰儲(chǔ)氣方案的選擇~1884MJ/(人·a),如,2000年—2002年3年時(shí)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?xì)庥脷饬恐笜?biāo)蕪湖市為1717M/(人·a),的月和季節(jié)調(diào)峰用氣城市需自建儲(chǔ)氣設(shè)施解決日淮南市為184MU/(人“a),宜昌市為180MJ(人·時(shí)調(diào)峰。常用的儲(chǔ)氣方式主要有管道儲(chǔ)氣和球罐儲(chǔ)a),而使用I的用戶(hù)僅為1675M/(人·a)。對(duì)于氣兩種2,,調(diào)峰儲(chǔ)氣方案通常是在這兩種儲(chǔ)氣方蕪湖淮南宜昌這種有多年管道燃?xì)饨?jīng)營(yíng)和用氣歷式中進(jìn)行選擇和組合。蕪湖淮南宜昌的調(diào)峰儲(chǔ)氣史的中等城市,應(yīng)參考當(dāng)?shù)厝細(xì)夤窘?年來(lái)用氣方案都采用管道儲(chǔ)氣、管道與球罐共同儲(chǔ)氣進(jìn)行方的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和該城市的發(fā)展規(guī)劃,進(jìn)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(duì)沒(méi)有發(fā)展管道燃?xì)獾某鞘泻偷貐^(qū),可根據(jù)當(dāng)?shù)鼐訔l件下的管道儲(chǔ)氣、球罐與管道共同儲(chǔ)氣方案進(jìn)行民在實(shí)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(jì)論證和方案選擇淮南、宜昌的日、時(shí)調(diào)峰候、生活習(xí)慣、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平,并參考與該城市毗儲(chǔ)氣方案都選用球罐與管道共同儲(chǔ)氣的方案進(jìn)行調(diào)鄰的具有相似耗熱狀況的城市管道燃?xì)夤窘?年峰。蕪湖一期用氣量不大,采用管道儲(chǔ)氣調(diào)峰,二期來(lái)的用氣統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析確定。采用球罐與管道共同儲(chǔ)氣調(diào)峰。該方案的優(yōu)點(diǎn)是投在確定居民氣化率時(shí)應(yīng)對(duì)項(xiàng)目所在地的燃?xì)赓Y居中功能齊全、易于實(shí)施可緩解首期投資過(guò)大市場(chǎng)進(jìn)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(chǔ)氣方氣或其他燃?xì)獾拈_(kāi)戶(hù)數(shù)及增長(zhǎng)趨勢(shì),天然氣與其他案比較及選擇結(jié)果見(jiàn)表1?？商嫒剂现g的比價(jià)關(guān)系居民的收人水平及消費(fèi)2.2調(diào)峰儲(chǔ)氣方案對(duì)投資的影響承受能力,當(dāng)?shù)卣l(fā)展天然氣的優(yōu)惠政策,近期與調(diào)峰儲(chǔ)氣方案的選擇,是影響項(xiàng)目建設(shè)投資規(guī)遠(yuǎn)期的城市發(fā)展規(guī)劃等。既要考慮我國(guó)目前天然氣模的主要因素。單獨(dú)用管道儲(chǔ)氣是歐美國(guó)家普遍采售價(jià)偏高用戶(hù)價(jià)格承受能力差、市場(chǎng)拓展難度大、用的儲(chǔ)氣調(diào)峰方案但采用管道儲(chǔ)氣調(diào)峰首先必須城市戶(hù)均人口呈遞減趨勢(shì)的現(xiàn)狀,又要考慮居民生滿(mǎn)足兩個(gè)條件活水平會(huì)逐步提高、天然氣清潔環(huán)保的優(yōu)勢(shì)會(huì)逐步(1)要有充足的項(xiàng)目建設(shè)資金;被居民認(rèn)識(shí)氣化率和用氣量將逐年增大的發(fā)展趨(2)門(mén)站入口壓力應(yīng)在30MPa以上,只有當(dāng)勢(shì)。按照近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合,以近期為主兼顧遠(yuǎn)期供氣壓力高于25MPa時(shí),管道儲(chǔ)氣才有技術(shù)經(jīng)濟(jì)的原則對(duì)以上調(diào)查資料進(jìn)行認(rèn)真分析和比較,采用可行性定量預(yù)測(cè)與定性預(yù)測(cè)相結(jié)合,以定量預(yù)測(cè)為主,考慮目前國(guó)內(nèi)城市天然氣項(xiàng)目投資業(yè)主的資金實(shí)力天然氣在我國(guó)正處于成長(zhǎng)期,對(duì)未來(lái)5-10年的市和中石油門(mén)站交氣壓力普遍不能滿(mǎn)足以上兩個(gè)條場(chǎng)需求潛量和銷(xiāo)售潛量進(jìn)行預(yù)測(cè)從而確定出能較件。真實(shí)地反映市場(chǎng)實(shí)際規(guī)模和增長(zhǎng)趨勢(shì)的居民氣化按照初步設(shè)計(jì)文件,西氣東輸天然氣設(shè)計(jì)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(guò)認(rèn)真地進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè),在初步設(shè)計(jì)MPa"。