城市天然气小时调峰量的预测及调峰方式的探讨
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城市燃气用气负荷预测及调峰储气与研究论文
国燃气事业发展极其缓慢。
最近几年，随着石油的短缺，圈家开始重视天然气行业，我国的燃气事业开始了快速的发展。
西气东输工程的完成，陕京复线的竣工等等，所有这些都在蜕明一个问题，即我国的天然气行ｊＩｋ正处丁大好的历史发展时期。
从下面对哈尔滨市的用气结构的分析中，我们不难得出这一结论。
哈尔滨市的城市用气存在多种气体并存的局面，其中有煤气、天然气、液化石油气等，由于煤气的热值较天然气低，而且煤气对火气的污染又较重，远没有天然气清洁。
因此，近几年天然气获得很大的发展。
在城市目前的用气结构中，煤气所占的份额在减少，而天然气所占的份额却在急速的上升。
哈尔滨市２００１年煤气的用量为２８９５８６ＫＮｍ３，天然气的用量为６４５１．９７７ＫＮｍ３，液化石油气的用量为２４３６６．２１Ｔ，如果按热值计算（煤气热值为３７００Ｋｃａｌ／Ｎｍ３，天然气热值为８１００Ｋｃａｌ／Ｎｍ３，液化石油气的热值为１０８１６Ｋｃａｌ／ｋｇ）其构成比例见图２．７。
哈尔滨市２００３年煤气的用量为３２９１２０ＫＮｍ３，天然气的用量为６４４８５２５ＫＮｍ３，液化石油气的用量为７９９９８Ｔ，按热值计算其构成比例见图２—８。
通过图可知，２００１年哈尔滨市的煤气、天然气、液化石油气所占的比重分别为７７．２４％、３．７７％、１９％。
而２００３年煤气、天然气、液化石油气所占的比重分些为２．２４％、９６．１７％、１．５９％。
可见，天然气的用量和比重都在急剧的增加。
虽然煤气的比重在减少，但是，煤气的用量却在增加。
液化石油气的用量也在增加而所占的比重在减少。
幽２—７２００１年哈尔滨市三种燃料的比例２－７Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｆｕｅｌｓｉｎ２００１ｉｎＨａｒｂｉｎＦｉｇｕｒｅ图２－８２００３年哈尔滨市三种燃料的比例Ｆｉｇｕｒｅ２－８Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｆｕｅｌｓｉｎ２００３ｉｎＨａｒｂｉｎ６、燃气价格的影响价格影响供求，燃气的价格在很大程度上能决定它的用户数量。
城市天然气负荷预测及调峰方案
需求侧管理调峰方案
总结词
需求侧管理调峰方案是一种通过控制和 调整天然气需求来平衡供求关系的调峰 策略。
VS
详细描述
需求侧管理调峰方案包括对城市天然气用 户进行分类，根据其用气特点制定不同的 调控措施。例如，对工业用户采取错峰生 产或调整生产班次等方式，降低高峰时段 用气需求；对商业用户和居民用户，则通 过宣传引导、优惠政策等措施，鼓励其在 低谷时段使用天然气。
储存设施调峰方案
总结词
储存设施调峰方案是通过建设和管理天然气储存设施，如地 下储气库、液化天然气（LNG）接收站等，实现天然气的调 峰。
详细描述
储存设施调峰方案可以在天然气需求低谷期储存多余的天然 气，并在需求高峰期释放储存的天然气，以平衡市场供需。 同时，储存设施还可以作为应急备用，应对突发事件和管道 故障等情况。
3. 结合智能技术、大数据等先进手段，实现城市天然气负荷 预测及调峰方案的智能化管理；
4. 开展跨学科、跨领域合作，共同推进城市能源规划与管 理的研究与实践。
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预测方法 采用历史数据法，通过对过去几 年的用气数据进行分析，预测未 来各时段用气量。
调峰方案 在用气高峰期，通过增加天然气 储备、提高输气设备输气能力、 推广错峰用气等方式进行调峰。
某省天然气负荷预测及调峰方案案例
背景介绍
该省是能源消费大省，天然气消费量逐年上升，为满足全 省各区域的用气需求，需要进行全省范围内的天然气负荷 预测及调峰方案设计。
预测方法
采用多元回归分析法，通过对全省各区域的用气历史数据 进行分析，建立数学模型，预测未来各区域的用气量。
调峰方案
在全省范围内建立多级天然气储备基地，提高输气设备的 输气能力，推广集中供气和分布式能源等方式进行调峰。
