城市燃气储气调峰方式的探讨

【摘要】天然气作为高效、清洁的能源，近年来其需求量得到了快速的增长，随即也出现了不同程度的调峰问题。需要根据用户以及季节的不同对城市燃气进行调峰。

【关键词】城市燃气储气调峰方式

中图分类号：TU996文献标识码： A 文章编号：

近年来随着国家、地方对环境保护的日益重视，对天然气等清洁能源的需求呈现出跳跃性增长趋势，持续保持约15%的年增长率。天然气用气具有季节、日和小时的不均衡性。随着天然气消费量的增加，各地都出现了不同程度的调峰问题，特别是个别调峰设施不完备、能源供应结构单一的地区问题更显突出，因此有必要开展储气调峰的工作。

一、天然气储气方式

储气设施根据储气压力的不同，可分为低压储气和高压储气。对于天然气来讲，由于压力较高，为充分利用其压能，一般采用高压储气。目前，国内外采用的天然气储气方式有高压球罐储气、高压管束储气、高压管道储气、地下储气库储气和天然气液化储存等。

1、高压储罐储气

高压储罐又称定容储罐，是靠改变储罐中的压力来储存燃气的。由于定容储罐没有活动部分，因此结构比较简单。高压罐按其形状可分为圆筒形和球形两种。与圆筒形储罐相比，球形储罐具有受力好、省钢材、占地面积小、投资少等优点，在世界各国应用广泛。国内外较广泛采用的球罐容积为3000m3——10000m3，工作压力一般在1.0MPa左右。但是球罐制造较为复杂，制造安装费用较高。所以一般小容量的储罐多用圆筒形罐，而大容量的储罐则多用球形罐。高压储罐储存的天然气主要用于城市配气系统工作日或小时调峰供气。由于球罐建在地面上需要占用大量土地，储气容量相对较小，而且压力较高，因此，对城市来说是个危险源，易造成人们心里上的不安全感。

2、高压管束储气

高压管束储气是用若干钢管构成的管束埋没于地下，构成储气设备，利用其能承受高压的特性进行储气。管束所用的钢管直径一般为1.0m——1.5m，长度从几十米到几百米。管束储气主要用作城市配气系统的昼夜调峰。

管束储气早期在国外一些国家如美国、英国等采用过，但在我国还没有使用的先例。与球罐相比，这种储气设施运行压力大，管径较小，管束埋地较安全，建造费用较低，但占地面积较大。一般在压力较高时考虑使用。

3、高压管道储气

高压管道储气是利用本身需要建设的各种输气管线，在满足输气能力的同时，适当增加管径，使其具有一定的管道储气能力。

高压管道储气包括长输管线末段储气和城市高压管道储气。长输管线末段储气是利用从最后一座压气站到终点配气站之间的长输管线进行储气%城市高压管道储气是利用敷设在城市的高压城市管道进行储气。

长输管线末段储气只限于管道末段，因此更多的管道储气方式为城市高压或次高压管道储气。高压管道储气充分利用了长输管线末端压力较高的特点，并且具有管径小，承压高的特点。高压管道储气节约了地下建设空间，同时由于利用了原有输送管道已有的基础，兼有输气和储气功能，使用于储气的耗钢量相应减少，具有较好的经济性。但高压管道储气要视城市高压输气管网的敷设长度，最高允许运行压力等决定其储气能力。当城市高压管线的长度有限，压力不高时，一般只能作为储气设施的补充。

4、地下储气库储气

地下储气库储气是天然气储存的最佳方式，是天然气储运系统的一个重要组成部分。世界各主要产气和用气量大的国家都重视发展地下储气库。地下储存通常有4种方式：利用枯竭的油气田储气，利用含水多孔地层储气，利用盐矿层建造储气库储气，利用岩穴储气。其中利用枯竭油气田储气较为经济。

