管道末段储气调峰分析方法
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化工中间体Chenmical Intermediate· · 42015年第12期前 言:随着能源结构的日益变迁,天然气将会跃升为新时期的重要能源支柱,天然气的用量呈现逐年上升的趋势。
具体结合城市的用气规律、上游供气的特征,确定日用气量和季节用气量以及所采用的储气调峰方式就显得尤为重要。
对于国内而言,用户和气源之间的连接方式是输气管道,用户用气量的瞬变性与管道储气性质紧密相关,因此利用管道储气,来缓解气田产量和居民用气量的不均衡的矛盾,是最合事宜的方式,可以减少储罐建设,降低建造成本。
一、管道储气的调峰原理众所周知,输气管末段的门站处,天然气的供应量瞬息万变,其中在城市用气的问题上,将会出现每日、每月、每个季度的不均匀的用气规律。
由于供气量的忽高忽低,即有了用气量的高峰段和低谷段。
但是供气量和用气量的变化却不能等同起来,又有各自差异。
调峰的关键就是在用户供给充足的条件下协调用气和供气的不均衡。
下图给出了输气管末段用气量的变化曲线。
从图中我们可以看出,0:00-7:00是用气低谷,平均小时供气量均大于用气量,此时段管道即可以用来储气,从而表现出的是系统压力逐步升高,甚至达到最高点。
7:00-21:00是用气高峰,平均小时供气量低于平均小时用气量,不够的气体由末段中积存的气体来弥补,表现出的是系统压力逐步下降,直至最低点。
之后又开始了周而复始的循环,而末段的压力和流量也在随城市耗气量的多少而时刻变化着,使得管道运行处于动态变化中。
我们可以利用在规划建设的诸多输气管道,在满足其输气要求的前提之下,适当增加管道的长度和直径,使得其具备一定的储气能力。
我们可以将其分为两类,一个是利用分输站间的长输管线末段储气,另一个是利用敷设在城市的高压管道末段储气。
长输管线的末端储气仅局限于管道的末段,而城市敷设的高压管线应用则更为广泛,利用高压管线末段储气是利用了末段管径小,承压能力强的特点,进而可以节省地下施工量和减少占地。
浅论利用燃气管道管储调峰及提升管储的方法作者:钟震文章来源:深圳市燃气集团股份有限公司天然气工程建设分公司2011-6-9管储调峰应用背景介绍随着城镇燃气行业的蓬勃发展,气源供应也越来越显紧张。
上游气源供应商为产输平稳,制定了各种条款制度来限制下游城镇燃气运营企业,基本上都对下游用户的用气总量和提气速率做出了限定,要求下游城镇燃气企业最大年、季、月、日、小时提气量、最大提气速率等指标不能超过一定值。
超提倍付已是上游对下游限制的惯用手法。
针对各种超提(如瞬时提气速率超额,日累计用量超额)处理,往往带有惩罚性质,大多是成多倍价格额外收取费用。
城镇居民用气具有自身特点,存在着日、季度的周期性变化,不可能保持平稳用气。
用户的周期性不均衡用气给城镇燃气运营企业带来极大的难度。
城镇燃气企业即使能保证年、月、日总量不超标,但也很难保证小时不超提,更保证不了瞬时不超提。
城镇燃气运营企业为应对超提问题,常常出高价购买现货。
然而,城镇燃气向居民用户的销售价格基本是政府定价,不能随便涨跌。
大量的现货购买会给城镇燃气运行企业带来巨大的经济负担。
很多用气高峰时段,城镇燃气营运商都是高买低卖来为城镇居民提供气源的,这也是城镇燃气行业普遍效益不好的重要原因之一。
由于预测购买现货量往往与实际用户需求量存在差距,经常出现现货购买过多或过少问题。
现货购买多了用不了,还需额外增加保管费用;现货购买少了,还需向上游气源供应商超提,或者是限制下游用户使用量,无论哪种方式,都会给企业造成一定的损失或负面影响。
超提倍付给下游城镇燃气营运企业带来极大的商业难题。
既要保证城镇工商业居民的正常用气,又不能超过上游气源提供商的最大提气要求,还要受照付不议合同的约束。
如何满足城镇居民用户对燃气用气高峰的需求,又尽量减少高价格购买的“现货”。
为降低现货购买和超提给企业带来的经济损失,很多城镇燃气运营商都投资大量资金建设调峰站、储气库、设臵缓冲罐等方式来应对。
天然气储气调峰技术分析摘要:研究详细的讲解了储气调峰技术分类以及特征,同时讲解了当前国家调峰体系的实际发展情况,探讨建设中国特色储气调峰体系的作用、建设时存在的问题。
研究全面的总结了国内调峰体系的核心应对方案、优化措施,研究从规划布局、运作形式、体质制度、政策的角度出发,提出改善国家天然气消费增长问题的办法,进一步满足人们的调峰需求,可改善国家用气旺季削峰以及移峰综合水平。
