第一章第四节燃气输配系统的供需

1、第四节第四节 燃气输配系统的供需平衡燃气输配系统的供需平衡 一、不平衡问题的产生一、不平衡问题的产生 二、解决供需平衡的方法二、解决供需平衡的方法 三、储气容积的计算三、储气容积的计算一、不平衡问题的产生一、不平衡问题的产生 1. 1.燃气生产方式与消费方式之间的不匹配燃气生产方式与消费方式之间的不匹配 生产是连续化大生产，消费是一家一户的生产是连续化大生产，消费是一家一户的零星消费；零星消费； 2. 2.生产能力随时间的的调节性差与消费能力生产能力随时间的的调节性差与消费能力随时间变化的刚性之间的差别；随时间变化的刚性之间的差别； 3. 3.燃气用户对燃气供应参数要求高；燃气用户对燃气供应参

2、数要求高；二、解决问题的方法二、解决问题的方法 1. 1.燃气生产与消费之间的环节燃气生产与消费之间的环节：燃气生产者输气管道城市配气管网燃气消费者2. 2.解决问题的方法解决问题的方法 燃气生产者燃气生产者改变生产能力改变生产能力 燃气消费者燃气消费者差别化价格或缓冲用户差别化价格或缓冲用户 输气管道系统输气管道系统储存气体储存气体 燃气管网燃气管网储存燃气储存燃气 借助储气设施储存气体借助储气设施储存气体改变燃气生产能力改变燃气生产能力 调节季节性或日用气不平衡：调节季节性或日用气不平衡： a.a.天然气：距离产地不远，调节气井数直接天然气：距离产地不远，调节气井数直接调整；调整； b.b

3、.人工燃气：调节气源的生产能力，对炉子人工燃气：调节气源的生产能力，对炉子运行参数进行调整；运行参数进行调整； c.c.设置机动气源：利用油制气、发生炉煤气、设置机动气源：利用油制气、发生炉煤气、液化石油气充当机动气源。液化石油气充当机动气源。利用缓冲用户发挥调度作用利用缓冲用户发挥调度作用 a.a.大型的大型的工业企业工业企业、锅炉房锅炉房可作为城市燃气可作为城市燃气供应的缓冲用户；夏季烧气冬季烧煤，平供应的缓冲用户；夏季烧气冬季烧煤，平衡衡季节不平衡季节不平衡，及部分，及部分日不平衡日不平衡； b.b.调整调整企业作息时间企业作息时间平衡平衡日不平衡日不平衡及及小时不小时不平衡平衡； c.

4、c.要随时掌握管道中燃气参数，调整要随时掌握管道中燃气参数，调整供应对供应对象的供应量象的供应量，保证系统的稳定。，保证系统的稳定。储气设施储气设施 地下储气地下储气 液化天然气储存液化天然气储存 管道储气管道储气 储气罐储气储气罐储气 溶解储存溶解储存 固体储存固体储存地下储气地下储气 a.a.利用废弃的油气田、含水砂岩地层、岩盐利用废弃的油气田、含水砂岩地层、岩盐矿、废弃的煤井进行储气。矿、废弃的煤井进行储气。 b.b.储量大，运行费用低；储量大，运行费用低； c.c.作用：作用：c.c.地下储气库的作用地下储气库的作用 调峰：用来平衡调峰：用来平衡季节不平衡季节不平衡及部分及部分日不平日

5、不平衡衡；不宜用来平衡小时不平衡不宜用来平衡小时不平衡。 提供提供应急气源应急气源：上游气源、输气管道因各：上游气源、输气管道因各种原因不能供气时（天灾、事故），提供种原因不能供气时（天灾、事故），提供供气；供气； 天然气天然气战略储备战略储备：作为国家、地区、企业：作为国家、地区、企业 套利：天然气贸易和价格套利；套利：天然气贸易和价格套利； 储气库租赁储气库租赁液化天然气储存液化天然气储存 a.a.将天然气在将天然气在0.056mpa0.056mpa，161161条件下液化，条件下液化，简称简称lnglng，进行低温储存于液化天然气储罐，进行低温储存于液化天然气储罐中。当绝热条件较好时，储

