城市天然气调峰方式分析

目前，天然气作为使用量最大、适用范围最广的清洁能源，越来越受到人们的重视，人们对天然气的需求量也日益提升。

近几年，天然气管道建设处于高速发展的阶段，随之而来的是天然气供需存在的矛盾，因此，对天然气管道进行供气调峰是必须要进行的一项工作。

1 天然气管道调峰概述对天然气管道进行调峰，需要对长距离的输气管道末端——即从最末端的压气站至终点配气站依据通常的日用气量波动情况，使自身具备一定的储存能力，从而保障天然气的管道输送能够进行良好的调节。

在面对没有中间压气站的天然气输气管道时，可以在全线都进行天然气存储。

倘若管道终点的压力在一定的范围内波动，管道内的气体平均压力也会存在相应的最高值以及最低值，当天然气管道的管理人员选择了恰当的储气管段的管段容积以及始终点的压力波动范围，则管道就具备了天然气供应所需要的存储能力[4]。

2 天然气管道调峰方案的多种评价方法在天然气管道调峰方案的综合评价体系中，各个指标值的量级与单位是不同的。

因选取的评价指标具有着不同的数量级、量纲，因此为了能够更好地进行比较，研究人员需要对原始指标的数据进行规范化的处理，并将其转化为[0,1]之间的数。

标准化处理包含着对指标的无量纲化处理以及一致化处理。

其中一致化处理指的是将评价的指标类型进行统一。

系统内的指标有极大型指标、居中型指标、区间型指标以及极小型指标，每一种指标都有其各自的特点。

如果指标体系内存在多类型的指标，则必须在综合评价之前，把评价指标的多种类型进行一致化处理，尽可能地减少指标类型数量[2]。

除此之外。

还需要对评价指标做无量纲化处理，即运用相应的函数，对多种类型的指标进行统一的处理。

在进行标准化的过程中，往往会采用非线性函数以及线性函数作为数学变化工具。

(1)模糊物元法式中：C i 表示为第i 个理化评价指标，和其相对应的是x ji ，M j 表示为第j 个方案，那么m 种方案的“n 维复合物元”可以记做R mn ，即上式所示[1]。

燃气调峰及应急储备1调峰1.1城镇燃气调峰量应根据下游用气负荷和上游供气能力确定。

1.2城镇燃气调峰应由气源方和需气方统筹解决，季节（月）调峰由气源方承担；日调峰由双方共同承担；小时调峰由需气方承担。

1.3城镇燃气储气调峰方式应根据当地和周边的地质条件和资源状况，经技术经济分析后确定，并应符合下列规定：1城镇附近建有地下储气库或液化天然气接收基地时，宜选择地下储气库或液化天然气接收基地调节季节（月）峰、日峰；2当具备液化天然气或压缩天然气气源时，宜利用液化天然气或压缩天然气调节日调峰、小时调峰；3城镇燃气建有高压及以上燃气管道时，宜选用高压管道储气的方式调节小时调峰；4储气调峰设施设置时应保证连续、稳定供气。

1.4储气调峰设施应根据季节（月）、日、时调峰量合理选择，并按实际调峰需求，统一规划，分期建设。

2应急储备2.1城镇燃气应急储备量应按突发事件发生时保障不可中断用户3天～10天的日均用气量确定，同时应满足国家现行相关政策的要求。

2.2城镇燃气应急储备设施应根据地质条件和资源状况，经技术经济分析后确定，并宜遵循以下原则：1应急储备可与储气调峰设施统筹考虑，集中建设，统筹调度；2应急储备设施布局宜结合城镇燃气负荷分布、输配管网结构，经技术经济分析确定；3宜采用地下储气库和液化天然气储存等方式，或通过购买、租赁、参股等形式获得储气指标及库容，建立多层次储气调峰系统。

3运行调度中心及配套设施3.1城镇燃气专项规划应根据城镇燃气供气规模、运营模式，按照安全可靠、智能先进、合理适用的原则，设置运行调度中心、维修抢修站、客户服务网点等燃气系统配套设施，并应符合下列规定：1应与城镇燃气供应范围、用户规模、设施规模相匹配；2应与城镇燃气设施同步规划；3运行调度中心宜设置灾备中心。

