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摘 要：该文简单介绍了城市天然气的调峰方式主要有储气球罐调峰、地下储气库调峰、液化天然气调峰和高压管道调峰。因临盘压气站天然气调峰量小、峰值低，且球罐储气调峰的工艺简单投资少适应性高的特点，该工程选用球罐储气进行调峰。并以临盘基地天然气调峰工程为依托计算城市天然气调峰量和储气球罐的设计选型。
关键词：城市天然气 调峰方式 调峰量 储气球罐
中图分类号：TE72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（b）-0054-02
由于城市里用气是随着时间变化的，出现各个时段、每一天、每个月需求量都不同，这就造成一个矛盾的局面，即上游生产的均衡性与下游城市用气的波动性之间的矛盾。城市天然气调峰则显得尤为重要，调峰方式主要有储气球罐调峰、地下储气库调峰、液化天然气调峰和高压管道调峰。
1 临盘镇用气现状
临盘压气站外输气量约2.0×104～2.4×104 m3/d。2012年所供居民用户约8 400户，预计2017年用气总户数为10 160户，公共建筑用户约有10处。根据临盘采油厂提供一月份运行报表，用气高峰时间点用气量1 067 m3/h，已达到满负荷用气。但冬季用气高峰期居民用气流量仍不足，用气点压力过低而无法正常用气。所以临盘压气站内需建储气调峰设施。
2 储气调峰方式
2.1 地下储气库调峰
地下储气库调峰是在用气低谷期时把“富余”气增压储存起来，在用气高峰期采出，从而保证城镇居民高峰用气。在城市天气用气量低于输气系统供气量的情况下，利用压缩机将富余的天然气加压，并通过燃气分配系统将其储存在高压地下储气井中。反之则将地下储气井中储存的高压天然气采出来，降压后进入城市燃气系统管网中，以此来平衡和稳定供气量与城市天然气高峰用气量的差额。地下储气井储气调峰流程如图1所示。
2.2 液化天然氣调峰
天然气液化后其体积可缩小为气态体积的1/600，可以大大提高天然气的储存量，所以使用LNG是调节城市燃气季节高峰和事故气源的手段之一。将大量天然气液化后储存于低温储罐中，在用气高峰时将LNG气化进行城市燃气调峰。但是建设LNG低温储罐投资较大，而且LNG的日常运行管理及维修费用较高。
2.3 城市天然气调峰方式对比
因临盘天然气调峰量小、小时用气不均，且球罐储气工艺简单、投资少，则采用球罐储气的方式进行调峰。（如表1）
3 实例计算
3.1 储气调峰规模的计算
（1）居民用气需求量。
居民用户用气按户均用气1 m3/d计，居民用户用气量为10 160 m3/d。食堂用气量指标取2 303 MJ/人·年，托儿所用气量指标取1 675 MJ/人·年，招待所用气量指标取2 512 MJ/人·年，天然气热值取低热值35.21 MJ/m3。根据《城镇燃气设计规范》的规定，经计算该工程小时高峰燃气用量为1 842 m3/h。
（2）最大调峰供气量。
临盘压气站提供气源量为2.0×104 m3/d，合833 m3/h，而临盘生活用气高峰需求量约为Q=1 842 m3/h。所以居民用气高峰时除管道供气833 m3/h外，还需调峰设施供气1 842-833=1 009 m3/h。
（3）储气规模。
临盘生活基地用气储气设施的功能，一是正常供气时的调峰用气；二是当站场或供气气源管线发生故障时，能够保证居民和公共建筑用户的燃气用气要求。
高峰用气时间按2 h计算，则有效调峰规模不应小于：1 009×2=2 018 m3。
发生事故时，根据经验，确定储气量为生活点做1顿饭的用气量。职工生活点最大供气强度为1 842 m3/h，做饭时间按2 h计算，则储气量为3 684 m3。
综上所述，确定该工程可用于调峰及事故用气的储气调峰设计规模不小于3 684 m3/d。
3.2 该压气站小时调峰方式的选择