南充天然气调峰量短期预测与调峰分析
南充天然气调峰量短期预测与调峰分析[提要] 随着南充城市建设的发展，天然气需求量将不断增加，现有极限管输量到某一时点后就难以满足其需要，而改造管网系统需要的资金很大。
因此，研究南充现有管网，分析采取的措施和方法，使天然气的储存尽可能达到最大化，满足天然气调峰需要，对南充天然气市场发展具有十分重要的意义。
关键词：天然气；需求量；调峰量一、引言随着南充城市化进程的不断推进，根据“十二五”能源规划的新要求，目前南充燃气管网系统无法满足城市发展需要，若对管网系统进行改造，需要庞大的资金。
因此，预测南充市天然气调峰量，研究如何在现有管网基础上，尽可能扩大天然气储备，以满足城市天然气调峰需要显得尤为重要。
二、南充天然气调峰量预测由于城市的不断发展，各用户的用气量都在不断增加。
顺庆区为南充主城区，其市政建设已慢慢完善，人口增长量趋于稳定，且顺庆区的主要用户是居民用户，所以顺庆区每年的用气量会随着人口的增长而稳步增加。
高坪区为南充工业园区的集中区域，其主要用户是工业用户，根据高坪区天然气需求量预测可以看出，其每年的用气量都在不断增大，由于2016～2020年用气预测年限较久远，该区域用气情况具有很大的不可预见性。
基于上述原因，将只收集2010～2012年的资料，并对2013～2015年的天然气调峰量进行短期预测。
根据对各储配站用气工况的详细计算分析知道，位于顺庆区的储配一站和储配二站2010～2012年的供气规律较为稳定，所以2013～2015年顺庆区的天然气调峰量将采用2010～2012年的调峰标准，具体参数进行预测计算。
（高坪区具体参数同上）。
1、顺庆区调峰量的计算。
最高日用气量的计算公式：Q■=■×k■■×k■■ （1）式中：Q■最高日用气量（单位：Nm3）；k■■月高峰系数（取k■■=1.25）；k■■日高峰系数（取k■■=1.07）。
调峰量的计算式：Q=Q■×14.07% （2）式中：14.07%为2009年储配一站所需储气容积占日用气量的百分数。
采用建设LNG调峰工厂解决城市天然气调峰问题的探讨
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。
城市天然气负荷预测及调峰方案研究
城市天然气负荷预测及调峰方案研究煤、石油等固态化石能源应用引起的碳排放、环境污染等问题日趋严重。
天然气燃烧具有热值高、洁净、无废水、无废渣等优势,在国家节能减排政策的号召下,清洁能源天然气得到了人们的普遍关注。
“西气东输”、“川气东送”等国家重大天然气管网工程的建设及运营使各城市原来的单一天然气管网逐步形成全国性的大天然气管网,显然,这一变化将对上游生产能力、中游管网输送能力、下游城市管网配气能力、储气设施储气能力、城市天然气调峰及调度等提出了更高的要求。
与此同时,当城市到了用气高峰期,由于用气量较大,出现了“无气可用”的问题。
解决城市“气荒”问题,可从两个角度进行,一是从“供气方”角度,二是从“用气方”角度。
本文的研究是从“用气方”角度,即单一城市自身建设调峰设施,以达到“削峰填谷”的目的。
从“用气方”角度主要是从城市所需天然气“负荷”(也可以表述为“需求量”、“用气量”,本文进行研究时均称“负荷”)角度,确定了城市天然气负荷后,在此基础上进行调峰方案的制定及决策。
本文针对“用气方”的调峰方案决策方法适用于任何未建设或部分建设调峰设施的大、中及小城市。
具体的研究工作和主要结论如下:(1)本文研究的是城市天然气负荷预测,在此基础上进行调峰方案决策的问题,因此,首先分析了城市时、日及年负荷的特性,对目前城市天然气采用的调峰方式进行分析。
结果表明:城市天然气时负荷具有明显的周期性、日负荷具有明显的非线性、年负荷具有单调递增性;城市调峰单独采用高压管道调峰和高压管道-LNG(液化天然气)联合调峰是一种发展趋势,储气罐调峰逐渐被取代,以此作为城市天然气负荷预测模型和调峰方案决策研究的基础;(2)提出了基于小波理论和RBF(径向基函数)-Elman神经网络的城市天然气时负荷预测模型。