由于長(zhǎng)輸管道對(duì)城市管網(wǎng)的近期供氣壓力時(shí)對(duì)蕪湖淮南、宜昌項(xiàng)目的居民用氣量指標(biāo),按照較低,單獨(dú)采用管道儲(chǔ)氣調(diào)峰所需管徑太大,不但大近期(2004年-200年)取188M/(人·a)、中期大增加項(xiàng)目的建設(shè)投資而且管道的選線(xiàn)極為困難(2008年-2012年)取2093M/(人·a)遠(yuǎn)期(2013造成建設(shè)投資上升為了繆解首期投資的資金壓年及以后)取2303MJ/(人·a)進(jìn)行了調(diào)整同時(shí)根力,中國(guó)煤化工交氣壓力較低的情據(jù)城市的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)對(duì)民用商用、工業(yè)等各類(lèi)況CNMHG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281襄1蕪湖市淮南市宜昌市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)儲(chǔ)氣方案比較蕪湖市淮南市宜昌市方案一方案三方案二高壓管遵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 700 mm24.0km35.4km;17.7km;19.7km40.7km。配高壓球罐高壓球罐高壓球罐高壓球罐5000m3,2200m3,62∞0m2,4臺(tái)。200m3,6期工程利到20年及對(duì)于中心城一期工程建一期工程不建一期工程前不建設(shè)高壓不建設(shè)高用高壓管道以后全部利區(qū)的南部地設(shè)3臺(tái)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(chǔ)氣調(diào)峰。用DN6m區(qū),全部采用球罐,利用高分利用高壓管高壓管道儲(chǔ)用DN70期工程建高壓管道緒管道儲(chǔ)氣進(jìn)|壓球罐與高道儲(chǔ)氣調(diào)峰。氣調(diào)峰,后期長(zhǎng)19.7如m的長(zhǎng)4,7如m的設(shè)并利用2氣沒(méi)有向南行調(diào)峰同時(shí)壓管道共同二期工程建設(shè)建設(shè)4臺(tái)高高壓管道既高壓管道既功臺(tái)離壓球罐部3縣及部也保留了向儲(chǔ)氣調(diào)峰。并利用4臺(tái)高壓球罐與高輸氣又儲(chǔ)氣|輸氣又儲(chǔ)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(chǔ)氣調(diào)輸送天然氣及部分工業(yè)建設(shè)3臺(tái)高管道共同儲(chǔ)氣儲(chǔ)氣調(diào)能峰。供氣量的能力。園區(qū)供氣量壓球罐,共6調(diào)峰二期工程建達(dá)1.0×10臺(tái)高壓球罐設(shè)2臺(tái)高壓m/a的能力。與高壓管道球罐,合計(jì)6但要求供氣共同儲(chǔ)氣調(diào)臺(tái)球罐與高壓力不小于峰壓管道共同1.2 MPa儲(chǔ)氣調(diào)峰。高壓售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DN1000mm. DN 300 mm, DN 750 mm起點(diǎn)壓力為起點(diǎn)壓力為起點(diǎn)壓力為起點(diǎn)壓力為起點(diǎn)壓力為起點(diǎn)壓力為起點(diǎn)壓力為起點(diǎn)壓力為1.60MF1. 60 MPa1. 60 MPa末點(diǎn)壓力為未點(diǎn)壓力為|末點(diǎn)壓力為末點(diǎn)壓力為未點(diǎn)壓力為末點(diǎn)壓力為末點(diǎn)壓力為末點(diǎn)壓力為1.5MH0.52Ma1.2Mm|1.3xMa0.5MP0. 40 MPa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-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0.53×1(017.8xm3。7.8×Iom3。期10.0×10°4.73×l0rm3,期8.98×10°10.9xtru.2xlom3,二期為m,二期為二期為m3,二期為餐|30元28萬(wàn)元460元181萬(wàn)元866萬(wàn)元431萬(wàn)元|38萬(wàn)元5m4萬(wàn)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(shí)近期工程投期工程投入大,易于分期實(shí)不利于工程利于工程分方點(diǎn)對(duì)置供氣施難度較大。|入較小便于不便于實(shí)施。施。管徑較分期實(shí)施。期實(shí)施。多供氣可靠性實(shí)施。功能單點(diǎn)供氣供氣小工程易于多點(diǎn)供氣供點(diǎn)供氣供氣價(jià)高全兩點(diǎn)對(duì)置可靠性差實(shí)施。單點(diǎn)氣可靠性高?？煽啃愿摺９?供氣可供氣,供氣可靠性差選擇方案一選擇方案一選擇方案TYH中國(guó)煤化工CNMHG煤氣與熱力004年3輸配系統(tǒng)壓力級(jí)制的選擇來(lái)發(fā)展留有余地,對(duì)新建燃?xì)夤芫W(wǎng)采用中壓一級(jí)系統(tǒng)供氣,由箱式或柜式調(diào)壓裝置調(diào)壓。