寶雞中燃城市燃?xì)獍l(fā)展有限公司 程喜兵

0 概況

寶雞市天然氣利用工程于 1997年開始建設(shè)，1999年實(shí)現(xiàn)了通氣點(diǎn)火。截至目前，已敷設(shè)次高壓天然氣管線38 km，中壓天然氣管線374 km，建設(shè)運(yùn)營(yíng)CNG汽車加氣站11座，居民用戶近24萬(wàn)戶，商業(yè)、福利用戶380余戶，工業(yè)用戶23戶，最大日用氣量接近52萬(wàn)m3，年用氣量接近1億m3。儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施現(xiàn)有4 000 m3高壓球罐4座，儲(chǔ)氣能力可達(dá)11.2萬(wàn)m3。

隨著寶雞市“東擴(kuò)、南移、北上、西進(jìn)”城市布局規(guī)劃的不斷擴(kuò)展，同時(shí)為了調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，寶雞市政府提出了“縣縣通氣，打造綠色寶雞”的戰(zhàn)略目標(biāo)。根據(jù)市場(chǎng)需求和規(guī)劃要求，寶雞市啟動(dòng)了天然氣利用三期工程，目標(biāo)是氣化寶雞市域所有縣城和重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在整個(gè)寶雞市范圍內(nèi)建成局域性大環(huán)網(wǎng)，進(jìn)一步擴(kuò)大天然氣覆蓋面和普及率，提升市域天然氣整體供應(yīng)保障能力。三期工程遠(yuǎn)期(2020年)設(shè)計(jì)用氣量接近5億m3，如何經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)峰，確保安全穩(wěn)定供氣成為一個(gè)很重要的課題。

1 寶雞市供氣系統(tǒng)供需現(xiàn)狀

寶雞市天然氣現(xiàn)有主要用戶包括居民用戶、商業(yè)福利用戶、工業(yè)用戶、CNG汽車，隨著寶雞市的快速發(fā)展，工業(yè)用戶、CNG加氣汽車的用氣比重越來(lái)越大，現(xiàn)在所占比重已經(jīng)超過(guò) 50%，而且在不斷增長(zhǎng)。工業(yè)用戶與CNG加氣汽車在正常的情況下用氣量在短期內(nèi)基本能保持不變，特殊情況如檢修、故障等情況下停止用氣等對(duì)用氣量總體影響不大，但工業(yè)用戶用氣不能忽略不計(jì)，特別是某些大工業(yè)用戶單個(gè)設(shè)備用氣就占全寶雞市日用氣量的10%甚至20%以上，下面對(duì)寶雞市用氣工況作簡(jiǎn)要的統(tǒng)計(jì)分析，分析總體的用氣情況。

1.1 月用氣工況

寶雞屬于冬季采暖地區(qū)，月用氣量波動(dòng)受氣候影響十分明顯。寶雞市區(qū)2009年月度用氣量統(tǒng)計(jì)，見表1。

表1 寶雞市區(qū)2009年度月用氣情況統(tǒng)計(jì)

從表1中可以看出冬天用氣量大，夏天用氣量小。用氣量最大月為12月份，達(dá)到10 345 193 m3，用氣量最小月為5月份，用氣量為6 236 861 m3，用氣量最大月與最小月相差接近一半。同時(shí)可得出月高峰系數(shù)為：K1,amx=1.34。

2009年月度用氣情況趨勢(shì)見圖1。

圖1 寶雞市區(qū)2009年月度用氣趨勢(shì)

1.2 日用氣工況

日用氣工況與居民生活習(xí)慣、工業(yè)企業(yè)的工作和休息制度密切相關(guān)，以2009年用氣量最大的12月份為例，用氣趨勢(shì)如圖2：

圖2 2009年12月份日用氣趨勢(shì)

1.3 小時(shí)用氣工況

以用氣最大月12月份的最大用氣日29日為例，分析小時(shí)用氣情況，見表2：

表2 小時(shí)用氣量占日用氣量的百分?jǐn)?shù)

