濟(jì)南市高壓燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃探討

翟慶振

（濟(jì)南能源工程集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

目前，濟(jì)南市域范圍內(nèi)有國家管網(wǎng)、省管網(wǎng)等多個氣源管線，輸送至或途經(jīng)濟(jì)南。國家管網(wǎng)主要有中俄東線、滄淄線、冀寧聯(lián)絡(luò)線、泰青威管線、榆濟(jì)線、安濟(jì)線、中石化天津LNG專線等，山東省高壓管道北干線已經(jīng)開工建設(shè)，煙臺西港區(qū)LNG外輸管線也已經(jīng)籌備建設(shè)。上述氣源管線通過濟(jì)南市城鎮(zhèn)燃?xì)忾T站將氣源引入城區(qū)，但是多個氣源管線成線狀引入，濟(jì)南市市域范圍內(nèi)尚無一個將所有氣源串聯(lián)起來的高壓環(huán)網(wǎng)，降低了輸配安全及氣源互補(bǔ)能力。為配合濟(jì)南市“發(fā)揮省城優(yōu)勢、發(fā)展省會經(jīng)濟(jì)”的城市發(fā)展戰(zhàn)略，為濟(jì)南發(fā)展提供充足的天然氣供應(yīng)保障，實(shí)現(xiàn)區(qū)域管網(wǎng)供氣互聯(lián)互通，有必要布局建設(shè)濟(jì)南市高壓燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)。通過建設(shè)高壓、次高壓環(huán)線，將多個氣源實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，提升管網(wǎng)供氣保障能力和儲氣調(diào)峰能力，構(gòu)建清潔能源保障網(wǎng)絡(luò)。

1 規(guī)劃原則與思想

參照濟(jì)南能源集團(tuán)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)營、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”的原則，打破經(jīng)營區(qū)域的劃分，統(tǒng)籌濟(jì)南市域管網(wǎng)規(guī)劃，優(yōu)化城鎮(zhèn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)節(jié)能減排。在濟(jì)南市現(xiàn)有高壓、次高壓燃?xì)夤芫W(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，既能結(jié)合現(xiàn)有管網(wǎng)，又能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近結(jié)合，根據(jù)發(fā)展時期，進(jìn)行分階段實(shí)施。濟(jì)南市高壓燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃，近期建設(shè)環(huán)繞濟(jì)南市城區(qū)的高壓燃?xì)猸h(huán)網(wǎng)，遠(yuǎn)期在高壓環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)上向周邊輻射高壓燃?xì)夤芫€：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(jì)寧。以“燃?xì)庖粡埦W(wǎng)”的規(guī)劃理念，形成“一環(huán)六射、保障中心、輻射周邊”的燃?xì)庖?guī)劃。

2 濟(jì)南市燃?xì)夤?yīng)及需求分析

自2013年至今，不管從山東省還是濟(jì)南市來看，天然氣消費(fèi)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(jì)南市的燃?xì)庠鏊偌涌欤m然受到政策影響，天然氣消費(fèi)量有所回落，但依然保持9.4%的同比增長。2017年，濟(jì)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(jì)南市域天然氣總消費(fèi)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(jì)南市域用氣量變化

將2017年和2020年濟(jì)南市域天然氣消費(fèi)情況進(jìn)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(yè)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(yè)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(yán)重。這是由于“農(nóng)村煤改氣”、“清潔取暖項(xiàng)目”的開展，居民取暖用氣、工業(yè)鍋爐用氣大幅增加，造成冬夏峰谷差加大，影響管網(wǎng)的冬夏有效利用率，從而影響燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，也對管網(wǎng)的調(diào)峰能力提出了更高的要求。

圖1 2017年和2020年濟(jì)南市域天然氣消費(fèi)情況對比

3 氣源管線及濟(jì)南市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)現(xiàn)狀

濟(jì)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(jì)南市接收上游氣源情況

濟(jì)南市天然氣輸配系統(tǒng)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(wǎng)系統(tǒng)，及少量的高壓（1.6～4.0MPa）管道。城區(qū)用氣主要通過調(diào)壓箱、調(diào)壓柜相結(jié)合的方式，城市外環(huán)缺乏高壓燃?xì)猸h(huán)網(wǎng)系統(tǒng)。