對(duì)原有的燃在進(jìn)行燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)壓力級(jí)制方案選擇時(shí),既氣管網(wǎng)按適用于輸送天然氣的要求進(jìn)行改造后,采要考慮長(zhǎng)輸管道的供氣壓力,還要考慮城市規(guī)模和用中-低壓兩級(jí)系統(tǒng)配區(qū)域調(diào)壓站供氣待其報(bào)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(shí),采用中壓一級(jí)系統(tǒng)供氣。的分布情況,在保證管道輸氣和儲(chǔ)氣能力的前提下在具體確定輸配運(yùn)行壓力時(shí),對(duì)蕪湖、宜昌兩城盡可能降低管徑,節(jié)省投資,經(jīng)濟(jì)合理地選擇輸配壓市,為充分利用天然氣的壓力并考慮遠(yuǎn)期需要,中壓力級(jí)制。大多數(shù)中小城市的天然氣利用項(xiàng)目市場(chǎng)需管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力取04MPa,近期運(yùn)行壓力取035求是隨經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展而逐步增大,在方案選擇MPa,其水力計(jì)算按起點(diǎn)壓力035MPa進(jìn)行計(jì)算和時(shí)必須近期遠(yuǎn)期相結(jié)合,綜合比較后選擇技術(shù)先進(jìn)、校核?；茨现袎汗芫W(wǎng)設(shè)計(jì)壓力和水力計(jì)算起點(diǎn)壓力安全可靠、經(jīng)濟(jì)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(chǔ)氣能力。高壓管道是城市燃?xì)獾墓獯髣?dòng)脈,承擔(dān)著輸氣與儲(chǔ)氣的雙重功能投資巨大作用重要,必須結(jié)4結(jié)語(yǔ)合近期實(shí)際用氣規(guī)模與遠(yuǎn)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(mén)站交氣(1)用氣量和氣化率是城市燃?xì)廨斉浞桨冈O(shè)計(jì)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(xiàng)目決策的根本依據(jù)。近期輸氣工作壓力取16MPa,設(shè)計(jì)壓力按25MP(2)調(diào)峰儲(chǔ)氣應(yīng)進(jìn)行多方案選擇。在需要分期考慮,以便為將來(lái)發(fā)展留有余地。建設(shè)且門(mén)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(jí)制的選擇同儲(chǔ)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(gè)燃?xì)?3)輸配壓力級(jí)制采用中壓一級(jí)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(jí)制和管兩級(jí)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(hù)的用氣壓力,技術(shù)安全成熟。配壓力級(jí)制有(4)上游管道公司應(yīng)充分利用長(zhǎng)輸管道巨大的(1)中-低壓兩級(jí)系統(tǒng)儲(chǔ)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(jí)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(hù)管理較復(fù)雜,同(5)建議將城市門(mén)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(jí)系統(tǒng)。MPa提高到30MPa以上,以充分利用城市燃?xì)庵?2)中壓一級(jí)系統(tǒng)干管網(wǎng)儲(chǔ)氣調(diào)峰,從而降低儲(chǔ)氣設(shè)施建設(shè)投資和運(yùn)中壓一級(jí)系統(tǒng)輸氣壓力較高輸氣能力較大,與營(yíng)成本并降低天然氣的售價(jià),使天然氣到達(dá)地區(qū)的中-低壓兩級(jí)系統(tǒng)供氣相比,其優(yōu)點(diǎn)為居民都能用得起天然氣,充分發(fā)揮西氣東輸?shù)慕?jīng)濟(jì)①可避免在同一條道路上敷設(shè)兩條不同壓力和社會(huì)效益。的管道,減少管道長(zhǎng)度10%-20%;運(yùn)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(xiàn):②中壓一級(jí)系統(tǒng)采用箱式或柜式調(diào)壓裝置供氣,易保證所有用戶(hù)的工作壓力波動(dòng)較小,從而提高1陶云旭李雁張慶秀.燃?xì)夤こ痰脑靸r(jià)控制[J.上用具的燃燒效率約3%,可減少煙氣中的CO含量,海煤氣,2002,(2):34-3改善廚房的衛(wèi)生條件[2】]李猷嘉.長(zhǎng)輸管道末段儲(chǔ)氣量的計(jì)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?xì)夤芫W(wǎng)的具體情況[3]王學(xué)軍,林敬民沈永良.管道儲(chǔ)氣調(diào)峰的投資與經(jīng)濟(jì)根據(jù)3城市的供氣現(xiàn)狀及城市規(guī)劃布局并考慮為將中國(guó)煤化工2527CNMHG