（1）地下储气库调峰。
因该工程的储气调峰规模过小，且地下储气库适用于季节调峰，所以该方式不可行。
（2）液化天然气调峰。
该工程气源为油田伴生气及原油稳定气，具有均匀稳定的特点，不可随居民用气量的变化而随时调整。而适合该工程的机动气源可考虑LNG或CNG，但存在运行成本过高的问题，以CNG为例，每标方的运行成本在1.3元左右，每天需要的调峰气量以3 684 m3计，则每天CNG调峰的运行成本为3 684×1.3=4 789.2（元），年运行成本达174.81万元，而LNG运行成本则更高。
（3）管道储气。
临盘压气站距配气站管线长约3.9 km，管径为DN200，输气压力不大于0.2 MPa（g）。管线本身储气能力约为245 m3，储气量小，不具备实际调峰的作用。
（4）球罐调峰。
居民用气低峰时天然气流经天然气球罐，外输供气同时球罐储气，PV-0201调节阀调节阀后供气压力稳定，当球罐储气达到其设定压力时，天然气经PV-0202调压后外输。因城市燃气均匀供气，当球罐已储满且供气量大于用气量，则外输管线内压力升高，升高至PV-0201阀门的高报警值，此时通知下游CNG加气站开启，一部分气体进入加气站，从而保证居民供气压力的稳定。当用气高峰时，居民用气量大于外输管线供气量，关闭加气站进站阀门，球罐同时供气，从而满足居民生活用气。
储气流程如图2所示，经计算2座球罐储气量为2×1 000×（0.35-0.1）/0.1=5 000 m3。
综上所述，该工程选择储气球罐作为储气调峰设施，储气规模为5 000 m3>3 684 m3，满足调峰及事故用气需求。
4 结语
因临盘压气站天然气调峰量小、峰值低，且球罐储气调峰的工艺简单投资少适应性高的特点，该工程选用球罐储气进行调峰。
参考文献
[1] 高强生，袁英.城市天然气调峰方式分析[J].天然气技术，2010，4（4）：46-49.
[2] 杨帆，陈保东，姜文全，等.液化天然气技术在调峰领域的应用[J].油气储运，2006，25（10）：26-28.
[3] 邱民卿，齐海鸥.深圳市天然气储气调峰方案的研究[J].城市燃气，2005（10）：16-20.
关键词：城市天然气 调峰方式 调峰量 储气球罐
中图分类号：TE72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（b）-0054-02
由于城市里用气是随着时间变化的，出现各个时段、每一天、每个月需求量都不同，这就造成一个矛盾的局面，即上游生产的均衡性与下游城市用气的波动性之间的矛盾。城市天然气调峰则显得尤为重要，调峰方式主要有储气球罐调峰、地下储气库调峰、液化天然气调峰和高压管道调峰。
1 临盘镇用气现状
临盘压气站外输气量约2.0×104～2.4×104 m3/d。2012年所供居民用户约8 400户，预计2017年用气总户数为10 160户，公共建筑用户约有10处。根据临盘采油厂提供一月份运行报表，用气高峰时间点用气量1 067 m3/h，已达到满负荷用气。但冬季用气高峰期居民用气流量仍不足，用气点压力过低而无法正常用气。所以临盘压气站内需建储气调峰设施。
2 储气调峰方式
2.1 地下储气库调峰
地下储气库调峰是在用气低谷期时把“富余”气增压储存起来，在用气高峰期采出，从而保证城镇居民高峰用气。在城市天气用气量低于输气系统供气量的情况下，利用压缩机将富余的天然气加压，并通过燃气分配系统将其储存在高压地下储气井中。反之则将地下储气井中储存的高压天然气采出来，降压后进入城市燃气系统管网中，以此来平衡和稳定供气量与城市天然气高峰用气量的差额。地下储气井储气调峰流程如图1所示。
2.2 液化天然氣调峰
天然气液化后其体积可缩小为气态体积的1/600，可以大大提高天然气的储存量，所以使用LNG是调节城市燃气季节高峰和事故气源的手段之一。将大量天然气液化后储存于低温储罐中，在用气高峰时将LNG气化进行城市燃气调峰。但是建设LNG低温储罐投资较大，而且LNG的日常运行管理及维修费用较高。
