臨盤壓氣站球罐儲氣調(diào)峰的應(yīng)用

尹俊麗

摘 要：該文簡單介紹了城市天然氣的調(diào)峰方式主要有儲氣球罐調(diào)峰、地下儲氣庫調(diào)峰、液化天然氣調(diào)峰和高壓管道調(diào)峰。因臨盤壓氣站天然氣調(diào)峰量小、峰值低，且球罐儲氣調(diào)峰的工藝簡單投資少適應(yīng)性高的特點，該工程選用球罐儲氣進(jìn)行調(diào)峰。并以臨盤基地天然氣調(diào)峰工程為依托計算城市天然氣調(diào)峰量和儲氣球罐的設(shè)計選型。

關(guān)鍵詞：城市天然氣 調(diào)峰方式 調(diào)峰量 儲氣球罐

中圖分類號：TE72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0054-02

由于城市里用氣是隨著時間變化的，出現(xiàn)各個時段、每一天、每個月需求量都不同，這就造成一個矛盾的局面，即上游生產(chǎn)的均衡性與下游城市用氣的波動性之間的矛盾。城市天然氣調(diào)峰則顯得尤為重要，調(diào)峰方式主要有儲氣球罐調(diào)峰、地下儲氣庫調(diào)峰、液化天然氣調(diào)峰和高壓管道調(diào)峰。

1 臨盤鎮(zhèn)用氣現(xiàn)狀

臨盤壓氣站外輸氣量約2.0×104～2.4×104 m3/d。2012年所供居民用戶約8 400戶，預(yù)計2017年用氣總戶數(shù)為10 160戶，公共建筑用戶約有10處。根據(jù)臨盤采油廠提供一月份運行報表，用氣高峰時間點用氣量1 067 m3/h，已達(dá)到滿負(fù)荷用氣。但冬季用氣高峰期居民用氣流量仍不足，用氣點壓力過低而無法正常用氣。所以臨盤壓氣站內(nèi)需建儲氣調(diào)峰設(shè)施。

2 儲氣調(diào)峰方式

2.1 地下儲氣庫調(diào)峰

地下儲氣庫調(diào)峰是在用氣低谷期時把“富余”氣增壓儲存起來，在用氣高峰期采出，從而保證城鎮(zhèn)居民高峰用氣。在城市天氣用氣量低于輸氣系統(tǒng)供氣量的情況下，利用壓縮機(jī)將富余的天然氣加壓，并通過燃?xì)夥峙湎到y(tǒng)將其儲存在高壓地下儲氣井中。反之則將地下儲氣井中儲存的高壓天然氣采出來，降壓后進(jìn)入城市燃?xì)庀到y(tǒng)管網(wǎng)中，以此來平衡和穩(wěn)定供氣量與城市天然氣高峰用氣量的差額。地下儲氣井儲氣調(diào)峰流程如圖1所示。

2.2 液化天然氣調(diào)峰

天然氣液化后其體積可縮小為氣態(tài)體積的1/600，可以大大提高天然氣的儲存量，所以使用LNG是調(diào)節(jié)城市燃?xì)饧竟?jié)高峰和事故氣源的手段之一。將大量天然氣液化后儲存于低溫儲罐中，在用氣高峰時將LNG氣化進(jìn)行城市燃?xì)庹{(diào)峰。但是建設(shè)LNG低溫儲罐投資較大，而且LNG的日常運行管理及維修費用較高。

2.3 城市天然氣調(diào)峰方式對比

因臨盤天然氣調(diào)峰量小、小時用氣不均，且球罐儲氣工藝簡單、投資少，則采用球罐儲氣的方式進(jìn)行調(diào)峰。（如表1）

3 實例計算

3.1 儲氣調(diào)峰規(guī)模的計算

（1）居民用氣需求量。

居民用戶用氣按戶均用氣1 m3/d計，居民用戶用氣量為10 160 m3/d。食堂用氣量指標(biāo)取2 303 MJ/人·年，托兒所用氣量指標(biāo)取1 675 MJ/人·年，招待所用氣量指標(biāo)取2 512 MJ/人·年，天然氣熱值取低熱值35.21 MJ/m3。根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，經(jīng)計算該工程小時高峰燃?xì)庥昧繛? 842 m3/h。