关键词:储气调峰;储气库;LNG调峰;运营天然气属于高效、清洁的能源,因此其消费量与消费比例逐年增加[1]。
21世纪之后,中国天然气工业发展水平不断提高,外加近几年我国大力推动“煤改气”有关政策,天然气供暖季调峰供气面临发展问题[2]。
当前国家天然气行业不断发展的过程当中,具有突发状况应急能力较差的问题,通过2017年的爆发的冬季气荒可了解到,当前我国天然气基础投资建设具有较多的缺点,短期用气高峰削峰以及减峰能力较差,急需改善[3]。
全面的改善国内天然气应用高峰压力,有效实现供暖季安全平稳供气有利于社会发展。
1.储气调峰技术天然气调峰技术包含供需调峰以及储气调峰。
天然气核心消费城市和生产地区之间相隔较远,所以用气量会随着季节的变化有所变化,在这一过程当中,供给侧天然气气田调峰能力存在不足,需求侧调峰措施过于被动,供需调峰难以在时间以及空间方面满足供需缺口的需求。
现如今我国不断优化天然气管网,国际上改善用气高峰的主要方法在于储气调峰技术的使用。
依照储存状态能够把储气调峰划分成气态以及液态储气,在这一过程当中储气库以及CNG为寻常的气态存储方法。
2.国内储气调峰系统的特点2.1国内储气调峰发展现状我国储气调峰体系详细方案在于地下储气库、LNG、气田以及管道气调峰。
从季节性调峰的角度来看,储气库调峰的储气量较多,安全水平较好,所以成为广泛应用的调峰策略。
现如全世界建设的地下储气库数量为715座,在此之中,美国等发达国家建设的数量较多,供气量是年消费总量13%~27%。
城市燃气调峰与储存问题的分析城市燃气调峰与储存问题的分析城市燃气调峰与储存问题的分析化学与化工论文更新:2006-4-11 阅读:城市燃气调峰与储存问题的分析摘要:随着“西气东输”工程的启动,2003年西部天然气到达上海,2005年上海将要接收30亿立方米的天然气,大量的天然气进入城市以后,以及发电厂、化工工业等大用户的使用天然气,城市燃气的调峰问题日益突出。
本文在2005年上海接收30亿立方米天然气的基础上,分析城市燃气的调峰。
作为党中央、国务院决定二十一世纪西部大开发战略决策的重要组成部分的“西气东输”工程,就是将经济欠发达的中西部地区天然气资源输往经济发达但资源紧缺的东部及沿海地区。
随着“西气东输”工程的启动,2003年西部天然气到达上海,2005年上海将要接收30亿立方米的天然气。
大量的天然气进入城市以后,势必造成天然气用户的急剧增加以及发电厂、化工工业、汽车等大用户的使用天然气,而城市各类燃气用户的用气情况是不均匀的,它随着月、日、时而变化,为了满足城市燃气用气负荷的月(季节)、日、时不均匀变化,因此在城市燃气规划中必须考虑调峰的问题。
城市燃气计算流量的确定1-1天然气需求量表1单位:亿立方米/年1-2 城市燃气的计算流量城市各类燃气用户的用气情况是不均匀的,它随着月、日、时而变化的,因此燃气的年用气量是不能直接用来确定城市燃气管网、设备通过能力和储气设施的容积,燃气管网、设备通过能力和储气设施的容积应按照计算月的小时最大流量进行计算,城市燃气各类用户小时计算流量如表2所示:(本表考虑到燃气电厂夏季设备全开,冬季设备半开,全年平均运行4000小时的特性,故计算流量取夏季、冬季计算流量的最大值),夏季小时计算流量为74.3万立方米/小时,冬季小时计算流量为72.9万立方米/小时表2单位:万立方米/小时二、城市燃气的调峰2-1 事故调峰上游在向下游供气时,因管道、设备损坏以及无法抗拒的因素而引起的非正常停气,都将直接影响下游的供气可靠性,因此需考虑气源的事故调峰。
第九章输气系统的调峰与
末段储气
1
对给定输气管,末段储气能力根据平均压力计算。
图9-19 输气管末段的压力变化
储气开始时压力曲线;C-储气结束时压力曲线
9
平均压力中有四个参数,其中p 1max 及p 2min 已知,另两个采用管路特性方程求解:
储气开始A 点(Q =q )
储气结束C 点(Q =q )
221min 2min Z p p Cl Q =
+2
22max 1max Z p p Cl Q =−22212p p ClQ
=+图9-19 输气管末段的压力变化
A-储气开始时压力曲线;C-储气结束时压力曲线
已知
已知
减小;
图9-19 输气管末段的压力变化
A-储气开始时压力曲线;C-储气结束时压力曲线
输气管末段储气能力
15
可见平均压力是末段起点与终点可由图表查出,与曲线
()ϕεε。
