天然气供需平衡

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1、天然气供需平衡城市配气系统的天然气用量是在不断变化的，有月不均匀性、日不均匀性和 时不 均匀性。但一般天然气气源的供应量是均匀的或可适当调节的，不可能完全 随着需用 工况而变化。为了解决均匀供气与不均匀耗气之间的矛盾，保证不间断地向用户供应 足够流量和正常压力的天然气，必须采取合适的方法使天然气配气 系统供需平衡。一 般要综合考虑气源条件、用户及配气系统的具体情况，提出合 理的有效措施。通常， 城市配气系统会在技术经济比较的基础上采取几种调节方式的组合。一、供需平衡的方法1 改变气源生产能力和设置机动气源采用改变气源的生产能力和设置机动气源，必须考虑气源运转、停止的 难 易程度、气源生产负荷变

2、化的可能性和变化的幅度。同时应考虑供气的 安全可 靠和技术经济合理性。天然气配气系统中，一般只在用气城镇距离天然气产地不太远时，可采 用 调节气井供应量的办法平衡部分月不均匀用气。设置机动气源也是平衡季节或其他高峰用气的有效方法之一。对于城 市配 气系统在设置机动气源时，应根据实际需要，考虑可能取得的机动气 源的种类 和数量，用以技术经济分析。2. 利用缓冲用户和发挥调度的作用调节季节性用气不均匀性，可采取设立缓冲用户的方法。一些大 型的 工业 企业、锅炉房等都可作为城市配气系统的缓冲用户。夏季用气低峰 时，把城市 配气系统的余气供给它们使用；冬季用气高峰时，这些缓冲用户 就改用固体燃 料或液

3、体燃料。用此方法平衡季节不均匀用气及一部分日不 均匀用气。缓冲用 户由于需要设置两套燃料燃烧系统，用户投资费用会增 加，而天然气配气系统 可降低投资和运行费用。对用户的投资费用的增 加，一般可用城市配气的季节 性差价予以补偿。此外，还可采用计划上调配用气的方法解决供气和用气的矛盾。随时掌 握 各工业企业的实际用气和计划用气量。对居民生活和公共建 筑用气设置 测点， 在测点装置天然气总计量表，掌握用户用气情况。根据掌握的工业企 业、居民 生活及公共建筑用气情况，制定合理的调度计划调配供气。在气源比较紧张的情况下，还可以通过调整大型工业企业用户厂休日 和作 息时间，有计划平衡部分日不均匀用气。用储

4、设施利用储气设施平衡供需矛盾也是天然气配气系统中常用的方法。因此, 天然气储存在城市配气系统中占有重要的地位。(1)地下储气地下储气库一般是挑选合适的地质结构建成的。储气库主要有利用枯 竭油 气田地层穴储气、利用多孔含水地层储气及利用岩盐地穴储气三种方 式。地下储气库储气量大，造价和运行费用省。天然气地下储气库的建造 是平 衡城镇配气季节不均匀性，平抑用气峰值波动的最合理、有效的途 径，社会效 益和经济效益都很显著，但地下储气库不应用来平衡日不均匀 用气和小时不均 匀用气，因为急剧增加采气强度，会使储库的投资和运行 费用增加，很不经 济。天然气的主要成分是甲烷(CHQ，将其冷却至沸点温度以下(

5、-16 2C)即被液 化，可在其饱和蒸气压接近常压的情况下进行储存。天然气由气态变 为液态体 积缩小约 600 倍，因此采用天然气液化储存可大大提高天然气的 储存量。天然气液化储存方式有冻土地穴储存、预应力钢筋混凝土储罐、地上金 属储罐等，都要求储罐保证绝热良好。液化天然气气化方便， 负荷调节范围 广，适于调节各种不均匀用气，且储罐压力较低，比较安全。但 建设天然气 液化储气设施的费用较高，一般是建设地下储气库的 4 10 倍，而 且日常 运行管理和维护费用也比较高。因此，采用低温液态存储，通常储存量 都比 较大，否则经济上很不合算。液化天然气还可以作为城市调峰气源、设备大修或事故处理过程中的

6、 供气 来源，在有天然气规划的城镇，还可以作为管道天然气暂时未到达地 区的燃气 气源。(3)管道储气高压天然气管束储气及长输干管末端储气，是平衡小时不均匀用气的 有效 办法。输气干管末端是指长距离输气管线最后一级压气站出口至管线末端门站 为 止的管段。从压气站到门站的输气量是稳定的，而自门站供给城市的气 量是不 均匀的。当门站所供应的气量小于压气站输入的气量，如在夜间用 气低峰时， 就可将天然气储存在管道中，这时管道中平均压力增高；当门 站所供应的气量 大于压气站输入的气量，如白天用气高峰时，再将管内储 存的天然气送出，管 道中平均压力相应降低。利用长输于管末端的管段容及其压力变化储存天然气，

