臨盤壓氣站球罐儲氣調峰的應用

尹俊麗

摘 要：該文簡單介紹了城市天然氣的調峰方式主要有儲氣球罐調峰、地下儲氣庫調峰、液化天然氣調峰和高壓管道調峰。因臨盤壓氣站天然氣調峰量小、峰值低，且球罐儲氣調峰的工藝簡單投資少適應性高的特點，該工程選用球罐儲氣進行調峰。并以臨盤基地天然氣調峰工程為依托計算城市天然氣調峰量和儲氣球罐的設計選型。

關鍵詞：城市天然氣 調峰方式 調峰量 儲氣球罐

中圖分類號：TE72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0054-02

由于城市里用氣是隨著時間變化的，出現各個時段、每一天、每個月需求量都不同，這就造成一個矛盾的局面，即上游生產的均衡性與下游城市用氣的波動性之間的矛盾。城市天然氣調峰則顯得尤為重要，調峰方式主要有儲氣球罐調峰、地下儲氣庫調峰、液化天然氣調峰和高壓管道調峰。

1 臨盤鎮用氣現狀

臨盤壓氣站外輸氣量約2.0×104～2.4×104 m3/d。2012年所供居民用戶約8 400戶，預計2017年用氣總戶數為10 160戶，公共建筑用戶約有10處。根據臨盤采油廠提供一月份運行報表，用氣高峰時間點用氣量1 067 m3/h，已達到滿負荷用氣。但冬季用氣高峰期居民用氣流量仍不足，用氣點壓力過低而無法正常用氣。所以臨盤壓氣站內需建儲氣調峰設施。

2 儲氣調峰方式

2.1 地下儲氣庫調峰

地下儲氣庫調峰是在用氣低谷期時把“富余”氣增壓儲存起來，在用氣高峰期采出，從而保證城鎮居民高峰用氣。在城市天氣用氣量低于輸氣系統供氣量的情況下，利用壓縮機將富余的天然氣加壓，并通過燃氣分配系統將其儲存在高壓地下儲氣井中。反之則將地下儲氣井中儲存的高壓天然氣采出來，降壓后進入城市燃氣系統管網中，以此來平衡和穩定供氣量與城市天然氣高峰用氣量的差額。地下儲氣井儲氣調峰流程如圖1所示。

2.2 液化天然氣調峰

天然氣液化后其體積可縮小為氣態體積的1/600，可以大大提高天然氣的儲存量，所以使用LNG是調節城市燃氣季節高峰和事故氣源的手段之一。將大量天然氣液化后儲存于低溫儲罐中，在用氣高峰時將LNG氣化進行城市燃氣調峰。但是建設LNG低溫儲罐投資較大，而且LNG的日常運行管理及維修費用較高。

2.3 城市天然氣調峰方式對比

因臨盤天然氣調峰量小、小時用氣不均，且球罐儲氣工藝簡單、投資少，則采用球罐儲氣的方式進行調峰。（如表1）

3 實例計算

3.1 儲氣調峰規模的計算

（1）居民用氣需求量。

居民用戶用氣按戶均用氣1 m3/d計，居民用戶用氣量為10 160 m3/d。食堂用氣量指標取2 303 MJ/人·年，托兒所用氣量指標取1 675 MJ/人·年，招待所用氣量指標取2 512 MJ/人·年，天然氣熱值取低熱值35.21 MJ/m3。根據《城鎮燃氣設計規范》的規定，經計算該工程小時高峰燃氣用量為1 842 m3/h。

（2）最大調峰供氣量。

臨盤壓氣站提供氣源量為2.0×104 m3/d，合833 m3/h，而臨盤生活用氣高峰需求量約為Q=1 842 m3/h。所以居民用氣高峰時除管道供氣833 m3/h外，還需調峰設施供氣1 842-833=1 009 m3/h。

（3）儲氣規模。

臨盤生活基地用氣儲氣設施的功能，一是正常供氣時的調峰用氣；二是當站場或供氣氣源管線發生故障時，能夠保證居民和公共建筑用戶的燃氣用氣要求。

高峰用氣時間按2 h計算，則有效調峰規模不應小于：1 009×2=2 018 m3。

發生事故時，根據經驗，確定儲氣量為生活點做1頓飯的用氣量。職工生活點最大供氣強度為1 842 m3/h，做飯時間按2 h計算，則儲氣量為3 684 m3。

綜上所述，確定該工程可用于調峰及事故用氣的儲氣調峰設計規模不小于3 684 m3/d。

3.2 該壓氣站小時調峰方式的選擇

（1）地下儲氣庫調峰。

因該工程的儲氣調峰規模過小，且地下儲氣庫適用于季節調峰，所以該方式不可行。

（2）液化天然氣調峰。

該工程氣源為油田伴生氣及原油穩定氣，具有均勻穩定的特點，不可隨居民用氣量的變化而隨時調整。而適合該工程的機動氣源可考慮LNG或CNG，但存在運行成本過高的問題，以CNG為例，每標方的運行成本在1.3元左右，每天需要的調峰氣量以3 684 m3計，則每天CNG調峰的運行成本為3 684×1.3=4 789.2（元），年運行成本達174.81萬元，而LNG運行成本則更高。

（3）管道儲氣。

臨盤壓氣站距配氣站管線長約3.9 km，管徑為DN200，輸氣壓力不大于0.2 MPa（g）。管線本身儲氣能力約為245 m3，儲氣量小，不具備實際調峰的作用。

（4）球罐調峰。

居民用氣低峰時天然氣流經天然氣球罐，外輸供氣同時球罐儲氣，PV-0201調節閥調節閥后供氣壓力穩定，當球罐儲氣達到其設定壓力時，天然氣經PV-0202調壓后外輸。因城市燃氣均勻供氣，當球罐已儲滿且供氣量大于用氣量，則外輸管線內壓力升高，升高至PV-0201閥門的高報警值，此時通知下游CNG加氣站開啟，一部分氣體進入加氣站，從而保證居民供氣壓力的穩定。當用氣高峰時，居民用氣量大于外輸管線供氣量，關閉加氣站進站閥門，球罐同時供氣，從而滿足居民生活用氣。

儲氣流程如圖2所示，經計算2座球罐儲氣量為2×1 000×（0.35-0.1）/0.1=5 000 m3。

綜上所述，該工程選擇儲氣球罐作為儲氣調峰設施，儲氣規模為5 000 m3>3 684 m3，滿足調峰及事故用氣需求。

4 結語

因臨盤壓氣站天然氣調峰量小、峰值低，且球罐儲氣調峰的工藝簡單投資少適應性高的特點，該工程選用球罐儲氣進行調峰。

參考文獻

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