城市天然气储气调峰方式及其安全评价摘要:运用城市天然气供应的储存与调峰的相关理论,对我国城市天然气储存调峰的主要方式进行分析与研究,并对比评价各种储气调峰方式的优势和劣势、安全性及经济性等,提出了城市天然气调峰方式的选取原则。
最后,分析了西安市天然气用气现状和调峰方式,并针对西安城市天然气用气量增加和不均衡性,提出了储气和调峰实施措施的建议。
关键词:城市天然气储气调峰方式评价天然气正在成为越来越多城市能源消费的主体,在城市天然气供应过程中一个无法回避的问题是日用气的不均衡性和由于季节气温的变化引起的季节性用气不均衡性,使得城市用气在每月、每日均会出现用气高峰和低谷,如西安冬夏用气量的峰谷差可达5-8倍。
为了解决城市用气的不均衡性,天然气供应量调峰是满足城市合理供气不可避免的。
所以,天然气调峰方式和技术是城市天然气发展的热点问题,研究人员提出了各种天然气储存和调峰方式()。
本文将对各种调峰方式的工作原理、安全性和经济性等进行综合分析和评价,从而为城市天然气供应的储存和调峰的合理选择提供参考。
1. 城市天然气调峰方式及其工作原理为了有效的促进城市天然气的均衡使用,使燃气用户以够得到足够流量和正常压力的燃气供给,必须要采取有效的调峰手段促进燃气输配系统的供需平衡。
城市天然气调峰储气的方式主要有:(1)高压储气罐调峰;(2)高压储气管束调峰;(3)液化天然气调峰;(4)地下储气库调峰。
研究这些调峰方法的特点及运行规律对选择合理调峰有着指导意义。
1.1 高压储气罐调峰天然气输配系统常用的调峰方式是建造一些大型高压储气罐,在用气低谷时,把多余的天然气充入储气球罐储存起来,到用气高峰时,又将其中储存的天然气释放出来以弥补供气量的不足。
高压储气罐一般采用圆筒形和球形两种结构,其中球形储气罐正向大型化的方向发展,国外出现了直径为47.3 m、容积为5.55 万m3 的大型球罐。
常规高压储气球罐工作流程已应用多年(见图1),如位于西安南郊储备厂的四个储气球罐于2000年11月投入使用。
输气管线调峰能力分析【摘要】针对长距离输气管线中,由于下游用户用气不均匀性导致的供气量与用气量不平衡问题,利用tgnet软件建模分析了管道下游用气量波动情况和环境温度对管道储气能力的影响。
【关键词】输气;调峰;储气1.前言在天然气供气系统中,供气量与用气量在时间分布上一般是不平衡的,这种不平衡主要是源于供气的相对平稳性与用气的不均匀性,因此为了最大限度的满足燃气用户的用气需求,需要采取调峰措施。
在这种情况下,长输管道末段储气就是最为有效、方便、经济的短期调峰方式。
本文以某输气管线为例进行对其储气能力和调峰能力进行了分析。
2.基本参数2.1 天然气组分表1 天然气组分组分ch4 c2h6 c3h8 c4h10 c5h12mole% 96.308 0.484 0.048 0.007 0.003组分c6h14 co2 he n2 h2smole% 0.001 2.65 0.028 0.047 <20mg/m32.2 管线基础参数输气管线把4.82×108m3/a的天然气从首站输往输气末站,用气高峰期的最大用气量为6.0039×104m3/h。
输气管道规格dn300,长度为23.8km,出站温度14.5℃,管道平均总传热系数取1.75w/m2℃,管道内壁粗糙度取30µm,管线设计压力为4mpa,首站进气压力为3mpa。
管线末端供气压力不小于1.6mpa。
总体高峰系数为1.107,低谷时不均匀系数为0.893。
3.工艺分析本文利用tgnet对管线进行分析。
3.1 工艺计算对于基本设计规模4.82×108m3/a,按照平均输量5.7383×104m3/h,地层温度用18℃进行工艺计算最高输气量需满足6.0039×104m3/h。
表2 18℃时平均输量工艺计算表场站出站气量104m3/h 出站压力mpa 出站温度℃出站流速m/s首站 5.7383 3 14.5 6.2末站 5.7383 2.47 14.4 7.35表3 18℃时最高输气量工艺计算表场站出站气量104m3/h 出站压力mpa 出站温度℃出站流速m/s首站 6.0039 3 14.5 6.5末站 6.0039 2.42 14 8.14由表2和表3对比可以看出随着输气量变大,输气管道末段压力变小,也就是管道压降变大,同时可以看出输气管道输送量越小,管道温度越接近环境温度,因此在夏季运行时,管线内天然气温度会变高,管线压降变大,同理在冬季运行时,管线内天然气温度会变低,管线压降会变小。