濟南市高壓燃氣管網規劃探討

翟慶振

（濟南能源工程集團有限公司，山東 濟南 250000）

目前，濟南市域范圍內有國家管網、省管網等多個氣源管線，輸送至或途經濟南。國家管網主要有中俄東線、滄淄線、冀寧聯絡線、泰青威管線、榆濟線、安濟線、中石化天津LNG專線等，山東省高壓管道北干線已經開工建設，煙臺西港區LNG外輸管線也已經籌備建設。上述氣源管線通過濟南市城鎮燃氣門站將氣源引入城區，但是多個氣源管線成線狀引入，濟南市市域范圍內尚無一個將所有氣源串聯起來的高壓環網，降低了輸配安全及氣源互補能力。為配合濟南市“發揮省城優勢、發展省會經濟”的城市發展戰略，為濟南發展提供充足的天然氣供應保障，實現區域管網供氣互聯互通，有必要布局建設濟南市高壓燃氣輸配系統。通過建設高壓、次高壓環線，將多個氣源實現串聯，提升管網供氣保障能力和儲氣調峰能力，構建清潔能源保障網絡。

1 規劃原則與思想

參照濟南能源集團“統一規劃、統一建設、統一運營、統一標準”的原則，打破經營區域的劃分，統籌濟南市域管網規劃，優化城鎮能源消費結構，促進節能減排。在濟南市現有高壓、次高壓燃氣管網的基礎上進行統籌規劃，既能結合現有管網，又能實現遠近結合，根據發展時期，進行分階段實施。濟南市高壓燃氣管網規劃，近期建設環繞濟南市城區的高壓燃氣環網，遠期在高壓環網基礎上向周邊輻射高壓燃氣管線：向北輻射德州和河北黃驊、向西輻射聊城、向東輻射淄博和濰坊、向南輻射萊蕪、泰安、臨沂和濟寧。以“燃氣一張網”的規劃理念，形成“一環六射、保障中心、輻射周邊”的燃氣規劃。

2 濟南市燃氣供應及需求分析

自2013年至今，不管從山東省還是濟南市來看，天然氣消費都保持快速增長。同時，隨著“煤改氣”、“氣代煤”、“清潔取暖”等政策的不斷深入開展，濟南市的燃氣增速加快，雖然受到政策影響，天然氣消費量有所回落，但依然保持9.4%的同比增長。2017年，濟南市域用氣總量約為11.68億m3，冬季日均用量近500萬m3，非采暖季平均日用氣量約200萬m3，用氣峰谷比較大。到2020年，濟南市域天然氣總消費量約16.65億m3，全年平均日用氣量超過450萬m3。具體如表1所示。

表1 2017年、2020年濟南市域用氣量變化

將2017年和2020年濟南市域天然氣消費情況進行對比，如圖1所示。

從圖1可以看出，2017年和2020年各用氣類型氣量占比的曲線是一致的，均是居民、工業用量較多。但是2017年的用氣量占比曲線更加扁平，而2020年的用氣量占比曲線更加起伏。這說明了居民用氣和工業用氣占比更大，增長更快，隨之而來的是冬夏峰谷差也越來越嚴重。這是由于“農村煤改氣”、“清潔取暖項目”的開展，居民取暖用氣、工業鍋爐用氣大幅增加，造成冬夏峰谷差加大，影響管網的冬夏有效利用率，從而影響燃氣管網的安全平穩運行，也對管網的調峰能力提出了更高的要求。

圖1 2017年和2020年濟南市域天然氣消費情況對比

3 氣源管線及濟南市燃氣輸配系統現狀

濟南市目前采用的天然氣氣源主要分為管輸天然氣、液化天然氣和液化及壓縮（LNG/CNG）天然氣。上游氣源干線主要有中石化、中石油氣源管線，如表2所示。

表2 2017、2018年濟南市接收上游氣源情況

濟南市天然氣輸配系統目前采用次高壓（0.4～1.6MPa）、中壓(0.1～0.4MPa)、低壓（＜0.4MPa）三級管網系統，及少量的高壓（1.6～4.0MPa）管道。城區用氣主要通過調壓箱、調壓柜相結合的方式，城市外環缺乏高壓燃氣環網系統。

4 濟南市燃氣“高壓環網”規劃設計

4.1 管道設計參數

按照科學謀劃、適度超前的原則，參照上海、廣州、西安等城市高壓外環網建設經驗，本次規劃設定濟南市高壓外環網設計壓力為6.3MPa，管徑為DN600?？紤]到天然氣的攜帶凝液的能力、對管道內壁的沖蝕作用、壓力損失等因素，按照經濟流速10m/s左右進行考量，本次規劃設計管徑DN600、設計壓力6.3MPa的高壓環網，其設計最大輸氣能力可達45萬m3/h，年輸氣能力可達40億m3/h。從濟南市目前的用氣情況而言，雖然已經遠超濟南市目前的用氣需求，但是基于城市發展及“雙碳”目標的要求，此次規劃具有合理性、科學性。