6、罐压力不高，中。当绝热条件较好时，储罐压力不高，比较安全。比较安全。 当用气高峰时气化送出。当用气高峰时气化送出。 b.b.液化气的低温储存通常量较大，否则经济液化气的低温储存通常量较大，否则经济性较差。性较差。液化天然气储存液化天然气储存 c.c.液化天然气储存方式，适应于平衡各种不液化天然气储存方式，适应于平衡各种不平衡形成的用气高峰。平衡形成的用气高峰。 d.d.液化天然气站的两种型式：液化天然气站的两种型式： 卫星站卫星站 全能调峰站全能调峰站调峰卫星站调峰卫星站 特点：结构简单，可拆装，做成车载式；特点：结构简单，可拆装，做成车载式； 用途：作为中小城市的调峰手段；用途：作为中小城市

7、的调峰手段； 设备大修或事故处理过程临时保证设备大修或事故处理过程临时保证供气措施。供气措施。调峰全能站调峰全能站 特点：比卫星站大，设于长输管线末端，特点：比卫星站大，设于长输管线末端，设有液化储存及再气化装置。设有液化储存及再气化装置。 用途：可作为天然气管道尚未到达的小城用途：可作为天然气管道尚未到达的小城镇的燃气气源。镇的燃气气源。管道储气管道储气 a.a.高压管束储气高压管束储气 b.b.输气管道末端储气输气管道末端储气 用途：用来平衡小时用气不平衡用途：用来平衡小时用气不平衡a.a.高压管束储气高压管束储气 结构：将一组或几组高压钢管埋于地下，结构：将一组或几组高压钢管埋于地下，形

8、成高压储气管束，利用高压下天然气与形成高压储气管束，利用高压下天然气与理想气体状态之间的偏差（可达理想气体状态之间的偏差（可达22%22%）进行）进行储存，需要时释放出来使用。储存，需要时释放出来使用。高压管束储气高压管束储气b.b.输气管道末端储气输气管道末端储气 利用储气管线末端的容积进行储气。利用储气管线末端的容积进行储气。 用气低谷时气体储存于管道内，压力升高，用气低谷时气体储存于管道内，压力升高，用气高峰时释放出来压力降低。用气高峰时释放出来压力降低。储气罐储气储气罐储气 在燃气储配站设置储气罐储存气体，用来在燃气储配站设置储气罐储存气体，用来平衡日及小时用气不平衡。平衡日及小时用气

9、不平衡。 储气罐储气方式的金属耗量及投资都较其储气罐储气方式的金属耗量及投资都较其他方式要高。他方式要高。储气罐储气溶解储存溶解储存 a.a.原理：利用丙烷、丁烷或其混合物原理：利用丙烷、丁烷或其混合物lpglpg（液化石油气）的溶解度随压力升高或温（液化石油气）的溶解度随压力升高或温度降低而增大的特点，将天然气溶于其中。度降低而增大的特点，将天然气溶于其中。储量是高压储罐的储量是高压储罐的4 46 6倍。倍。 b.b.特点：能耗少，流程简单、易操作、安全特点：能耗少，流程简单、易操作、安全经济。但储量受限制。经济。但储量受限制。固体储存固体储存 a.a.原理：在一定压力和温度条件下，使天然原

10、理：在一定压力和温度条件下，使天然气和水形成固态水化物，然后在储存于钢气和水形成固态水化物，然后在储存于钢制储罐中。制储罐中。 b.b.特点：常温下形成天然气水化物的温度约特点：常温下形成天然气水化物的温度约-15-15，一立方米水化物，可储存，一立方米水化物，可储存164164220nm220nm3 3天然气。天然气。 在挪威等国进入实用阶段。在挪威等国进入实用阶段。三、储气容积的计算三、储气容积的计算 1. 1.储气罐的主要作用储气罐的主要作用 2. 2.储气容积的确定储气容积的确定1. 1.储气罐的主要作用：储气罐的主要作用： 补充气源不能及时供应的部分燃气；补充气源不能及时供应的部分燃