7、是调节配气系统供需平衡的种手段。近年，大城市高压外环储气方式也引起了重视。城市高压外环储 气就 是利 用敷设在城市边缘的高压天然气管道进行储气。它充分利用了长输管 线末端较 高的天然气压力和城市中压管网的压力差进行储气调峰。(4)储气罐储气我国目前采用最多的储气方式，只能用来平衡部分日不均匀用气及小 时不 均匀用气。储气罐储气与其他储气方式相比，金属耗量和投资都较 大。二、储气容积的计算储气罐的主要功能有以下几点。 随天然气小时用气量的变化，补充来气管道或城市门站所不能及时 供 应的部分气量。 当停电、维修管道、门站或配气设备发生暂时事故抢修时，保证一 定 程度的供气，即可以保证重点用户和不能

8、停气的用户能维持用气。 可用于调节平衡天然气气质要求，使城市天然气的成分和发热值稳 定 均匀。 合理确定储气设施在城市配气系统的位置，使配气管网的供气点分 布 均匀合理，改善管网运行工况，优化配气管网的技术经济指标。确定储气罐储气容积时，主要根据日用气总量、工业与民用的用气 比例、 供气与用气的不均匀情况和运行管理经验等因素综合确定。如果气 源产量能够 根据需用量改变一周内各天的生产工况时，储气容积以计算月 最大日天然气供 需平衡要求确定，否则应按计算月平均周的天然气供需平 衡要求确定。为了平衡一天中的不均匀用气，设置储气设备，则气源可按计算月最 大日 平均小时供气量均匀地供气。夜间用气量低时

9、，多余天然气储存在储 气设备 内，以补充日间用气高于供气的不足部分。所需储气容积的计算办 法举例如 下。例：某城市计算月最大用气量为325000mVd,假设气源在一日内连续均 匀供气。每小时用气量占日用气量的百分比见表 4-7。试确定 城市配气 系统所 需的储气容积。表 4-7 某城市小时用气量占日用气量的百分比解：气源在一日内连续均匀供气，设每日气源供气量为100,每小时平均供气量为：劈=4. 17%列表 4计算储气容积：第 2 项为计算幵始时算起的天然气供应量累 计值；第 4 项为从计算开始算起的用气量的累计值；第 2 项与第 4 项之差 （天然 气供应量的累计值与用气量的累计值之差），即

10、为小时末天然气的 储存量。小时燃气供 应的累m /=用气量燃气 的储 存量小时燃气供 应的累m /=用气量燃气的储存量小时累计小时累计表 4-储气容积计算表计值计值4.172.312.311.86121354.174.4253.90.19.341.814.124.22131458.343.3357.311.0312.502.7.005.50141562.503.460.791.7116.672.969.966.17151666.673.9564.741.9320.843.2213.17.66161770.844.8369.571.2725.004.5617.747.2617175.007.47

11、7.052.0529.175.23.625.55181979.176.553.60-4.4333.344.6528.275.0719203.344.84.44-5.1037.504.7232.994.5120217.503.9292.36-4.8691041.674.7037.693.92191.672.494.84-3.1722101145.845.8943.52.26222395.842.597.42-1.5门1250.005.949.560.4423241002.5100在第5项中找出最人值和最小值，两个数值的绝对值之和即为所需的储气容积，即(7.66+5.10)% X 325000m=

12、41470m0.00刁城I市所1需UI储 气_积丿为 4 147 0m,|1_ / 用量的2.76%在图4 1上绘制城市天然气配气系统一天中各小时的供、用气曲线和储 气设备中的储气曲线。3 4 5 6 7 U 9 ID N 12 口4 iS 16 !7 18 : 1 22 23：克閘曆、时 图 1 I 供、用%谨变化和練曲线 Art 负简* 2 曉 P 曲銀；3 鮎代的地依据储气容积确定储气方式和储气设施时，应考虑到气源的调节能力：当气源生产或供应能力可以随着用气的不均匀性进行调节， 在 用气 高峰时，可以多供应；用气低峰时，可以少供应，则实际储气容积可减 小。在 气源供气情况明确后，调查用户的用气规律， 充分考虑供气量的波 动、用气负 荷的误差、气温等因素，综合技术经济指标考虑，对确定实际储 气容积、选取 储气方式至尖重要。在规划设计阶段，当缺乏用气工况统计资料时，可参照类似的城镇天然 气 配气系统，按计算月的最大日用气量的20%- 40%来估算储气容积。