3.2燃气输配管网应建立数据采集和监视控制系统（SCADA），并宜建立地理信息系统（GIS）、指挥调度系统、管网仿真系统及应急抢险系统等。

天然气调峰技术分析随着天然气市场的发展，部分天然气管道的输气能力已经成为瓶颈，特别是用气高峰季节需要季节调峰时，管道的输气能力尤其不足。

如何解决用户用气调峰保供问题显得尤为重要。

本文主要介绍天然气调峰技术、不同调峰方式的比较，并对我国天然气调峰方式给出建议，为天然气调峰方式的选择提供一定的理论基础。

标签：天然气；输气能力；保供；调峰方式1 引言中国天然气市场处于高速发展期，2020年天然气占一次能源消费的占比力争达到10%，天然气消费量将达到3000亿方，2030年消费量将增长到6000亿方。

伴随着天然气消费快速增长，中国供气安全保障问题越来越严峻。

我国天然气储备调峰设施建设相对滞后，天然气调峰保供形势严峻。

天然气储备调峰问题已经引起各方高度重视。

2 主要的储气调峰方式目前，天然气调峰的主要方式有地下储气库调峰、气田调峰、LNG调峰、管道调峰等[1]。

2.1 地下储气库地下储气库调峰是一种应用最广、最经济直接有效的调峰方式。

主要用于调节用户的季节和日波动的用气需求，保证用气高峰期的用气量；同时可用作应急储备以及国家的战略储备，在供气调峰中发挥着重要的作用。

2015年，美国已建成地下储气库413座，工作气量为1357亿立方米，占2015年美国天然气消费量7780亿立方米的17.4%。

俄罗斯现有地下储气库25座，其中油气藏型储气库17座、含水层储气库8座，是俄统一供气系统中不可分割的组成部分。

地下储气库具有反复注采的特点，能够注得进、采得出、存得住。

地下储气库应距城市用户及输气干线较近。

虽然地下储气库具有库容大、相对经济等特点，但仍存在一些不足，对库址选取要求苛刻、储气工艺设备复杂，投资大、建设周期长、运行费用高，影响气质、能耗大等。

2.2 LNG调峰LNG的运输目前主要是通过LNG接收站气化气通过管道输送至用户，LNG 调峰主要是根据用户用气需求来调整接收站的气化能力，解决用户调峰需求。

其优点为储气量大、库址选择灵活、运行安全可靠、一次性投资少、建设周期短等。

采用建设LNG调峰工厂解决城市天然气调峰问题的探讨山东省临沂市位于山东省南部，2010年规划城市建设用地168km2，主城区人口145万；远期2020年规划城市建设用地219.6km2，主城区人口约200万。

2006年7月，临沂中燃城市燃气建设发展有限公司(以下简称公司)将西气东输冀宁联络线的天然气引入临沂市后，用气量从2006年的1.3万m3/d，迅速增长为2009年目前的34万m3/d。

随之而来的是天然气的调峰问题。

1 气量平衡计算分析及调峰储气量的确定1.1 各类用户年用气量及气量平衡2010年各区各类用户年用气量和用气比例见表1。

2010年各类用户气量平衡见表2、表3。

表1 2010年各区各类用户年用气量和用气比例表2 2010年气量平衡表注：用气比例为年用气比例。

表3 2020年气量平衡表注：用气比例为年用气比例。

1.2 各类用户小时计算流量根据各类用户计算月平均日用气量和日高峰系数、小时高峰系数计算其高峰小时用气量，见表4。

表41.3 供气规模的确定，见表5。

表51.4 储气规模的确定1.4.1 储气系数的确定采用天然气作气源时，平衡城镇燃气逐月、逐日的用气不均匀性应由供气方统筹调配解决。

按供气方《照付不议天然气买卖与输送合同》气源单位负责用气的季节和月调峰，最大日供气量为合同气量的1.2倍。

平衡城市燃气小时用气不均匀性可利用气源单位长输高压输气干管的储气条件，在允许调度幅度和安排的条件下给予适当解决。

考虑小时调峰的不足部分，根据居民、商业、CNG与工业用气量所占比例，并参照相类城市，确定2010年和2020年储气系数均为8%。

1.4.2 储气量的确定2010年供气规模达到54.8万m3/d，计算月平均日用气量为60.50万m3/d，按8%储气系数计算，需总调峰量为4.8万m3。

2020年供气规模达到109.59万m3/d，计算月平均日用气量为121.23万m3/d，按8%储气系数计算，需总储气量为9.7万m3。

天然气调峰方式与存在的问题作者：林燕红于静来源：《石油知识》 2013年第3期天然气在消费过程中，存在冬季多夏季少、白天多晚上少的用气规律，这就需要专门的储气设备对天然气进行调峰。

