城市天然氣輸配方案的選擇

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、儲氣調峰方案、管網(wǎng)壓力級制對燃氣輸配工程投資的影響,推薦采用管道與球罐共同儲氣調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;儲氣調峰;壓力級制中圖分類(lèi)號:TU996文獻標識碼: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,對工程造價(jià)的影響僅為10%。搞好工程設計首先要選用先進(jìn)適燃然氣輸配方案決定著(zhù)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經(jīng)濟指標是城市天然氣利用項目工程設計的核心。劃并制定出技術(shù)先進(jìn)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、調峰儲氣配方案然后從多方案中選擇出性能價(jià)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(jìn)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(jià)格比相對優(yōu)的輸配方案,使整個(gè)項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計的基礎參數的選擇和建設投資的控制進(jìn)行探討。決定著(zhù)項目投資方案的可行性,是燃氣項目投資決工程設計是合理控制建設投資的關(guān)鍵階段。實(shí)策最根本的依據。特別是年用氣量的遂年增長(cháng)趨勢踐和研究表明在初步設計階段對工程造價(jià)的影響分析和增長(cháng)量決定著(zhù)輸配方案中燃氣管網(wǎng)和站廠(chǎng)約為75%-95%;施工圖設計階段對工程造價(jià)的影設施的建設規模與分期建設方案。因此城市燃氣H中國煤化工毒同: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。大多數中等城市年用用戶(hù)的氣化率進(jìn)行了調整,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)等項目的年用氣量和建設投資,為正確設計合理選大會(huì )造成總投資偏大和超前投資,降低項目的財務(wù)用性能價(jià)格比最優(yōu)的輸配方案奠定了基礎。羸利能力。反之,則會(huì )影響正常供氣。計算項目年用氣量的兩個(gè)基礎參數為居民用氣2調峰儲氣方案的選擇量指標和氣化率。經(jīng)調查統計,我國華東、中南地區的許多中等城市實(shí)際居民生活用氣量指標為16752.1調峰儲氣方案的選擇~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人工燃氣用氣量指標蕪湖市為1717M/(人·a),的月和季節調峰用氣城市需自建儲氣設施解決日淮南市為184MU/(人“a),宜昌市為180MJ(人·時(shí)調峰。常用的儲氣方式主要有管道儲氣和球罐儲a),而使用I的用戶(hù)僅為1675M/(人·a)。對于氣兩種2,,調峰儲氣方案通常是在這兩種儲氣方蕪湖淮南宜昌這種有多年管道燃氣經(jīng)營(yíng)和用氣歷式中進(jìn)行選擇和組合。蕪湖淮南宜昌的調峰儲氣史的中等城市,應參考當地燃氣公司近3年來(lái)用氣方案都采用管道儲氣、管道與球罐共同儲氣進(jìn)行方的統計數據和該城市的發(fā)展規劃,進(jìn)行分析確定。案選擇。經(jīng)采用多種不同管徑、不同壓力、不同容積對沒(méi)有發(fā)展管道燃氣的城市和地區,可根據當地居條件下的管道儲氣、球罐與管道共同儲氣方案進(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)濟論證和方案選擇淮南、宜昌的日、時(shí)調峰候、生活習慣、當地的經(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(jìn)行調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,采用管道儲氣調峰,二期來(lái)的用氣統計數據進(jìn)行分析確定。采用球罐與管道共同儲氣調峰。該方案的優(yōu)點(diǎn)是投在確定居民氣化率時(shí)應對項目所在地的燃氣資居中功能齊全、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座城市調峰儲氣方氣或其他燃氣的開(kāi)戶(hù)數及增長(cháng)趨勢,天然氣與其他案比較及選擇結果見(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2.2調峰儲氣方案對投資的影響承受能力,當地政府發(fā)展天然氣的優(yōu)惠政策,近期與調峰儲氣方案的選擇,是影響項目建設投資規遠期的城市發(fā)展規劃等。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(jià)偏高用戶(hù)價(jià)格承受能力差、市場(chǎng)拓展難度大、用的儲氣調峰方案但采用管道儲氣調峰首先必須城市戶(hù)均人口呈遞減趨勢的現狀,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)勢會(huì )逐步(1)要有充足的項目建設資金;被居民認識氣化率和用氣量將逐年增大的發(fā)展趨(2)門(mén)站入口壓力應在30MPa以上,只有當勢。按照近期和遠期相結合,以近期為主兼顧遠期供氣壓力高于25MPa時(shí),管道儲氣才有技術(shù)經(jīng)濟的原則對以上調查資料進(jìn)行認真分析和比較,采用可行性定量預測與定性預測相結合,以定量預測為主,考慮目前國內城市天然氣項目投資業(yè)主的資金實(shí)力天然氣在我國正處于成長(cháng)期,對未來(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)行預測從而確定出能較件。真實(shí)地反映市場(chǎng)實(shí)際規模和增長(cháng)趨勢的居民氣化按照初步設計文件,西氣東輸天然氣設計供氣率條件為“向工業(yè)燃料、民用氣的供氣壓力不高于1.6經(jīng)過(guò)認真地進(jìn)行市場(chǎng)調查與預測,在初步設計MPa"。