2.3 城市天然气调峰方式对比
因临盘天然气调峰量小、小时用气不均，且球罐储气工艺简单、投资少，则采用球罐储气的方式进行调峰。（如表1）
3 实例计算
3.1 储气调峰规模的计算
（1）居民用气需求量。
居民用户用气按户均用气1 m3/d计，居民用户用气量为10 160 m3/d。食堂用气量指标取2 303 MJ/人·年，托儿所用气量指标取1 675 MJ/人·年，招待所用气量指标取2 512 MJ/人·年，天然气热值取低热值35.21 MJ/m3。根据《城镇燃气设计规范》的规定，经计算该工程小时高峰燃气用量为1 842 m3/h。
（2）最大调峰供气量。
临盘压气站提供气源量为2.0×104 m3/d，合833 m3/h，而临盘生活用气高峰需求量约为Q=1 842 m3/h。所以居民用气高峰时除管道供气833 m3/h外，还需调峰设施供气1 842-833=1 009 m3/h。
（3）储气规模。
临盘生活基地用气储气设施的功能，一是正常供气时的调峰用气；二是当站场或供气气源管线发生故障时，能够保证居民和公共建筑用户的燃气用气要求。
高峰用气时间按2 h计算，则有效调峰规模不应小于：1 009×2=2 018 m3。
发生事故时，根据经验，确定储气量为生活点做1顿饭的用气量。职工生活点最大供气强度为1 842 m3/h，做饭时间按2 h计算，则储气量为3 684 m3。
综上所述，确定该工程可用于调峰及事故用气的储气调峰设计规模不小于3 684 m3/d。
3.2 该压气站小时调峰方式的选择
（1）地下储气库调峰。
因该工程的储气调峰规模过小，且地下储气库适用于季节调峰，所以该方式不可行。
（2）液化天然气调峰。
该工程气源为油田伴生气及原油稳定气，具有均匀稳定的特点，不可随居民用气量的变化而随时调整。而适合该工程的机动气源可考虑LNG或CNG，但存在运行成本过高的问题，以CNG为例，每标方的运行成本在1.3元左右，每天需要的调峰气量以3 684 m3计，则每天CNG调峰的运行成本为3 684×1.3=4 789.2（元），年运行成本达174.81万元，而LNG运行成本则更高。
（3）管道储气。
临盘压气站距配气站管线长约3.9 km，管径为DN200，输气压力不大于0.2 MPa（g）。管线本身储气能力约为245 m3，储气量小，不具备实际调峰的作用。
（4）球罐调峰。
居民用气低峰时天然气流经天然气球罐，外输供气同时球罐储气，PV-0201调节阀调节阀后供气压力稳定，当球罐储气达到其设定压力时，天然气经PV-0202调压后外输。因城市燃气均匀供气，当球罐已储满且供气量大于用气量，则外输管线内压力升高，升高至PV-0201阀门的高报警值，此时通知下游CNG加气站开启，一部分气体进入加气站，从而保证居民供气压力的稳定。当用气高峰时，居民用气量大于外输管线供气量，关闭加气站进站阀门，球罐同时供气，从而满足居民生活用气。
储气流程如图2所示，经计算2座球罐储气量为2×1 000×（0.35-0.1）/0.1=5 000 m3。
综上所述，该工程选择储气球罐作为储气调峰设施，储气规模为5 000 m3>3 684 m3，满足调峰及事故用气需求。
4 结语
因临盘压气站天然气调峰量小、峰值低，且球罐储气调峰的工艺简单投资少适应性高的特点，该工程选用球罐储气进行调峰。
参考文献
[1] 高强生，袁英.城市天然气调峰方式分析[J].天然气技术，2010，4（4）：46-49.
[2] 杨帆，陈保东，姜文全，等.液化天然气技术在调峰领域的应用[J].油气储运，2006，25（10）：26-28.
[3] 邱民卿，齐海鸥.深圳市天然气储气调峰方案的研究[J].城市燃气，2005（10）：16-20.