城市天然气输配方案的选择

刘廷韦 李庭轲

摘要：城市天然气输配方案的选择不仅关乎整个工程的运行质量和经济指标，而且也对城市居民的日常用气有着很大影响。在选择天然气输配方案时，必须要明确项目的用气量与气化率，并结合城市在近、中、远期的发展规划目标来选择具有最优技术经济可行性的实施方案，以确保整个项目的建设能够获得应有的经济与经济效益。

关键词：城市;天然气;输配方案

在对城市天然气输配方案进行选择时，需要从多个方面来对不同方案进行技术性与经济性的比较，包括管道走向、项目年用气量、工艺流程、调峰储气方式以及压力级制等，以此确保所选的城市天然气输配方案能够具备理想的性能价格比，进而为项目带来更高的运行效益。

1天然气输配方案的重要性

城市天然气输配方案是否合理，直接影响该输配系统在建成之后的经济效益与运行状况。因此，制定并选择符合城市发展特点及需要的输配方案至关重要。主要应考虑以下几个方面的因素：各类天然气用户用气量预测、压力级制的确定、输配系统规划、储气调峰方式、应急气源设置等。应优先选择经济性较高的输配方案，提高可行性，但也不能一味追求低成本，要在符合城市规划理念及国家相关法规的范围内，尽量合理预测城市天然气发展趋势，充分利用资金，加强盈利，规避投资风险。在具体的输配方案制定中，应统筹考虑城市发展空间、上游能源供应、下游市场空间、企业建设能力等综合因素。从全局性、前瞻性和统筹性上对整个城市的天然气行业的发展做出合理预测及部署，保障城市天然气输配系统安全、高效的运行。

2燃气输配系统储气方案的选择

2.1调配系统储气方案对比分析

当前，位于上游的天然气管道企业只能对其下游用气城市的月与季节的调峰问题进行解决，而对于用气城市来说，要通过对储气设施进行建设来实现日、时调峰。球缸储气与管道储气是主要的两种储气方式，在对调峰储气方案进行确定时，往往要选择或组合这两种储气方式。例如芜湖、宜昌以及淮南这三个用气城市，其均通过管道储气方式或是球罐和管道共同储气方式来实现调峰储气。通过对管径、容积及压力条件有不同差异情况下的上述两种方案的技术经济性进行论证，可以确定宜昌与淮南都是通过管道和球罐共同储气方案来实现日、时调峰的。而芜湖的用气量在一期较低，所以通过管道储气进行调峰，但在二期则需由管道和球罐共同储气来进行调峰，这样可节省投资，并可保证功能完整，能够较为容易的实施，可使前期投資压力得到有效缓解。

2.2不同方案的投资影响分析

项目投资规模的大小在很大程度上受到所选调峰储气方案的影响。在欧美国家，通常是利用管道储气来作为储气调峰方案的，不过要想选择管道储气调峰方案，则需有两大前提条件得到满足，其一是项目建设资金必须保证充足，其二是门站入口压力需要超过3MPa，供气压力只有达到2.5MPa以上时，才能确保该方案的技术经济性可行。对于上述两个前提条件，我国城市还尚不能满足，而且城市管网中长输管道有着较低的进气供气压力，如果选择管道储气调峰方案，则要应用非常大的管径，但这会使项目投资大幅增加，并且选线困难性极大。因此，在门站交气压力较低时，需要将球罐和管道共同储气调峰为最佳方案。

3燃气输配系统压力级制方案的选择

3.1确定输配压力

城市天然气的供气依赖于高压管道，而且高压管道具有储气和输气两种功能，因此在选择高压管道时，必须要根据近期实际用气量以及远期规划目标来确定。当前，门站交气压力只有1.6MPa，例如宜昌、芜湖以及淮南这三个城市的天然气高压管道选取中，其近期输气压力值设定为1.6MPa，而设计压力则确定为2.5MPa，以确保后续发展有足够空间。

3.2常用管网输配压力级制分析

输气配气是中压管网的重要功能之一，其在燃气输配系统中的占比较大，并且管径大小以及输配压力级制会对输配管网投资有直接影响。输配压力级制主要分为中-低压两级系统以及中压一级系统。对于中-低压两级系统，其敷设较为容易，不过维护与管理难度较大，如果输气量相同，则其投资额要比中压一级系统高。而中压一级系统则有着较高的输气能力，其不需要较大管径，可降低10%至20%的管道长度，因此能够节约管材，有效节省投资，并且其可通过柜式或箱式装置来进行调压供气，可确保供气压力稳定，这能够使用具燃烧效率提高3%左右，因此可使一氧化碳的排放量有效减少。

例如在宜昌、淮南和芜湖三个城市中，其既需要对天然气输配管网进行新建，同时还要对现有的燃气管网进行改造，通过结合其供气情况及近中远期的发展规划，在燃气管网新建部分，需要应用中压一级系统来进行调压供气，而现有燃气管网则需通过中-低压两级系统来进行供气，等到报废后对管道进行新建时，再选择中压一级系统供气方案。

在对输配运行压力进行确定时，需要结合芜湖、宜昌两城的远期规划目标，以使天然气压力得到充分利用，将中压管网的设计压力值设定为0.4MPa，而在近期运行中，管网压力则应设定为0.35MPa，在实施水力计算时则需以起点压力0.35MPa来计算与校核。对于淮南来说，其中压管网的设计压力以及水力计算时的起点压力则设定为0.25MPa，通过加大高中压管道的压差来最大限度地提升高压管道储气能力。

4其他注意事项

第一，切勿轻易抬高门站压力。抬高门站压力应慎重，这种行为往往会埋下较为复杂的技术隐患。假设门站现在的供气压力为1.6MPa，如果抬高到2.5MPa或许能够相应提高高压输气管道的储气能力、输气水平，但这种行为缺乏技术保障，可行性不足，很可能导致严重后果。原因在于天然气的输送管道在提高压力上，一般采取首站压力的提升或通过设置中间加压站的方式来实现，输气管的终端在供气量增加的前提下较难同时具有对分配站增压的能力。

第二，尽量选择经济性输配方案。在对城市进行天然气输配系统的规划过程中，应综合多方面因素来选择输配方案，尤其当城市面临较高的供气压力、输配管道较长时，应优先选择以高压管道为主要储气方式的输配方案。因为与其他储气方式相比，高压管道储气方式在维修检测、日常巡检方面的费用消耗较低，更为经济实用。只要能保障高压管道的各项参数性能，势必能够提高城市天然气的输配方案的经济性和实用性。

结束语：

城市天然气输配方案的选择需要考虑多方面的因素，最重要的是要对该城市的各用户用气量、用气特点、经济条件、消费能力、气化率做出合理的预测，并在此基础上，为城市定制最佳输配方案，推动天然气行业健康可持续发展。

参考文献：

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[2]李晰睿。城市天然气输配管网风险评价及控制方法[J].化工管理，2018（18）：99-100.