首先,采用小波分解对时负荷时间序列进行分解;其次,应用RBF对高频分量进行预测,运用Elman对低频分量进行预测;最后,小波重构。
城市燃气调峰的探讨
Ξ城市燃气调峰的探讨王莉华(西南石油大学) 摘 要:城市用气量具有月、日、小时用气量不均匀性,再加上天然气需求量井喷式的发展,使天然气的调峰问题日益突出。
本文主要介绍了通过储气设施、改变气源生产能力和设置机动气源、利用缓冲用户调度作用等调峰方式来解决城市调峰。
关键词:城市燃气;调峰;储气1 城市燃气调峰问题的提出[2]随着西气东输工程的实施和其他天然气资源的逐步落实,天然气作为洁净能源,逐渐成为居民生活和商业企业的首选燃料,为了改善城市的大气环境问题,天然气将进入越来越多的城市,尤其是在城市燃气中的应用更为广泛。
城市燃气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,其中前两项的用气量是随着每天生活时段的不同形成供气的峰谷,其中采暖用气的用气量随气温、风雪等情况的变化而变化,最不均衡,工业企业用气相对较均衡,城市一年中不同的月份,每月中不同的日期、每日中不同的小时的供气量变化都较大;而气田的产气能力在一定时期内是确定的,对长输管道而言,在用气高峰时,管道满负荷运行,在用气低谷时,管道在低负荷下运行,从而会增加建设投资和运行成本,因此天然气输气系统供气量和用气量的不均衡产生了调峰问题。
因此,预测城市用气量,建立相应的调峰措施,缓解城市天然气供消不均衡性是非常必要的。
2 城市用气量的预测[1]城市燃气消耗量随着季节、日、时变化而变化,它与城市的气候、供气规模、生活水平、节假日等有密切关系。
为了满足供气平衡,适应不同时期的消耗量,首先必须对用气量进行大致的预测。
Q=K1K2K3Q aΥ365×24其中:K1——表示一年中各个月用气不均匀情况;K2——表示一个月中各日用气不均匀情况;K3——表示一日中各小时用气不均匀情况;Q——表示预测某年某日某时的用气量,m3 h;Q a——表示上一年用气量,m3 h;Υ——年平均增长率。
用气的不均匀系数根据历年管道供气状况统计资料确定。
但是当缺乏实际统计资料时,可按照同等城市以及“城镇燃气设计规范”GB50028—93确定。
城市燃气储气调峰方式的探讨
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。
城市燃气储气调峰问题讨论
关键词 ： 城 市燃气 ； 储气 ； 调 峰
０ 前
随着 我 国城 镇 化 的深 入 发 展 ，城 镇 人 口规 模 不 断 扩 大 ， 天 然 气 的 需 求 也 将 日益 增 加 ，加 之 环 境 污 染 问 题 的 日趋 严 重 ， 调 整 能 源 结 构 ，提 高 天 然 气 在 我 国 一 次 能 源 消 费 结 构 中 的 比重 ，
气。 储存容量大 ， 不受气候影响 ， 维护管理简便 ， 安全可靠 ， 不 影 响城镇地面规划 ， 不污染环境 ， 投资少 ， 相 比其 他 储 气 方 式 有 比
较 明 显 的优 势 ， 主 要 用 作 调 节 燃 气 的季 节 供 需 不 平 衡 ， 保 障 供 气高峰的需要。通常有以下几种方式进行地下储存 ： 枯竭 油 气 田储 气 、 地下含水层储气 、 盐矿层储气和岩穴储气 ， 其 中 利 用 枯 竭 油 气 田储 气 最 为 经 济 。 岩穴储气投 资较大 ， 其 他 两 种 方 式 在 有 适 宜 地 质 构 造 的地 方 可 以采 用 。 （ ２ ） 液 化 天 然 气 存 储 ‘ 将天然气冷却至一 １ ６ ３ ｏ Ｃ 时就 可 将 其 液 化 ． 此 时 天 然 气 的体 积是气 态时 的 １ ／ ６ ０ ０ ， 极大的缩小 了体积 ， 因此 ， 在 没 有 条 件 建 设 地 下 储 气 库 进 行 季 节 调 峰 的地 区 ， 经 过技 术 经 济 比较 后 可 以
解 决 均 匀 供 气 与 不 均 匀 用 气 之 间 的矛 盾 。 保 证 各 类 用 户 能 够 得
行 储 气 调 峰 。管 道 储 气 方 便 ， 不需要 额外投资 ， 但 是 储 气 量 较 小， 储 气压 力 有 一 定 范 围 ， 只适 用 于 城 市 燃 气 小 时 调 峰 。 （ ５ ） 天 然 气 的 固态 存 储 将 天 然 气 在 一 定 的压 力 和 温 度 下 ， 转 变 成 固 体 的 结 晶 水 合