5、天然气液化储存

天然气液化储存采用低温常压的储存方法，将天然气冷冻至-162摄氏度以下，在其饱和蒸汽压接近于常压的情况下进行储存。天然气由气态变成液态，体积缩小600倍左右。

采用天然气液化方法可以大大提高天然气的储存量、所以使用LNG是用来调节城市燃气季节高峰和事故气源的手段之一。将大量天然气液化后储存于低温储罐中，在用气高峰时将LNG气化进行城市燃气调峰。但是建设LNG低温储罐投资较大，而且LNG的日常运行管理及维修费用较高。

二、城市燃气的调峰方式

城市燃气调峰方式主要有利用储气设施、改变气源生产能力和设置机动气源、利用缓冲用户发挥调度作用。

1、利用储气设施

利用储气设施进行燃气调峰是绝大多数城市采取的调峰手段。在城市用气低谷时将过剩燃气储存在储气设施中，高峰时从储气设施中调度燃气补充城市用气的不足。

早期我国城市主要使用人工燃气，燃气压力较低，燃气储气设施主要是低压湿式储罐和低压干式储罐。随着国内天然气事业的迅速发展，出现了长距离管道燃气的输送，管道燃气的压力也越来越高，用来解决城市燃气调峰的储气设施也有了发展，许多城市开始使用高压储罐、高压管束、高压管道、地下储气库等进行天然气的储气调峰。

2、改变气源的生产能力和设置机动气源

改变气源生产能力是城市燃气调峰的有效手段之一。但采用改变气源的生产能力必需考虑气源运转、停止的难易程度、气源生产负荷变化的可能性和变化的幅度，同时应考虑供气的安全可靠和技术经济合理性。

油制气、发生炉煤气及液化石油气等气源具有机动性，设备启动和停产比较方便，负荷调整范围大，可以调节季节、日甚至小时不均匀用气。对于从气井开采出来的天然气，当用气城市距天然气产地不太远时，可采用调节气井供应量的办法平衡部分月不均匀用气。但对于天然气长距离输送，供应的城市和用户较多，改变气源供气量将影响天然气上游工业的经济效益以及下游用户的用气稳定性。目前各大城市的供气协议也大多为照付不议协议，上游气源按城市高峰月平均小时流量供气。

3、利用缓冲用户和发挥调度的作用

一些大型的工业企业!锅炉房等都可作为城市燃气供应的缓冲用户。夏季用气低峰时，把余气供给它们燃烧，而冬季用气高峰时，这些缓冲用户改烧固体燃料或液体燃料。用此方法可以平衡季节不均匀用气及一部分日不均匀用气。

可以通过调整大型工业企业用户的休息日和作息时间，平衡部分日不均匀用气。此外，还采用计划调配用气的方法，随时掌握各工业企业的实际用气和计划用气量。对居民生活用户和公共建筑用气则设一些测点，在测点处安装燃气总计量表，掌握用气情况。根据工业企业、居民生活及公共建筑的用气量和用气工况，制定调度计划，通过调度计划调整供气量。

四、实施不同调峰策略

实践经验表明，不同地区、不同行业天然气用户的用气是不均匀的。同一地区的相同行业用户的不均匀性具有一定的规律，其中:城市燃气的不均匀性主要与气候有关，发电、工业燃料、化工这些工业大用户用气的不均匀性主要与其生产工艺和功能有关。因此，按行业考虑用气的不均匀性具有较好的参考价值。并且结合世界天然气工业较发达国家的先进经验和我国实际，为了满足我国天然气调峰的需求，可以综合利用地下储气库、LNG、LPG及中断供气、采用调峰气价等多种方法和手段满足市场要求。

由于在一个地区的用气量与用气结构和用户各自的用气量密切相关，因此对于某地区某时刻的用气量不能通过简单的用量累加得出。除城市燃气用户外，发电、工业燃料、化工用户都以直供为主，因此按行业考虑用气的不均匀性具有较好的参考价值。

结束语

为保证供气的经济、安全、平稳,应因地制宜选择建设各种调峰设施。在供气调峰方式的选择上,储气罐和输气管道末端具有调节灵活、操作方便的特点,是目前解决城市燃气昼夜和小时不均衡性的主要方式；对于城市月高峰用气,利用城市燃气管网系统、储气罐、输气管道末端和建有LNG接收站设施共同完成。

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