国内外天然气调峰方式主要有以下几种：地下储气库调峰、液化天然气调峰、液化石油气调蜂、油气田调峰、管道调峰等。

地下储气库调峰地下储气库是长输管道的配套工程，当长输管道维护、检修时，储气库就能应急供气。

而据市场消费需求，储气库也能满足年、季节及日调蜂的需求，甚至用于企业及国家的战略用气。

地下储气库一般分为枯竭油气藏型地下储气库、含水层地下储气库和盐穴地下储气库三种类型。

枯竭油气藏地下储气库是指利用油气田原有的生产井和建库时增加的气井进行储气的储气库。

该类储气库是世界上使用最广泛、运行最久的一种储气库，具有建库周期短、投资和运行费用低的特点，我国华北地下储气库、辽河地下储气库、呼图壁地下储气库、中原油田地下储气库等属于该类型储气库。

含水层地下储气库就是人为地将天然气注入到地下合适的含水层中而形成的人工气藏。

这类储气库具有构造完整、钻井完井一次到位的优点，但缺点是气水界面较难控制，投资较大，建库周期较长，风险也不小。

目前我国还没有该类型地下储气库。

盐穴地下储气库是利用地下较厚的盐层或盐丘，采用人工方式在盐层或盐丘中制造洞穴形成储存空间来存储天然气。

盐穴储气库具有构造完整、夹层少、厚度大、物性好、结构坚实、非渗透性好的优点。

中石油江苏金坛储气库是目前中国国内最大的盐穴储气库。

液化天然气(LNG)调峰LNG的特点是温度低，约零下165℃，1立方LNG可以气化成600立方天然气。

常见LNG调蜂方式主要有以下几种：终端储罐调峰方式。

该种调峰方式适用于在LNG消费高峰期间，从全球LNG市场上进口LNG现货，用以补充LNG长期合同签订量和短期天然气消费高峰之间的差距。

我国已建LNG接收终端有深圳LNG接收站、唐山LNG接收站、大连LNG接收站、天津LNG接收站、上海LNG接收站和江苏LNG接收站等。

关于西宁市天然气调峰问题的研究西宁中油城市燃气工程设计咨询公司高海林城市燃气供应主要用于居民生活用气，公共设施用气，集中采暖用气和工业企业用气，其中前两项用气量是随着每天生活时段的不同形成供气的峰谷，采暖用气量是随着气温、风雪等情况的变化而变化，最不均衡，工业用气相对均衡，西宁市燃气用户构成中工业，居民生活取暖、集中采暖、公服等各类用户均存在、而冬季采暖用气占总用气量的70%以上，这种用气结构造成一年中不同月份、每月中不同日期、每日中不同小时的供气量变化都较大，而长输管线输送能力基本是稳定的，因此预测城市用气量，建立相应的调峰措施，缓解西宁城市天然气供销不均衡是必要的。

1、西宁城市调峰气量预测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。

一般来说，居民用户的用气关系到国计民生问题，在任何情况下都不能停止供气；有些工业用户如果在生产期间突然停气，也会带来巨大的经济损失，甚至有可能出现安全问题。

这类用户属于重要用户，需慎重决策停气。

另外，有一部分用户在紧急情况下，可以适当减少供气量或停止供气，不至于出现重大事故或损失，如CNG汽车。

采暖用户可以减少供气量或降低采暖温度；一些间断生产的工业也可以停产。

因此有必要在继续深入研究用户分级管理，提出针对可中断用户的政策措施的基础上考虑事故调峰气量。

作为事故应急储备，应按照最大管线的供气能力来确定，一旦上游气体处理厂或管线出现故障，不能供气。

为确保西宁市内天然气用户的用气要求，应急储备开启，按照用气负荷等级先满足居民用气及重要用户的供气要求，应急供气规模按正常供气规模30-40%考虑。

考虑到目前西宁冬季高峰日用气量400万立方米左右，根据对西宁市今后几年的用气量预测见表1，按照初步设想建设的两个10000立方米LNG储罐储气量可满足5-10天西宁市全市事故应急调峰。

事故储备量测算表季节调峰季节性调峰是指将季节性供大于求时的余气量储存，并将该储存量作为补充量，在季节性供小于求时使用，以达到总的供需平衡。