０ 前
随着 我 国城 镇 化 的深 入 发 展 ，城 镇 人 口规 模 不 断 扩 大 ， 天 然 气 的 需 求 也 将 日益 增 加 ，加 之 环 境 污 染 问 题 的 日趋 严 重 ， 调 整 能 源 结 构 ，提 高 天 然 气 在 我 国 一 次 能 源 消 费 结 构 中 的 比重 ，
气。 储存容量大 ， 不受气候影响 ， 维护管理简便 ， 安全可靠 ， 不 影 响城镇地面规划 ， 不污染环境 ， 投资少 ， 相 比其 他 储 气 方 式 有 比
较 明 显 的优 势 ， 主 要 用 作 调 节 燃 气 的季 节 供 需 不 平 衡 ， 保 障 供 气高峰的需要。通常有以下几种方式进行地下储存 ： 枯竭 油 气 田储 气 、 地下含水层储气 、 盐矿层储气和岩穴储气 ， 其 中 利 用 枯 竭 油 气 田储 气 最 为 经 济 。 岩穴储气投 资较大 ， 其 他 两 种 方 式 在 有 适 宜 地 质 构 造 的地 方 可 以采 用 。 （ ２ ） 液 化 天 然 气 存 储 ‘ 将天然气冷却至一 １ ６ ３ ｏ Ｃ 时就 可 将 其 液 化 ． 此 时 天 然 气 的体 积是气 态时 的 １ ／ ６ ０ ０ ， 极大的缩小 了体积 ， 因此 ， 在 没 有 条 件 建 设 地 下 储 气 库 进 行 季 节 调 峰 的地 区 ， 经 过技 术 经 济 比较 后 可 以
解 决 均 匀 供 气 与 不 均 匀 用 气 之 间 的矛 盾 。 保 证 各 类 用 户 能 够 得
行 储 气 调 峰 。管 道 储 气 方 便 ， 不需要 额外投资 ， 但 是 储 气 量 较 小， 储 气压 力 有 一 定 范 围 ， 只适 用 于 城 市 燃 气 小 时 调 峰 。 （ ５ ） 天 然 气 的 固态 存 储 将 天 然 气 在 一 定 的压 力 和 温 度 下 ， 转 变 成 固 体 的 结 晶 水 合
我国城市天然气供应中常用调峰方式的比较分析
－ ５２ －
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第5期
邱禹桐：我国城市天然气供应中常用调峰方式的比较分析
应用研究
地对用气量所产生的变化迅速做出反应，从而有效地 完成整个调峰过程。
地下储气库的具体调峰过程为：当用户的天然 气用量降低时，可以利用压缩机一些富余的天然气经 过加压后储存到地下气库中；当用户的天然气用量增 大时，可以通过调压装置调压，然后输入城市燃气管 网的天然气，供给具体的用户，有效地达到调峰的目 的 [8-10]。从技术角度来看，地下储气库具有十分明显 的优势，其主要建于地下，地面占地面积较小。人们 要根据城市实际情况，因地制宜地建设地下储气库， 通常，其设计规模为年供气总量的 10% ～ 20%。 1.2 LNG 调峰
LNG 调峰也叫作液化天然气调峰，其主要流程 为：首先对城市管网的天然气进行脱水、脱烃、脱酸 等净化处理，再采用节流膨胀等措施，使其在常压、 低温下形成和原有体积相比缩小上百倍的 LNG，之后 进行储存。当城市用气达到高峰时，可以将其气化， 再供入城市燃气管网，实现调峰目的。从技术层面来 看，LNG 调峰采用液态存储方式，其单位容积是地下 储气库的 10 倍，是地面高压储气球罐的 63 倍左右。 LNG 调峰的天然气储存和运输比较灵活，具有较高的 机动性，不仅适用于城市日常调峰作业，还适用于应 对突发事故。除此之外，LNG 调峰不受地质条件的限 制，其主要在用户负荷中心的周围进行建设，具有极 强的应急适用性，适用于卫星城镇的供气 。 [11-13] 1.3 地面高压储气球罐调峰
随着我国经济的快速发展，各行各业对清洁能源 的需求量不断加大。天然气在各个领域中的应用变得 十分广泛，还保持着一种快速增长的趋势，如今已经 延伸到我国城市居民燃气、化工、火力发电等相关方 面，而确保天然气的安全运行和有效供应已经是关乎 城市居民生活质量和工业企业生产效率的重要因素， 也是人们必须关注的首要问题。然而，天然气在供应 的过程中往往会随着季节、日期和生活时段等出现一 些相应的变化，进而产生不均衡性。这要求相关单位 在天然气的建设初期对其调峰设施的设计和建设加大 重视，通过预判天然气用气量来更好地选择多样化的 调峰方式，确保调峰方式具有可行性 。 [1-3]