（2）最大調(diào)峰供氣量。

臨盤壓氣站提供氣源量為2.0×104 m3/d，合833 m3/h，而臨盤生活用氣高峰需求量約為Q=1 842 m3/h。所以居民用氣高峰時除管道供氣833 m3/h外，還需調(diào)峰設(shè)施供氣1 842-833=1 009 m3/h。

（3）儲氣規(guī)模。

臨盤生活基地用氣儲氣設(shè)施的功能，一是正常供氣時的調(diào)峰用氣；二是當(dāng)站場或供氣氣源管線發(fā)生故障時，能夠保證居民和公共建筑用戶的燃?xì)庥脷庖蟆?/p>

高峰用氣時間按2 h計算，則有效調(diào)峰規(guī)模不應(yīng)小于：1 009×2=2 018 m3。

發(fā)生事故時，根據(jù)經(jīng)驗，確定儲氣量為生活點做1頓飯的用氣量。職工生活點最大供氣強(qiáng)度為1 842 m3/h，做飯時間按2 h計算，則儲氣量為3 684 m3。

綜上所述，確定該工程可用于調(diào)峰及事故用氣的儲氣調(diào)峰設(shè)計規(guī)模不小于3 684 m3/d。

3.2 該壓氣站小時調(diào)峰方式的選擇

（1）地下儲氣庫調(diào)峰。

因該工程的儲氣調(diào)峰規(guī)模過小，且地下儲氣庫適用于季節(jié)調(diào)峰，所以該方式不可行。

（2）液化天然氣調(diào)峰。

該工程氣源為油田伴生氣及原油穩(wěn)定氣，具有均勻穩(wěn)定的特點，不可隨居民用氣量的變化而隨時調(diào)整。而適合該工程的機(jī)動氣源可考慮LNG或CNG，但存在運行成本過高的問題，以CNG為例，每標(biāo)方的運行成本在1.3元左右，每天需要的調(diào)峰氣量以3 684 m3計，則每天CNG調(diào)峰的運行成本為3 684×1.3=4 789.2（元），年運行成本達(dá)174.81萬元，而LNG運行成本則更高。

（3）管道儲氣。

臨盤壓氣站距配氣站管線長約3.9 km，管徑為DN200，輸氣壓力不大于0.2 MPa（g）。管線本身儲氣能力約為245 m3，儲氣量小，不具備實際調(diào)峰的作用。

（4）球罐調(diào)峰。

居民用氣低峰時天然氣流經(jīng)天然氣球罐，外輸供氣同時球罐儲氣，PV-0201調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥后供氣壓力穩(wěn)定，當(dāng)球罐儲氣達(dá)到其設(shè)定壓力時，天然氣經(jīng)PV-0202調(diào)壓后外輸。因城市燃?xì)饩鶆蚬猓?dāng)球罐已儲滿且供氣量大于用氣量，則外輸管線內(nèi)壓力升高，升高至PV-0201閥門的高報警值，此時通知下游CNG加氣站開啟，一部分氣體進(jìn)入加氣站，從而保證居民供氣壓力的穩(wěn)定。當(dāng)用氣高峰時，居民用氣量大于外輸管線供氣量，關(guān)閉加氣站進(jìn)站閥門，球罐同時供氣，從而滿足居民生活用氣。

儲氣流程如圖2所示，經(jīng)計算2座球罐儲氣量為2×1 000×（0.35-0.1）/0.1=5 000 m3。

綜上所述，該工程選擇儲氣球罐作為儲氣調(diào)峰設(shè)施，儲氣規(guī)模為5 000 m3>3 684 m3，滿足調(diào)峰及事故用氣需求。

4 結(jié)語

因臨盤壓氣站天然氣調(diào)峰量小、峰值低，且球罐儲氣調(diào)峰的工藝簡單投資少適應(yīng)性高的特點，該工程選用球罐儲氣進(jìn)行調(diào)峰。

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