城市燃氣儲氣調峰方式的探討

朱亞東

靖江天力燃氣有限公司

城市燃氣儲氣調峰方式的探討

朱亞東

靖江天力燃氣有限公司

目前的天然氣這種清潔能源受到了大家的廣泛歡迎，成為城市的主要消費能源。但在其使用過程中，出現了供給與消費的不平衡。為滿足居民對天然氣的需求，加強燃氣削峰工作的必要性。在本文中，我們將重點放在氣體和氣體的傳輸分析調峰模式。

城市燃氣；儲氣；調峰方式

前言

隨著近幾年來經濟的迅猛發展以及人民生活水平的不斷提高，對能源的消耗也逐漸增大，同時伴隨著國家十二五規劃的提出，節約型能源越來越成為了能源消費的主流，天然氣逐漸成為了民商工最主要的環保能源，但是由于我國天然氣分布不均勻以及儲存運輸方面的特殊性使得城市強大的天然氣需求日趨緊缺，給城市生活帶來了巨大的不便，尤其是在一些以工業生產為主的經濟特區和開發區，是否能夠滿足管道天然氣供應以及是否擁有保證不間斷供氣的儲氣調峰設施已經成為制約該地區工業經濟高速發展的重要因素，因此研究城市天然氣儲存與調峰技術對于改善城市生活條件提高生活品質保證城市環境具有重要意義。

1 城市燃氣儲氣調峰方式

1.1 地下儲氣庫儲氣

地下儲氣庫儲氣是利用地下多孔巖層或封閉洞穴儲存燃氣，儲存容量大，不受氣候影響，維護管理簡便，安全可靠，不影響城鎮地面規劃，不污染環境，投資少，相比其他儲氣方式有比較明顯的優勢，主要用作調節燃氣的季節供需不平衡，保障供氣高峰的需要。通常有以下幾種方式進行地下儲存：枯竭油氣田儲氣、地下含水層儲氣、鹽礦層儲氣和巖穴儲氣，其中利用枯竭油氣田儲氣最為經濟，巖穴儲氣投資較大，其他兩種方式在有適宜地質構造的地方可以采用。

1.2 液化天然氣調峰

液化天然氣(LNG)是將天然氣經過如脫水、脫烴、脫酸性氣體等凈化處理后，采用一定的制冷工藝(如節流、膨脹或外加冷源等)，在常壓和-162℃條件下使其變成液態。計算表明，采用LNG調峰方式其優勢明顯，其比地面儲氣球罐單位容積的儲氣比高60倍之多；與井口采氣壓力為5MPa的地下儲氣庫相比，其單位容積儲氣量是地下儲氣庫的10倍。LNG方式由于獨立性強，可以擺脫天然氣管道的限制，當前使用LNG方式進行燃氣調峰主要有兩種，一是建設LNG儲備站，根據城市燃氣管網的覆蓋面積和燃氣用戶業主的用氣量，儲備站的地址要綜合統籌分析，以覆蓋周圍業主的用氣需求。另一種就是建設LNG工廠，并與城市燃氣管道相連，如果出現了用氣高峰，則將LNG氣化后及時輸送到管網。

1.3 儲氣罐儲氣

根據儲氣的壓力可以將儲氣罐分為高壓儲氣罐和低壓儲氣罐，但是隨著儲氣設備的不斷完善，現在一般是利用高壓儲氣罐實現儲氣的調峰工作。高壓儲氣罐主要是通過改變儲氣罐中的壓力狀態來儲存燃氣，儲氣罐可以分為圓筒和球形兩種，相比較圓筒，球形的儲氣罐具有更好的承受力、占地面積較少、生產成本低等優點，使用范圍比較廣泛。但是球形儲氣罐的制造工藝比較復雜，安裝費用較高，因此一般大容量的燃氣儲備才會采用球形儲氣罐。儲存在儲氣罐中的燃氣會在用氣的高峰期使用，儲氣罐會占用一定的城市用地，也會給人們的生活造成安全威脅，所以在高壓儲氣罐的使用過程中一定要保證供氣的安全。

1.4 天然氣管道儲氣

天然氣管道儲氣分為長輸管道末端儲氣和城市高壓外環儲氣。長輸管道末端儲氣是利用長輸管道最后一個壓縮機到管道終點之間的管道進行儲氣，當城市用氣量小于最后一個壓縮機的輸送量時，將富余氣體儲存在末端管道中，當城市用氣量大于最后一個壓縮機的輸送量時，用之前儲存的氣體來補充。城市高壓外環儲氣則利用城市外圍的高壓管網進行儲氣，它充分利用了長輸管線末端較高壓力和城市中壓管網的壓力差進行儲氣調峰。管道儲氣方便，不需要額外投資，但是儲氣量較小，儲氣壓力有一定范圍，只適用于城市燃氣小時調峰。

1.5 天然氣的固態存儲

將天然氣在一定的壓力和溫度下，轉變成固體的結晶水合物，儲存于儲罐中，天然氣水合物的溫度為-40℃～-45℃，儲存容積約為同量液化天然氣容積的6倍，可見天然氣固態存儲的優點非常明顯，設備也不復雜，但由于工藝上的原因，該方法尚未實際使用。

2 城市燃氣調峰案例

重慶燃氣集團投資23億元建設的都市區天然氣外環輸氣管網工程沿重慶繞城高速公路綠化帶敷設，全長約218Km，管徑DN700，設計壓力4.5MPa，還有若干不同管徑的聯絡線和射線，沿線設置五座門站及五座調壓站十余個切斷閥室，接收來自中石化川維末站的氣源和中石油旱土配氣站及中石油相國寺儲氣庫的氣源，從而實現了雙氣源保障。外環輸氣管網工程覆蓋區域涉及重慶市一小時經濟圈的十個區，服務用戶660萬戶。外環輸氣管網建成后集儲氣和輸氣于一體，到2020年小時調峰氣量達到約283萬m3，大大地削減了重慶市主城區核心區域對頭塘儲備站六個壹萬立方米天然氣球罐儲氣調峰的依賴。

深圳市的用氣由廣東LNG站供應，雙方約定的供氣方式保障了深圳市的月、日不均勻用氣的調峰由上游保障，而燃氣小時調峰需深圳市自己解決。根據現有供氣情況計算預計到2020年，深圳市最大日小時用氣量最高值為21.87萬m3，最低值為1.76萬m3，用氣量變化波幅達到20.11萬m3，日儲氣容積為67.06萬m3，儲氣系數為20%，結合實際深圳市采用自備調峰設施的辦法來解決城市燃氣小時調峰。在確定日儲氣容積的情況下，通過投資和運行費用比較，確定高壓管道儲氣為深圳市小時調峰方式。

結束語

總而言之，要想緩解天然氣供需矛盾，保證供氣的安全和穩定，加強燃氣儲氣的調峰工作十分重要。在實際的操作中要根據城市的用氣情況有針對性地選擇不同的調峰方式，處理好工業生產以及日常生活中能源使用的矛盾，通過計劃調度的方式緩解供氣壓力，實現能源的有效利用。用氣的高峰峰期要善于借助其他的能源或者是充分利用之前儲備的能源保證正常的供氣，用氣的低峰期要采取一定的手段將能源儲備起來，為高峰期積累能源。

[1]商艷.輸氣管道干線末段儲氣調峰研究[J].油氣儲運，2014，17(1)：13-15.

[2]陳華梅.城市天然氣的安全供應技術淺談[J].才智，2013，(11).