4 濟(jì)南市燃?xì)狻案邏涵h(huán)網(wǎng)”規(guī)劃設(shè)計

4.1 管道設(shè)計參數(shù)

按照科學(xué)謀劃、適度超前的原則，參照上海、廣州、西安等城市高壓外環(huán)網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，本次規(guī)劃設(shè)定濟(jì)南市高壓外環(huán)網(wǎng)設(shè)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(nèi)壁的沖蝕作用、壓力損失等因素，按照經(jīng)濟(jì)流速10m/s左右進(jìn)行考量，本次規(guī)劃設(shè)計管徑DN600、設(shè)計壓力6.3MPa的高壓環(huán)網(wǎng)，其設(shè)計最大輸氣能力可達(dá)45萬m3/h，年輸氣能力可達(dá)40億m3/h。從濟(jì)南市目前的用氣情況而言，雖然已經(jīng)遠(yuǎn)超濟(jì)南市目前的用氣需求，但是基于城市發(fā)展及“雙碳”目標(biāo)的要求，此次規(guī)劃具有合理性、科學(xué)性。

4.2 燃?xì)狻案邏涵h(huán)網(wǎng)”規(guī)劃設(shè)計

燃?xì)狻案邏涵h(huán)網(wǎng)”位于濟(jì)南市外圍，其目的是連接上游氣源，保障燃?xì)夤?yīng)并進(jìn)行小時調(diào)峰及日調(diào)峰。通過建設(shè)“高壓環(huán)網(wǎng)”，將原來起到連接上游氣源的“次高壓環(huán)網(wǎng)”地位降低，成為城市內(nèi)環(huán)網(wǎng)。這樣既提高了向上游管網(wǎng)下載氣源的能力，又提高了向下游管網(wǎng)的輸配能力?！案邏涵h(huán)網(wǎng)”不僅完善濟(jì)南市中心城區(qū)的高壓外環(huán)網(wǎng)，而且連接濟(jì)南市各區(qū)的高壓供氣支線，形成多氣源接入、管網(wǎng)互通的優(yōu)勢。最終形成高壓環(huán)網(wǎng)如圖2所示。

圖2 “高壓環(huán)網(wǎng)”管網(wǎng)規(guī)劃示意圖

結(jié)合目前已有的部分現(xiàn)狀高壓管線，“高壓環(huán)網(wǎng)”的規(guī)劃主要將現(xiàn)狀高壓管線與規(guī)劃高壓管線結(jié)合起來，成網(wǎng)成環(huán)，增強(qiáng)管網(wǎng)的互聯(lián)互通和多氣源引入。

4.3 高壓燃?xì)狻胺派洹惫芫€規(guī)劃設(shè)計

高壓燃?xì)狻胺派洹惫芫€具體是指在濟(jì)南市高壓環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)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?xì)夤芫W(wǎng)的互通性和統(tǒng)一性，便于管道維護(hù)管理及管道清管，本次規(guī)劃設(shè)計的“放射”管線統(tǒng)一采用DN600管徑，設(shè)計壓力統(tǒng)一為6.3MPa。