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第5期
邱禹桐：我国城市天然气供应中常用调峰方式的比较分析
应用研究
地对用气量所产生的变化迅速做出反应，从而有效地 完成整个调峰过程。
地下储气库的具体调峰过程为：当用户的天然 气用量降低时，可以利用压缩机一些富余的天然气经 过加压后储存到地下气库中；当用户的天然气用量增 大时，可以通过调压装置调压，然后输入城市燃气管 网的天然气，供给具体的用户，有效地达到调峰的目 的 [8-10]。从技术角度来看，地下储气库具有十分明显 的优势，其主要建于地下，地面占地面积较小。人们 要根据城市实际情况，因地制宜地建设地下储气库， 通常，其设计规模为年供气总量的 10% ～ 20%。 1.2 LNG 调峰
LNG 调峰也叫作液化天然气调峰，其主要流程 为：首先对城市管网的天然气进行脱水、脱烃、脱酸 等净化处理，再采用节流膨胀等措施，使其在常压、 低温下形成和原有体积相比缩小上百倍的 LNG，之后 进行储存。当城市用气达到高峰时，可以将其气化， 再供入城市燃气管网，实现调峰目的。从技术层面来 看，LNG 调峰采用液态存储方式，其单位容积是地下 储气库的 10 倍，是地面高压储气球罐的 63 倍左右。 LNG 调峰的天然气储存和运输比较灵活，具有较高的 机动性，不仅适用于城市日常调峰作业，还适用于应 对突发事故。除此之外，LNG 调峰不受地质条件的限 制，其主要在用户负荷中心的周围进行建设，具有极 强的应急适用性，适用于卫星城镇的供气 。 [11-13] 1.3 地面高压储气球罐调峰
随着我国经济的快速发展，各行各业对清洁能源 的需求量不断加大。天然气在各个领域中的应用变得 十分广泛，还保持着一种快速增长的趋势，如今已经 延伸到我国城市居民燃气、化工、火力发电等相关方 面，而确保天然气的安全运行和有效供应已经是关乎 城市居民生活质量和工业企业生产效率的重要因素， 也是人们必须关注的首要问题。然而，天然气在供应 的过程中往往会随着季节、日期和生活时段等出现一 些相应的变化，进而产生不均衡性。这要求相关单位 在天然气的建设初期对其调峰设施的设计和建设加大 重视，通过预判天然气用气量来更好地选择多样化的 调峰方式，确保调峰方式具有可行性 。 [1-3]
3 燃气用气量及调峰
城市燃气用气量及调峰
第一节 城市燃气负荷
随着燃气事业的发展，特别是天然气的大量开采与远距
离的输送，燃气已成为能源供应的重要支柱。在国际上，天
然气主要用于发电、以化工业为主的工业、一般工商业和居
民生活用气。我国城镇燃气主要用于居民生活与工业生产中 的热加工，近年随着天然气工业的兴起，燃气正在迅速扩展 应用领域。这些燃气系统终端用户对燃气的需用气量形成了 燃气系统最基本的负荷，即燃气用气负荷，简称燃气负荷。
玻璃制品
白炽灯 中型方坯 薄板钢坯 中厚钢坯 无缝钢管 钢零部件
熔化、退火等
熔化、退火等 连续加热炉 连续加热炉 连续加热炉 连续加热炉 室内退火炉
t
t t t t t t
12600~16700
15100~20900 2300~2900 1900 300~3200 4000~4200 3610
城市燃气用气量及调峰
• 影响各类用户用气月不均匀性的主要因素是气候条件，冬
季气温低，各类用户的用气量都会增加，夏季则用气量降 低。但空调用气规律则与此相反。表 4-7给出了我国某两 个城市居民生活月用气量占年用气量的百分数。
城市燃气用气量及调峰
• 居民生活及商业用户加工食物、生活热水的用热会随着气
温降低而增加。工业企业用气的月不均匀性的主要取决于
表4-5建筑物采暖耗热指标（W/m2）推荐值
