朱亚东

靖江天力燃气有限公司

城市燃气储气调峰方式的探讨

朱亚东

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目前的天然气这种清洁能源受到了大家的广泛欢迎，成为城市的主要消费能源。但在其使用过程中，出现了供给与消费的不平衡。为满足居民对天然气的需求，加强燃气削峰工作的必要性。在本文中，我们将重点放在气体和气体的传输分析调峰模式。

城市燃气；储气；调峰方式

前言

随着近几年来经济的迅猛发展以及人民生活水平的不断提高，对能源的消耗也逐渐增大，同时伴随着国家十二五规划的提出，节约型能源越来越成为了能源消费的主流，天然气逐渐成为了民商工最主要的环保能源，但是由于我国天然气分布不均匀以及储存运输方面的特殊性使得城市强大的天然气需求日趋紧缺，给城市生活带来了巨大的不便，尤其是在一些以工业生产为主的经济特区和开发区，是否能够满足管道天然气供应以及是否拥有保证不间断供气的储气调峰设施已经成为制约该地区工业经济高速发展的重要因素，因此研究城市天然气储存与调峰技术对于改善城市生活条件提高生活品质保证城市环境具有重要意义。

1 城市燃气储气调峰方式

1.1 地下储气库储气

地下储气库储气是利用地下多孔岩层或封闭洞穴储存燃气，储存容量大，不受气候影响，维护管理简便，安全可靠，不影响城镇地面规划，不污染环境，投资少，相比其他储气方式有比较明显的优势，主要用作调节燃气的季节供需不平衡，保障供气高峰的需要。通常有以下几种方式进行地下储存：枯竭油气田储气、地下含水层储气、盐矿层储气和岩穴储气，其中利用枯竭油气田储气最为经济，岩穴储气投资较大，其他两种方式在有适宜地质构造的地方可以采用。

1.2 液化天然气调峰

液化天然气(LNG)是将天然气经过如脱水、脱烃、脱酸性气体等净化处理后，采用一定的制冷工艺(如节流、膨胀或外加冷源等)，在常压和-162℃条件下使其变成液态。计算表明，采用LNG调峰方式其优势明显，其比地面储气球罐单位容积的储气比高60倍之多；与井口采气压力为5MPa的地下储气库相比，其单位容积储气量是地下储气库的10倍。LNG方式由于独立性强，可以摆脱天然气管道的限制，当前使用LNG方式进行燃气调峰主要有两种，一是建设LNG储备站，根据城市燃气管网的覆盖面积和燃气用户业主的用气量，储备站的地址要综合统筹分析，以覆盖周围业主的用气需求。另一种就是建设LNG工厂，并与城市燃气管道相连，如果出现了用气高峰，则将LNG气化后及时输送到管网。

1.3 储气罐储气

根据储气的压力可以将储气罐分为高压储气罐和低压储气罐，但是随着储气设备的不断完善，现在一般是利用高压储气罐实现储气的调峰工作。高压储气罐主要是通过改变储气罐中的压力状态来储存燃气，储气罐可以分为圆筒和球形两种，相比较圆筒，球形的储气罐具有更好的承受力、占地面积较少、生产成本低等优点，使用范围比较广泛。但是球形储气罐的制造工艺比较复杂，安装费用较高，因此一般大容量的燃气储备才会采用球形储气罐。储存在储气罐中的燃气会在用气的高峰期使用，储气罐会占用一定的城市用地，也会给人们的生活造成安全威胁，所以在高压储气罐的使用过程中一定要保证供气的安全。

1.4 天然气管道储气

天然气管道储气分为长输管道末端储气和城市高压外环储气。长输管道末端储气是利用长输管道最后一个压缩机到管道终点之间的管道进行储气，当城市用气量小于最后一个压缩机的输送量时，将富余气体储存在末端管道中，当城市用气量大于最后一个压缩机的输送量时，用之前储存的气体来补充。城市高压外环储气则利用城市外围的高压管网进行储气，它充分利用了长输管线末端较高压力和城市中压管网的压力差进行储气调峰。管道储气方便，不需要额外投资，但是储气量较小，储气压力有一定范围，只适用于城市燃气小时调峰。

1.5 天然气的固态存储

将天然气在一定的压力和温度下，转变成固体的结晶水合物，储存于储罐中，天然气水合物的温度为-40℃～-45℃，储存容积约为同量液化天然气容积的6倍，可见天然气固态存储的优点非常明显，设备也不复杂，但由于工艺上的原因，该方法尚未实际使用。

2 城市燃气调峰案例

重庆燃气集团投资23亿元建设的都市区天然气外环输气管网工程沿重庆绕城高速公路绿化带敷设，全长约218Km，管径DN700，设计压力4.5MPa，还有若干不同管径的联络线和射线，沿线设置五座门站及五座调压站十余个切断阀室，接收来自中石化川维末站的气源和中石油旱土配气站及中石油相国寺储气库的气源，从而实现了双气源保障。外环输气管网工程覆盖区域涉及重庆市一小时经济圈的十个区，服务用户660万户。外环输气管网建成后集储气和输气于一体，到2020年小时调峰气量达到约283万m3，大大地削减了重庆市主城区核心区域对头塘储备站六个壹万立方米天然气球罐储气调峰的依赖。

深圳市的用气由广东LNG站供应，双方约定的供气方式保障了深圳市的月、日不均匀用气的调峰由上游保障，而燃气小时调峰需深圳市自己解决。根据现有供气情况计算预计到2020年，深圳市最大日小时用气量最高值为21.87万m3，最低值为1.76万m3，用气量变化波幅达到20.11万m3，日储气容积为67.06万m3，储气系数为20%，结合实际深圳市采用自备调峰设施的办法来解决城市燃气小时调峰。在确定日储气容积的情况下，通过投资和运行费用比较，确定高压管道储气为深圳市小时调峰方式。

结束语

总而言之，要想缓解天然气供需矛盾，保证供气的安全和稳定，加强燃气储气的调峰工作十分重要。在实际的操作中要根据城市的用气情况有针对性地选择不同的调峰方式，处理好工业生产以及日常生活中能源使用的矛盾，通过计划调度的方式缓解供气压力，实现能源的有效利用。用气的高峰峰期要善于借助其他的能源或者是充分利用之前储备的能源保证正常的供气，用气的低峰期要采取一定的手段将能源储备起来，为高峰期积累能源。

[1]商艳.输气管道干线末段储气调峰研究[J].油气储运，2014，17(1)：13-15.

[2]陈华梅.城市天然气的安全供应技术浅谈[J].才智，2013，(11).