11、气；（平衡小时用气不平衡）（平衡小时用气不平衡） 在计划维修或事故状态下，维持一定的在计划维修或事故状态下，维持一定的供气量；供气量； 混合不同组分的燃气，使燃气成分均匀。混合不同组分的燃气，使燃气成分均匀。2. 2.储气容积的确定应考虑的因素储气容积的确定应考虑的因素 用来平衡小时用气不平衡用来平衡小时用气不平衡 用来平衡周或季节不平衡用来平衡周或季节不平衡用来平衡小时用气不平衡用来平衡小时用气不平衡 a.a.日用气总量；日用气总量； b.b.工业与民用气比例；工业与民用气比例； c.c.气源可调节量的大小；气源可调节量的大小； d.d.用气不均匀情况用气不均匀情况 e. e.运行经验。运行

12、经验。储气容积的确定储气容积的确定 a.a.当气源的产量能根据需用量改变一周内各当气源的产量能根据需用量改变一周内各天的生产工况时，储气容积以天的生产工况时，储气容积以计算月最大计算月最大日燃气供需平衡日燃气供需平衡要求确定；要求确定； b.b.否则应按计算否则应按计算月平均周的燃气供需平衡月平均周的燃气供需平衡要要求确定。求确定。储气容积的确定储气容积的确定 c.c.为平衡一天中的不均匀用气设置的储气设为平衡一天中的不均匀用气设置的储气设备，制气可以按计算月最大日平均小时供备，制气可以按计算月最大日平均小时供气量均匀供气。夜间用气低谷时，储存，气量均匀供气。夜间用气低谷时，储存，白天高峰时使

13、用。白天高峰时使用。某城市小时用气量某城市小时用气量占日用气量的百分比占日用气量的百分比小时小时0112233445566778%2.311.812.882.963.224.565.884.65小时小时89910101111121213131414151516%4.724.705.895.984.423.333.483.95小时小时16171718181919202021212222232324%4.837.486.554.843.922.482.582.58调峰储气容积计算表调峰储气容积计算表小时小时燃气供应量燃气供应量的累计，的累计，%用气量，用气量，%燃气储存燃气储存量，量，%小时内小时

14、内累计值累计值0 01 14.174.172.312.312.312.311.861.861 12 28.348.341.811.814.124.124.224.222 23 312.512.52.882.887.007.005.505.503 34 416.6716.672.962.969.969.966.716.714 45 520.8420.843.223.2213.1813.187.667.665 56 625.0025.004.564.5617.7417.747.267.266 67 729.1729.175.885.8823.6223.625.555.557 78 833.3433

15、.344.564.5628.2728.275.075.07调峰储气容积计算表调峰储气容积计算表小时小时燃气供应量燃气供应量的累计，的累计，%用气量，用气量，%燃气储存燃气储存量，量，%小时内小时内累计值累计值8 89 937.5037.504.724.7232.9932.994.514.519 9101041.6741.674.704.7037.6937.693.983.981010111145.8445.845.895.8943.5843.582.262.261111121250.0050.005.985.9849.5649.560.440.441212131354.1754.174.424.4253.9853.980.190.19调峰储气容积计算表调峰储气容积计算表小时小时燃气供应量燃气供应量的累计，的累计，%用气量，用气量，%燃气储存燃气储存量，量，%小时内小时内累计值累计值1617161770.8470.844.834.8369.5769.571.271.271718171875.0075.007.487.4877.0577.05-2.05-2.051819181979.1779.176.556.5583.6083.60-4.43-4.431920192083.3483.344.844.