由于長(cháng)輸管道對城市管網(wǎng)的近期供氣壓力時(shí)對蕪湖淮南、宜昌項目的居民用氣量指標,按照較低,單獨采用管道儲氣調峰所需管徑太大,不但大近期(2004年-200年)取188M/(人·a)、中期大增加項目的建設投資而且管道的選線(xiàn)極為困難(2008年-2012年)取2093M/(人·a)遠期(2013造成建設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)行了調整同時(shí)根力,中國煤化工交氣壓力較低的情據城市的現狀和發(fā)展趨勢對民用商用、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氣輸配系統儲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。200m3,6期工程利到20年及對于中心城一期工程建一期工程不建一期工程前不建設高壓不建設高用高壓管道以后全部利區的南部地設3臺高壓設高壓球罐充期充分利用球罐充分利球罐充分利儲氣調峰。用DN6m區,全部采用球罐,利用高分利用高壓管高壓管道儲用DN70期工程建高壓管道緒管道儲氣進(jìn)|壓球罐與高道儲氣調峰。氣調峰,后期長(cháng)19.7如m的長(cháng)4,7如m的設并利用2氣沒(méi)有向南行調峰同時(shí)壓管道共同二期工程建設建設4臺高高壓管道既高壓管道既功臺離壓球罐部3縣及部也保留了向儲氣調峰。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)園區南部3縣以二期工程再壓球罐與高壓壓管道共同調峰共同儲氣調輸送天然氣及部分工業(yè)建設3臺高管道共同儲氣儲氣調能峰。供氣量的能力。園區供氣量壓球罐,共6調峰二期工程建達1.0×10臺高壓球罐設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臺球罐與高壓力不小于峰壓管道共同1.2 MPa儲氣調峰。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數調峰氣量一調峰氣量為調峰氣量為調峰氣量-調峰氣量一期調峰氣量一調峰氣量為調峰氣量為期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)對置可靠性差實(shí)施。單點(diǎn)氣可靠性高?？煽啃愿?。供氣,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中國煤化工CNMHG煤氣與熱力004年3輸配系統壓力級制的選擇來(lái)發(fā)展留有余地,對新建燃氣管網(wǎng)采用中壓一級系統供氣,由箱式或柜式調壓裝置調壓。對原有的燃在進(jìn)行燃氣輸配系統壓力級制方案選擇時(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(cháng)輸管道的供氣壓力,還要考慮城市規模和用中-低壓兩級系統配區域調壓站供氣待其報廢供氣區域內人口與建筑物的密集程度和地下構筑物更換為新建管道時(shí),采用中壓一級系統供氣。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(shí),對蕪湖、宜昌兩城盡可能降低管徑,節省投資,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。大多數中小城市的天然氣利用項目市場(chǎng)需管網(wǎng)設計壓力取04MPa,近期運行壓力取035求是隨經(jīng)濟和社會(huì )的發(fā)展而逐步增大,在方案選擇MPa,其水力計算按起點(diǎn)壓力035MPa進(jìn)行計算和時(shí)必須近期遠期相結合,綜合比較后選擇技術(shù)先進(jìn)、校核?；茨现袎汗芫W(wǎng)設計壓力和水力計算起點(diǎn)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(dòng)脈,承擔著(zhù)輸氣與儲氣的雙重功能投資巨大作用重要,必須結4結語(yǔ)合近期實(shí)際用氣規模與遠期發(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(mén)站交氣(1)用氣量和氣化率是城市燃氣輸配方案設計壓力僅為1.6MPa,所以蕪湖、淮南、宜昌高壓管道方案選擇的基礎參數,是項目決策的根本依據。近期輸氣工作壓力取16MPa,設計壓力按25MP(2)調峰儲氣應進(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)輸配壓力級制的選擇同儲氣調峰為首選方案。中壓管網(wǎng)的主要功能為輸氣配氣,在整個(gè)燃氣(3)輸配壓力級制采用中壓一級系統比中低壓輸配系統中占有較大的比例,其輸配壓力級制和管兩級系統供氣既可節省管材和投資20%以上,又能徑大小直接影響著(zhù)輸配管網(wǎng)的投資規模。常用的輸保證用戶(hù)的用氣壓力,技術(shù)安全成熟。配壓力級制有(4)上游管道公司應充分利用長(cháng)輸管道巨大的(1)中-低壓兩級系統儲氣能力和高壓能量,盡可能多地為下游城市提供中-低壓兩級系統管道和設備的水平凈距要求調峰用氣,以減少下游城市調峰設施的投資。較小,易于在城市街區敷設,但維護管理較復雜,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系統。MPa提高到30MPa以上,以充分利用城市燃氣主(2)中壓一級系統干管網(wǎng)儲氣調峰,從而降低儲氣設施建設投資和運中壓一級系統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),使天然氣到達地區的中-低壓兩級系統供氣相比,其優(yōu)點(diǎn)為居民都能用得起天然氣,充分發(fā)揮西氣東輸的經(jīng)濟①可避免在同一條道路上敷設兩條不同壓力和社會(huì )效益。的管道,減少管道長(cháng)度10%-20%;運行壓力高,所需管徑小可節約管材和投資20%以上參考文獻:②中壓一級系統采用箱式或柜式調壓裝置供氣,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.燃氣工程的造價(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改善廚房的衛生條件[2】]李猷嘉.長(cháng)輸管道末段儲氣量的計算與分析[].煤氣結合蕪湖、淮南、宜昌都存在著(zhù)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(xué)軍,林敬民沈永良.管道儲氣調峰的投資與經(jīng)濟根據3城市的供氣現狀及城市規劃布局并考慮為將中國煤化工2527CNMHG