建筑物类型 住宅 居民区、综合 学校、办公 医院、托幼 旅馆 商店 食堂、餐厅 影剧院、展览馆 大礼堂、体育馆 未采取节能措施 58~64 60~67 60~80 65~80 60~70 65~80 115~140 95~115 115~165 采取节能措施 40 45~55 50~70 55~70 50~60 55~70 100~130 80~105 100~150
第一节 城市燃气负荷
随着燃气事业的发展，特别是天然气的大量开采与远距
离的输送，燃气已成为能源供应的重要支柱。在国际上，天
然气主要用于发电、以化工业为主的工业、一般工商业和居
民生活用气。我国城镇燃气主要用于居民生活与工业生产中 的热加工，近年随着天然气工业的兴起，燃气正在迅速扩展 应用领域。这些燃气系统终端用户对燃气的需用气量形成了 燃气系统最基本的负荷，即燃气用气负荷，简称燃气负荷。
玻璃制品
白炽灯 中型方坯 薄板钢坯 中厚钢坯 无缝钢管 钢零部件
熔化、退火等
熔化、退火等 连续加热炉 连续加热炉 连续加热炉 连续加热炉 室内退火炉
t
t t t t t t
12600~16700
15100~20900 2300~2900 1900 300~3200 4000~4200 3610
城市燃气用气量及调峰
• 影响各类用户用气月不均匀性的主要因素是气候条件，冬
季气温低，各类用户的用气量都会增加，夏季则用气量降 低。但空调用气规律则与此相反。表 4-7给出了我国某两 个城市居民生活月用气量占年用气量的百分数。
城市燃气用气量及调峰
• 居民生活及商业用户加工食物、生活热水的用热会随着气
温降低而增加。工业企业用气的月不均匀性的主要取决于
表4-5建筑物采暖耗热指标（W/m2）推荐值
建筑物类型 住宅 居民区、综合 学校、办公 医院、托幼 旅馆 商店 食堂、餐厅 影剧院、展览馆 大礼堂、体育馆 未采取节能措施 58~64 60~67 60~80 65~80 60~70 65~80 115~140 95~115 115~165 采取节能措施 40 45~55 50~70 55~70 50~60 55~70 100~130 80~105 100~150
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资源与环境化 工 设 计 通 讯Resources and EnvironmentChemical Engineering Design Communications·210·第45卷第6期2019年6月天然气作为优质、清洁能源已经广泛应用于城市燃气，并处于高速发展阶段。
天然气工业网报道，2017年我国天然气消费量增至2 386×108m 3，而需求量将在2030年前持续增长，并在2020年达到3 000×108m 3，到2030年中国的天然气年需求量有望突破6 000×108m 3[1]。
由于天然气不同用户的用气情况呈现不均匀状态，为了克服天然气用气负荷的不均匀变化，天然气上游企业采用建设大规模的储气设施来满足季节调峰。
而对于精细化的小时调峰，则需要城市燃气供应系统自行解决。
因此，在城市天然气系统工程的规划、建设以及输配调度中，必须考虑天然气调峰量的预测及调峰储配，以避免用气高峰时用户用气压力低的状况。
1 城市天然气调峰量的预测1.1 不均匀系数的选取参考《煤气规划设计手册》[2]，并结合国内其他城市的天然气运行情况，选取计算一个月中城市燃气和工业燃气的日不均匀系数和小时不均匀系数，如表1和表2所示。
表1 城市燃气和工业燃气的日不均匀系数星期一二三四五六日生活用气的日不均匀系数0.930.940.940.950.96 1.13 1.15工业用气日不均匀系数1.051.041.031.041.050.90.9表2 城市燃气和工业燃气的小时不均匀系数时间段城市燃气小时不均匀系数工业燃气小时不均匀系数时间段城市燃气小时不均匀系数工业燃气小时不均匀系数时间段城市燃气小时不均匀系数工业燃气小时不均匀系数00-010.320.4708-09 1.24 1.3116-17 1.7 1.2801-020.310.6109-10 1.57 1.3717-18 2.33 1.302-030.40.5410-11 2.710.9318-19 1.46 1.1703-040.240.7111-12 2.46 1.1619-200.82 1.0804-050.390.7712-130.98 1.2120-210.51 1.0405-061.040.613-140.67 1.2721-220.36 1.1606-07 1.17 1.1714-150.55 1.322-230.310.5407-081.251.1515-160.971.2623-240.240.6摘 要：根据城市天然气用户的用气规律选取不均匀系数，基于城市的天然气用量计算城市天然气的小时储气量，通过图表分析城市天然气调峰储气量在24h 内的变化情况。