4.2 燃氣“高壓環網”規劃設計

燃氣“高壓環網”位于濟南市外圍，其目的是連接上游氣源，保障燃氣供應并進行小時調峰及日調峰。通過建設“高壓環網”，將原來起到連接上游氣源的“次高壓環網”地位降低，成為城市內環網。這樣既提高了向上游管網下載氣源的能力，又提高了向下游管網的輸配能力?！案邏涵h網”不僅完善濟南市中心城區的高壓外環網，而且連接濟南市各區的高壓供氣支線，形成多氣源接入、管網互通的優勢。最終形成高壓環網如圖2所示。

圖2 “高壓環網”管網規劃示意圖

結合目前已有的部分現狀高壓管線，“高壓環網”的規劃主要將現狀高壓管線與規劃高壓管線結合起來，成網成環，增強管網的互聯互通和多氣源引入。

4.3 高壓燃氣“放射”管線規劃設計

高壓燃氣“放射”管線具體是指在濟南市高壓環網基礎上，向“東、南、西、北”各個方向“放射”出去的高壓管線。同時，為了保證高壓燃氣管網的互通性和統一性，便于管道維護管理及管道清管，本次規劃設計的“放射”管線統一采用DN600管徑，設計壓力統一為6.3MPa。

（1）高壓北支線。高壓北支線主要是連接濟南市高壓環網、山東省輸氣北干線、滄州市LNG分輸站（黃驊港），將城域高壓管網與省際高壓管網連通，將河北LNG氣源引入濟南市高壓環網。高壓北支線全長約140Km，燃氣管線自濟南港華商河門站接出向北敷設和山東管網北干線商河分輸站連通，然后繼續向北敷設至黃驊市。在樂陵市建設分支管線至無棣縣新建門站，并在滄淄線慶云分輸站與滄淄線連通，與天津LNG慶云分輸站與天津LNG連通，在滄州市與邯渤線南皮分輸站對接。

（2）高壓東支線。高壓東支線主要是連接濟南市高壓環網與東部城市，例如萊蕪、淄博、濰坊等城市。將濟青二線氣源引入高壓環網，并在城市高壓氣源互通的基礎上，實現城際之間的氣源互通。高壓東支線全長約145km，燃氣管線自濟南港華唐王門站向東，連接周村分輸站、青州分輸站、最終接入濰坊港華的中石油門站，與濟青一線實現連接。（3）高壓東南支線。高壓南支線主要是向南連接泗水省級儲氣庫，并與中俄東線實現連接。本工程管道長約135km，燃氣管線自南曹范儲配站接出向東南敷設進入萊蕪區雪野鎮，繼續向東南敷設進入口鎮對接中石油泰青威萊蕪分輸站（口鎮），繼續向南敷設經過牛泉鎮進入泰安市新泰市，對接金鴻管線谷里門站，繼續向南敷設至濟寧市泗水縣，對接中俄東線泗水分輸站、山東南干線的泗水分輸站以及泗水縣省級儲氣庫。（4）高壓西南支線。高壓西南支線主要是將濟南市高壓環網與聊泰線、泰港線連接，并接入安城LNG調峰站。燃氣管線從歸德門站向西南出發，至孝里調壓站，至平陰調壓站和安城門站，管道全長約40km。再從平陰門站至2#孔村調壓站，最后接入東阿鎮調壓站，管道全長約20km。如圖3所示。

圖3 高壓西南支線規劃路由圖

（5）高壓西支線。高壓西支線主要從齊河分輸站向西，經西腰閥室、東張閥室、趙牛新河閥室，最后進入茌平調壓站，設計管徑為DN600，設計壓力為6.3MPa，管線全長約50km。通過該條支線建設，將濟南市高壓環網與聊城市高壓環網實現連通，提升城際間氣源互通，增強管網的調節能力。如圖4所示。

圖4 高壓西支線規劃路由圖

5 投資估算

按照本次規劃原則，高壓燃氣管道設計管徑為DN600，材質選用L415M螺旋縫焊接鋼管（特殊位置采用直縫焊接鋼管），設計壓力為6.3MPa。次高壓燃氣管道設計管徑為DN500，材質選用L290M螺旋縫焊接鋼管（特殊位置采用直縫焊接鋼管），設計壓力位1.6MPa?！案邏涵h”、“次高壓環”管網建設為近期投資規劃，高壓“放射”管線建設為中遠期投資規劃。建設統計如表3所示。

表3 管網建設統計表

依據前期已建高壓管線項目的投資進行總結歸納，高壓管線每公里建設費用約為230萬?？紤]到材料物價上漲，按照260萬/km的建設費用進行核算，則高壓環網投資費用總計約為21.65億元。

6 結語

燃氣“高壓環網”的規劃設計，是將濟南市域作為研究對象，跳出不同燃氣公司經營區域的劃分和限制，考慮氣源互通、管網調峰，提升管網的供氣能力和保供能力?！案邏涵h網”取代原來次高壓管網作為城市輸配氣源干線的思路，將次高壓環網調節至輸配管網的下一層級，既能提升氣源引入能力，又能提升管網輸配能力，提升了濟南市城市管網的承載力和供給力。高壓燃氣“放射”管線的規劃設計，實現了城市之間的互通，將濟南市中心城市的地位和作用提升了出來。不僅將濟南市域的上游氣源進行了互通，而且將周圍市縣的上游氣源進行了連接，同時連接了河北黃驊港乃至曹妃甸的LNG氣源，為燃氣保供、管網調峰、多氣源引入、價格控制提供了有力保障。