珠海市西區天然氣利用工程系統優化的研究

吉 程 支 煥 朱凱敏

(1.中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都 610000； 2.珠海港興管道天然氣有限公司，廣東 珠海 519060)

1 概述

珠海市西區天然氣利用工程總體建設內容為：3座城市門站，3座高中壓調壓站、高壓管道45.7 km、中壓管道599 km及用戶調壓設施932臺。規劃在2015年前建設3座城市門站、高壓管道22.1 km，中壓管道257.1 km，用戶調壓設施216臺。規劃在2015年天然氣供氣規模為17 227萬標方/年，總投資為8.24億元。規劃在2020年供氣規模為58 785萬標方/年，總投資為15.40億元。供氣對象為居民、公建及商業、工業、燃氣汽車、燃氣空調、分布式能源等。

由于高壓管道經營權的轉移及燃氣汽車、燃氣空調、分布式能源發展的滯后，發現實際用氣市場和規劃存在較大差距。基于此，通過運營單位四年來實際運營數據及對未來市場的預測，同時參考周邊城市的用氣數據，對珠海市西區天然氣利用工程未建項目的建設規模進行合理優化。

2 建設現狀及存在問題

2.1 建設現狀

截至2017年6月，運營單位在珠海市西區已完成建設：金灣門站及109 km中壓燃氣管道(管徑基本都為De355)及4座臨時LNG供氣站。

2.2 用氣市場

規劃到2015年，年用氣量為17 227萬標方/年；到2020年，年用氣量為58 785萬標方/年。運營單位實際運營數據為：2015年年用氣量1 818萬標方，2016年年用氣量2 200萬標方，2017年預計2 800萬標方，同時根據運營單位對用氣市場的預測，到2020年，年用氣量約為 6 600萬標方，達產后實際用氣量約為規模用氣量的1/9。

2.3 存在的問題

從運營單位四年多實際運營數據可見，存在實際用氣規模完全達不到規劃用氣規模，但實際建設規模仍按規劃建設的問題。為了達到投資合理，降低建設成本的目的，對規劃中未建設的其他內容，需以運營單位往年運營數據為基礎，加之客觀的對未來用

氣市場的預測，重新優化整個天然氣系統。

3 優化方案

3.1 基礎數據計算

3.1.1居民、工商業用戶用氣不均勻系數

通過2015年和2016年的實際用氣統計數據來計算以下三個高峰系數，見表1，圖1。

表1 2015/2016年用氣量統計數據

當年用氣最高月份出現在12月，同時結合運營單位的每日生產報表，2015年當月用氣最高日為12月20日，用氣量為56 057 m3；2016年當月用氣最高日為12月18日，用氣量為71 872 m3，分別計算高峰系數，由于高峰小時數據無法采集，小時高峰系數還是沿用原規劃數據。

1)月高峰系數。2015年計算得:K月=1.25;2016年計算得:K月=1.27。

2)日高峰系數。2014年計算得：K日=1.13；2015年計算得：K日=1.13。

3)小時高峰系數。珠海市屬于中等工業城市，時不均勻性較大，2015/2016年沿用原可研取K時=2.70。

三個高峰小時按大取值，分別為K月=1.27，K日=1.13，K時=2.70。

3.1.2高峰小時流量

高峰小時流量=(年用氣量/8 760)×K月×K日×K時。

高峰小時流量=(80 000 000/8 760)× 1.27×1.13×2.7=35 386 m3/h。

3.1.3供氣規模

各片區在整個供氣規模中所占的比例參考規劃中所提供的數據，總供氣規模按8 000萬m3/年計算，最終預測結果見表2。

表2 2020年各片區年用氣規模

3.2 管網水力計算

計算結果顯示管網管徑在優化后，可以保證管網最不利點壓力大于0.1 MPa。同時，如管網能保證其完整性，該系統可僅靠已建的金灣門站對管網進行供氣，管網配氣極限是5.9萬m3/h，年用氣量為1.33億m3，說明優化后的方案還有進一步優化的空間(因為用氣量為預估值，管網水力計算的目的僅想說明實際指導投資建設的話，規劃的建設規模仍有很大空間可以壓縮)。

3.3 場站總體布局和功能優化

先將珠海西區從地域上一分為二，斗門城區、金灣城區、三灶片區屬于一個大區，富山片區、平沙新區、高欄片區屬于另一大區，然后在各大區分別建設一座管輸氣站和城市應急調峰站，斗門門站(含應急站)負責富山片區、平沙新區、高欄片區；金灣門站和三灶調壓站(僅做應急部分)負責斗門城區、金灣城區、三灶片區。當然各片區的廠站不單單僅負責該片區，因為燃氣管道在各片區是相互貫通的，所以兩大片區的各個場站在未來是互為備用的。這種場站布局從水力計算角度考慮，完全可以保障整個管網運行的完整性，同時從建設現狀考慮，金灣門站已建成，三灶調壓站已基本完成前期建設手續，現只需加快斗門門站的前期建設手續的辦理。

目前已建的金灣門站設計出站流量為29 500萬標方/h，還不能滿足預估的整個西區高峰小時35 386萬標方/h要求，但就目前

實際用氣量和對未來的預判來看，金灣門站目前及未來幾年內完全可以滿足整個西區用氣量的需求，但是為了保障供氣的穩定性，須在臨時氣站全部拆除前解決斗門片區的氣源問題。因為三灶調壓站(應急調峰部分)和金灣門站屬于一個片區，如金灣連接斗門的管道發生意外，那么無論是金灣門站的管道氣還是三灶調壓站(應急調峰部分)的氣都是到不了斗門。所以斗門門站因放在近期建設計劃內，優先建設管輸氣部分，因為斗門門站和金灣門站接氣的上游屬于兩個不用氣源，一般情況下，總有一個門站能保障管輸氣的供應，從而向管網供氣。至于斗門和三灶應急站的建設，如果管網覆蓋相對到位的話，認為LNG更重要的起到一個價格調節的作用。

其他像臨港門站、平沙調壓站、井岸調壓站、三灶調壓站(管輸氣部分)就計算角度和對未來用氣預判角度考慮，完全可用作其他用途。

4 投資對比

方案是在規劃基礎上，對管網管徑進行了優化，同時優化了場站的數量和功能。管網部分與規劃中的中壓管道工程量進行對比，其中鋼管因工程量較小、中壓支管規格本身就不大，方案未對該部分進行優化，所以投資對比也不包含此部分內容，結果如表3，表4所示。

表3 管網投資對比

從表3看出，中壓干管(PE管)以402.36 km作為總工程量，綜合單價按市場價計算，原綜合成本需48 786.5萬元，優化后綜合成本為43 948.8萬元，管線部分節省約4 837.7萬元。

表4 場站投資對比

方案優化后，管線和場站兩部分總投資減少約15 148.7萬元。

5 結語

1)通過對珠海市西區天然氣利用工程系統優化后可見，系統完整性保證不變，同時大大降低投資規模。

2)城市燃氣行業一般投資期限較長，建議定期對項目進行投資評價，根據公司銷售來源中關鍵數據的統計和對政策及市場的分析和判斷，評價已建項目的經濟性，最終合理調整未建項目的投資規模和建設順序，盡可能的控制投資風險，提高投資收益。