对比分析不同的调峰方式，提出小时调峰量和城市的具体情况结合的模式来确定合适的调峰方式。
关键词：城市天然气；不均匀系数；小时调峰量；调峰方式中图分类号：TU996.3 文献标志码：A 文章编号：1003-6490（2019）06-0210-02Prediction of Hourly Peak Regulation of Urban Natural Gas andDiscussion of Peak Regulation ModeHuang Er-mei ，Li Jian-huaAbstract ：The non-uniformity coef fi cient is determined according to the rule of natural gas consumption of urban natural gas users.Based on the amount of natural gas used in the city ，the hourly gas reserves of the city are calculated.The variation of peak shaving gas reserves of urban natural gas in 24 hours is analyzed by charts and paring and analyzing different peak regulation modes ，the mode of combining hourly peak shaving with the speci fi c situation of the city is put forward to determine the appropriate peak shaving mode.Key words ：urban natural gas ；non-uniformity coef fi cient ；hourly peak shaving ；peak shaving mode 城市天然气小时调峰量的预测及调峰方式的探讨黄二梅 李建华（湖南化工设计院有限公司，湖南长沙 410021）收稿日期：2019-04-09作者简介： 黄二梅（1984—），女，湖南邵阳人，硕士研究生，工程师，主要从事化工工艺设计工作。
划清权责，违法必究，执法必严。
谁污染，谁恢复，谁受惩罚。
提高违法成本，降低守法成本，绝不能以罚代法。
对执法者渎职、失职必须惩戒。
要建立信息化生态环保监管平台，建立企业、地方、群众、政府监管部门一体化联动监管机制，随时掌握生态变化资讯，为环保治理提供科学决策依据。
2.2 发挥政府的引领作用，营造科学环保生态树木和植被对粉尘、大气、水污染都有一定的吸收、抑制作用。
要大面积建立绿化屏障，提高区域绿化覆盖率。
近几年来，按着政府投资、部门筹资、企业出资、社会集资、群众捐资等造林绿化机制，玉田县在道路、河流、村镇屋前房后、坑塘、沟渠、河堤全面进行了植树植被绿化，取得了一定成效。
但有些厂区周围绿化还需进一步建环保绿化隔离带。
不仅要栽种具有较高生态效益的乡土树种，还要针对企业排污类型，栽种一些吸毒能力强的树种或植被。
例如，油松、柳杉对二氧化硫有很强的吸收能力；桑树、垂柳、银桦能吸收空气中氟化氢；刺槐、银桦、河柳对氯化物也有较强的吸收能力，对空气起到净化作用。
要鼓励产业集约化，以强带弱、强强结合，淘汰落后产能，促进产业升级、设备更新换代。
政府要主导建立废水、废渣处理公司，有偿收集微小企业废水、废渣，统一净化处理，解决微小企业处理能力不足问题。