2 寶雞市遠(yuǎn)期(2020年)調(diào)峰需求

根據(jù)寶雞市 2020年發(fā)展規(guī)劃及寶雞市各類用戶的用氣量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)算，至 2020年寶雞市年用氣量將達(dá)到4.9億m3，要滿足寶雞市供氣日不均勻性的調(diào)峰，根據(jù)寶雞市現(xiàn)有供氣負(fù)荷不均勻性可以預(yù)測(cè)得到所需調(diào)峰設(shè)施儲(chǔ)氣量達(dá)到 203 041 m3以上。

3 區(qū)域次高壓環(huán)網(wǎng)儲(chǔ)氣能力計(jì)算

寶雞市天然氣利用三期工程將建成寶雞市域次高壓環(huán)網(wǎng)，設(shè)計(jì)壓力 1.6 MPa，管道主要選用DN400和DN300的直縫焊接鋼管。寶雞市天然氣利用三期工程通過(guò)前期調(diào)研，擬采用次高壓管網(wǎng)儲(chǔ)氣作為主要的調(diào)峰手段。次高壓環(huán)網(wǎng)的儲(chǔ)氣量可近似按穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)計(jì)算，詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見下表：

表3 次高壓環(huán)網(wǎng)儲(chǔ)氣能力測(cè)算表

從表中可以看出，次高壓環(huán)網(wǎng)的儲(chǔ)氣能力是173 178 m3，與所需要的儲(chǔ)氣量203 041 m3間存在約3萬(wàn)m3的差距。因此，為了保證調(diào)峰要求，非常有必要采取其他輔助調(diào)峰措施。

4 次高壓環(huán)網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行分析

(1)次高壓環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的安全管理：隨著運(yùn)行壓力的提高，天然氣次高壓管道作為輸送易燃易爆性物質(zhì)的壓力管道，其危險(xiǎn)性也相應(yīng)增加，這對(duì)工程建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提出更高的要求。工程建設(shè)要求具備更高施工資質(zhì)、高素質(zhì)的工程隊(duì)伍來(lái)組織施工，材料及設(shè)備要求達(dá)到更高的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。次高壓環(huán)網(wǎng)要求布置在有足夠安全距離的地帶，但隨著城市化的快速發(fā)展，原郊區(qū)邊緣地帶慢慢變成城市繁華地帶，隨時(shí)間推移運(yùn)行管理難度會(huì)越來(lái)越大。

(2)次高壓環(huán)網(wǎng)調(diào)峰的穩(wěn)定性：次高壓管網(wǎng)儲(chǔ)氣調(diào)峰由于管線的分散，相比高壓球罐等集中調(diào)峰設(shè)施發(fā)生故障或意外后的影響要小的多，因此能較好的保證調(diào)峰作用的發(fā)揮。即使其中某段管道或設(shè)施出現(xiàn)故障，可以立即關(guān)閉故障管段兩端閥門，切斷故障點(diǎn)，從而不影響整體調(diào)峰與供氣。但次高壓環(huán)網(wǎng)調(diào)峰只能保證每日的小時(shí)供氣峰谷，月度用氣峰谷和日用氣峰谷完全依賴上游長(zhǎng)輸公司予以保證，在上游長(zhǎng)輸公司管線設(shè)備出現(xiàn)異?；蚬饩o張的時(shí)期供氣便完全陷入被動(dòng)，穩(wěn)定供氣便難于保證，2009年冬季出現(xiàn)的全國(guó)大面積氣荒便是例子。

(3)次高壓環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 次高壓環(huán)網(wǎng)具備輸氣與調(diào)峰的雙重功能,因此不能簡(jiǎn)單的和其它專門的儲(chǔ)氣設(shè)施如高壓球罐、地下儲(chǔ)氣庫(kù)做經(jīng)濟(jì)比較。可以這樣分析，次高壓環(huán)網(wǎng)相比中低壓管網(wǎng)具備明顯的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)樘烊粴庥奢^高壓力的管道輸送，管道的管徑可以選的小一些，可以節(jié)省大量的管材，由此可以大大減少投資，同時(shí)由于次高壓環(huán)網(wǎng)具備一定的儲(chǔ)氣功能，可以節(jié)省一部分用于調(diào)峰設(shè)施的費(fèi)用。當(dāng)然，供氣管網(wǎng)的壓力提高后，如果是自己建設(shè)增壓站提高管網(wǎng)壓力，輸送天然氣所消耗的能量可能也隨之增加。