（1）高壓北支線。高壓北支線主要是連接濟(jì)南市高壓環(huán)網(wǎng)、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(wǎng)與省際高壓管網(wǎng)連通，將河北LNG氣源引入濟(jì)南市高壓環(huán)網(wǎng)。高壓北支線全長約140Km，燃?xì)夤芫€自濟(jì)南港華商河門站接出向北敷設(shè)和山東管網(wǎng)北干線商河分輸站連通，然后繼續(xù)向北敷設(shè)至黃驊市。在樂陵市建設(shè)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(jì)南市高壓環(huán)網(wǎng)與東部城市，例如萊蕪、淄博、濰坊等城市。將濟(jì)青二線氣源引入高壓環(huán)網(wǎng)，并在城市高壓氣源互通的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)城際之間的氣源互通。高壓東支線全長約145km，燃?xì)夤芫€自濟(jì)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(jì)青一線實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)連接。本工程管道長約135km，燃?xì)夤芫€自南曹范儲配站接出向東南敷設(shè)進(jìn)入萊蕪區(qū)雪野鎮(zhèn)，繼續(xù)向東南敷設(shè)進(jìn)入口鎮(zhèn)對接中石油泰青威萊蕪分輸站（口鎮(zhèn)），繼續(xù)向南敷設(shè)經(jīng)過牛泉鎮(zhèn)進(jìn)入泰安市新泰市，對接金鴻管線谷里門站，繼續(xù)向南敷設(shè)至濟(jì)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(jì)南市高壓環(huán)網(wǎng)與聊泰線、泰港線連接，并接入安城LNG調(diào)峰站。燃?xì)夤芫€從歸德門站向西南出發(fā)，至孝里調(diào)壓站，至平陰調(diào)壓站和安城門站，管道全長約40km。再從平陰門站至2#孔村調(diào)壓站，最后接入東阿鎮(zhèn)調(diào)壓站，管道全長約20km。如圖3所示。

圖3 高壓西南支線規(guī)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(jīng)西腰閥室、東張閥室、趙牛新河閥室，最后進(jìn)入茌平調(diào)壓站，設(shè)計管徑為DN600，設(shè)計壓力為6.3MPa，管線全長約50km。通過該條支線建設(shè)，將濟(jì)南市高壓環(huán)網(wǎng)與聊城市高壓環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)連通，提升城際間氣源互通，增強(qiáng)管網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力。如圖4所示。

圖4 高壓西支線規(guī)劃路由圖

5 投資估算

按照本次規(guī)劃原則，高壓燃?xì)夤艿涝O(shè)計管徑為DN600，材質(zhì)選用L415M螺旋縫焊接鋼管（特殊位置采用直縫焊接鋼管），設(shè)計壓力為6.3MPa。次高壓燃?xì)夤艿涝O(shè)計管徑為DN500，材質(zhì)選用L290M螺旋縫焊接鋼管（特殊位置采用直縫焊接鋼管），設(shè)計壓力位1.6MPa?！案邏涵h(huán)”、“次高壓環(huán)”管網(wǎng)建設(shè)為近期投資規(guī)劃，高壓“放射”管線建設(shè)為中遠(yuǎn)期投資規(guī)劃。建設(shè)統(tǒng)計如表3所示。

表3 管網(wǎng)建設(shè)統(tǒng)計表

依據(jù)前期已建高壓管線項(xiàng)目的投資進(jìn)行總結(jié)歸納，高壓管線每公里建設(shè)費(fèi)用約為230萬。考慮到材料物價上漲，按照260萬/km的建設(shè)費(fèi)用進(jìn)行核算，則高壓環(huán)網(wǎng)投資費(fèi)用總計約為21.65億元。

6 結(jié)語

燃?xì)狻案邏涵h(huán)網(wǎng)”的規(guī)劃設(shè)計，是將濟(jì)南市域作為研究對象，跳出不同燃?xì)夤窘?jīng)營區(qū)域的劃分和限制，考慮氣源互通、管網(wǎng)調(diào)峰，提升管網(wǎng)的供氣能力和保供能力。“高壓環(huán)網(wǎng)”取代原來次高壓管網(wǎng)作為城市輸配氣源干線的思路，將次高壓環(huán)網(wǎng)調(diào)節(jié)至輸配管網(wǎng)的下一層級，既能提升氣源引入能力，又能提升管網(wǎng)輸配能力，提升了濟(jì)南市城市管網(wǎng)的承載力和供給力。高壓燃?xì)狻胺派洹惫芫€的規(guī)劃設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了城市之間的互通，將濟(jì)南市中心城市的地位和作用提升了出來。不僅將濟(jì)南市域的上游氣源進(jìn)行了互通，而且將周圍市縣的上游氣源進(jìn)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?xì)獗９?、管網(wǎng)調(diào)峰、多氣源引入、價格控制提供了有力保障。