城乡一体全面倡导清洁能源“煤改气”项目，充分利用沼气、太阳能等新能源，促进绿色环保生态建设。
2.3 加强生态保护宣传教育，提高公众的环保意识在生态保护中，要大力宣传环保法律法规，增强公民的法制意识，提高大众的环保观念。
无论是企业还是个人，都要依法约束自己的行为，维护大众的合法权益。
对环保工作中的先进个人或企业，要树样板，推广经验，广泛宣传。
对污染和破坏环境的违法行为，要依法追责，并作为反面教材媒体曝光，以儆效尤。
资源与环境化 工 设 计 通 讯Resources and EnvironmentChemical Engineering Design Communications·211·第45卷第6期2019年6月1.2 小时调峰量的计算根据天然气用户的用气数据，天然气用气量的计算公式如下：计算小时用气量=日用气量×日不均匀系数×小时不均匀系数/24；平均小时用气量=日用气量×日不均匀系数/24；小时储气量=平均小时用气量-计算小时用气量；总储气量=累计的小时储气量。
假设：湖南某城市工业天然气日用气量为28 800m 3（标），城市天然气日用气量为38 400m 3（标）依据上述公式通过列表计算后做图，可得城市天然气小时用气负荷曲线及储气量曲线，如图1。
16000平均小时用气量Nm 3计算小时用气量Nm 3总储气量Nm 31400012000100008000600040002000019-2021-2223-2401-0203-0405-0607-0809-1011-1213-1415-1617-18气量/N m 3时间段图1 城市天然气小时用气负荷曲线及储气量曲线由图1可知，每天晚上7点开始，计算小时用气量比平均小时用气量要小，储气罐开始储气；早上5:00～6:00，计算小时用气量开始增大，储罐储气量达到最大值；13；00～14；00计算小时用气量大于平均小时用气，储气罐储存的天然气开始供气补充调峰；15:00～16:00储气量约有增加，随后储气罐储存的天然气继续补充供气，到晚上7点又开始储气。
由于一周循环日用气量之间略有变化，一共有7张类似的图，比较7张图中的总储气量最大值，总储气量最大值就是城市配气系统所需的储气量。
在城市天然气利用工程的规划、建设以及输配调度中，通过城市天然气小时用气负荷曲线及储气量曲线的计算和分析，结合城市的实际情况，选择合适的调峰方式。
2 调峰方式的选择我国城市天然气供应中常用的调峰方式有：地下储气库调峰、液化天然气调峰、气田调峰[3]、高压储气球罐调峰、高压管道储气调峰[4]。
2.1 地下储气库调峰我国的地下储气库主要由中石油和中石化两大公司建设。
己投运的地下储气库虽具有一定的调峰能力，但由于受复杂地质条件、注采能力以及补充垫气需求等因素的影响，地下储气库建设需要较长的建库周期和达容时间。
同时，地下储气库建设存在不确定性因素，制约着地下储气库后期达容达产。
从国外几十年的运行经验看。
天然气地下储气库以其储气压力高、容量大、运行成本低等特点，适用范围最广[5]，是目前季节调峰及保障天然气供气安全的主要方式和手段。
2.2 气田调峰气田调峰是利用管道富余的输气能力，通过增大产气量来满足下游的用气需求。
在下游调峰气量不大时，可利用油气田本身的产能储备和生产井的余量进行调节。
在下游调峰气量需求很大时，采用这种方式会导致上游和管道的固定投资过大，输气系统效率变低[6]。
此外，放大生产压差的气田调峰，气田生产负荷因子大于1，造成部分气田出水加大、出砂加剧和边底水入侵等，影响了气田的整体开发和经济效益。
可能对气田造成伤害，使其调峰能力进一步扩大受到限制[7]。
因此气田调峰对市场来说是不可持续的。
2.3 液化天然气调峰液化天然气技术应用超低温冷冻技术使天然气变为液态，采用低温保冷储罐，通过汽车、火车、轮船等方式远距离输送液化天然气，然后经低温保冷储罐储存，再气化。
液化天然气接收站具有快速灵活、周转快的特点，有着极强的应急调峰能力。
目前，许多城市在没有建设长输管线前，都建设有液化天然气气化站供应城市天然气。
在长输管线建设好，给输送天然气后，原有的液化天然气气化站可以作为备用气源，也可以作为应急调峰气源。