5 保證寶雞市遠(yuǎn)期調(diào)峰的幾點(diǎn)建議

(1)多氣源戰(zhàn)略：寶雞市現(xiàn)有供氣氣源唯有一家，即陜北靖邊氣田生產(chǎn)的天然氣，通過(guò)陜西省天然氣公司的長(zhǎng)輸管線供氣。最近幾年一到冬季用氣高峰季節(jié)用氣需求旺盛，經(jīng)常出現(xiàn)上游限氣甚至停氣的情況。主要原因是陜北靖邊氣田供氣包括北京、天津和西安等大城市，當(dāng)供氣緊張時(shí)氣源方首先保證北京的供氣，然后是天津、西安等城市，寶雞市由于地處管線末端，供氣處于一種很尷尬的局面。為了擺脫這種局面，最有效的辦法是尋找其他氣源，這樣在供氣緊張時(shí)期能大大減少協(xié)調(diào)難度，盡可能的減少停氣限氣的出現(xiàn)?，F(xiàn)在可以考慮的氣源有西氣東輸二線和陜北煤層氣。西氣東輸二線在陜西有三個(gè)氣源出口，在近期可以考慮。陜北煤層氣在以后的發(fā)展中也存在供氣的可能。

(2)大力發(fā)展緩沖用戶：一些工業(yè)用戶可作為城市燃?xì)夤?yīng)的緩沖用戶，夏季用氣低峰時(shí)，使用天然氣作為能源或生產(chǎn)原料，而冬天供氣高峰時(shí)，這些緩沖用戶改燒其他燃料或使用其他原料。天然氣空調(diào)是使用天然氣作為能源的空調(diào)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，夏季城市用電的1/3為空調(diào)用電，因此用天然氣空調(diào)替代電空調(diào)具有很大的發(fā)展?jié)摿?，大力推廣天然氣空調(diào)，不光可以調(diào)節(jié)天然氣用氣峰谷，而且可以調(diào)節(jié)用電峰谷，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。

(3)合建局域性天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)：隨著區(qū)域性天然氣大環(huán)網(wǎng)的建設(shè)，對(duì)儲(chǔ)氣調(diào)峰的要求也不斷的提高。天然氣地下儲(chǔ)氣庫(kù)在夏季用氣低谷，將氣源在儲(chǔ)氣庫(kù)中儲(chǔ)存起來(lái)，而在冬季用氣高峰，用儲(chǔ)氣設(shè)施內(nèi)的儲(chǔ)存氣來(lái)彌補(bǔ)供應(yīng)量的不足。和在地面上的高壓儲(chǔ)氣罐相比，地下儲(chǔ)氣庫(kù)有更多的優(yōu)點(diǎn)，儲(chǔ)氣量大，安全系數(shù)也高，不易引發(fā)火災(zāi)及爆炸。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益好，儲(chǔ)氣成本低。此外，地下儲(chǔ)氣庫(kù)具有戰(zhàn)略意義，其隱蔽性和安全性適于戰(zhàn)略儲(chǔ)備。對(duì)于寶雞市這樣一個(gè)中等城市，單獨(dú)建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)存在投資大、用氣量偏小的情況下，最好的辦法是爭(zhēng)取政府的投資及支持，與上游公司和西安、咸陽(yáng)等城市區(qū)域內(nèi)城市燃?xì)夤竞献魍顿Y建設(shè)。

(4)考慮其他調(diào)峰措施：建設(shè)LNG調(diào)峰站、LPG混空氣等，但這幾種調(diào)峰方案目前成本較高，在供氣終端銷售價(jià)格機(jī)制未理順的前提下只適宜應(yīng)急供氣，可作為備用方案。如果以后隨著能源價(jià)格的調(diào)整，這幾種方案具備經(jīng)濟(jì)性后也可作為一種日常調(diào)峰措施。