城市燃气调峰与储存问题的分析

2005年上海市城市燃气小时调峰所需储气量为352万立方米，可通过浦东北蔡现有的高压储罐和规划的高压管道储气来满足小时调峰的需求。管道储气量与高压管道的长度、运行压力、管道直径等因素有关，下面将进行详细分析。

三、城市燃气的的储存

城市燃气小时调峰问题一般均采用储气设施来储存一定量的燃气来解决。储气设施根据储气压力的不同，可分为低压储气和高压储气，高压储气又可分为高压球罐储气、高压管束或高压管道储气和地下储气库储气。对于天然气来讲，由于压力较高，为充分利用其压能，一般采用高压储气，下面对高压管道储气和高压球罐储气进行分析。

3-1 高压管道储气

城市燃气的用气量是不均匀的，它是随着时间变化的，当城市燃气用气量大于平均供气量时，管道压力下降，以弥补供气量的不足。当城市燃气用气量小于平均供气量时，管道压力上升，以储存多余的燃气量。恰当地选择管道的起终点压力的波动范围和管道直径，可使其具有一定的储气调峰能力。

高压管道储气计算公式：

式中：、-------分别为管道的几何体积、管道内气体平均温度；

-------气体在平均压力时的压缩系数；

-------气体在平均压力时的压缩系数；

------最高平均压力，即储气结束时管道内平均压力；

------最低平均压力，即储气开始时管道内平均压力；

------最高平均压力，即储气结束时管道内平均压力；

----管道起点最高压力，即储气结束时起点压力；

----管道终点最高压力，即储气结束时终点压力；

----管道起点最低压力，即储气开始时起点压力；

----管道终点最低压力，即储气开始时终点压力；

　　根据上述管道储气能力的计算公式，分别分析管道直径、管道长度、起点压力、终点压力对高压管道储气的影响，如图２～图

图2 管道长度与储气量关系曲线

图3 管道长度与储气量关系曲线

　　随着管道口径的增加，储气量大辐度增加。这是因为随着管道口径增加，增大，阻力损失减小，增大，增大，减小，减小，储气压差增大，因此管道储气量急剧增加；随着管道长度的增加，储气量随之增加，到达某一最大值后又逐渐减小。这是因为随着管道长度增加，增大，但阻力损失增大，储气压差减小，因此储气量先增加后逐渐减小。

图4 输气量与储气量关系曲线

随着管道输气量的增加，储气量逐渐减小。这是因为输气量增加，阻力损失增大，储气压差减小，因此管道储气量逐渐减小。起点压力越高，口径越大，储气量就越大。提高管道的运行压力，可以大大提高管道的储气能力以及输气能力。从图４所示，起点压力由4.0Mpa提高到6.0Mpa，储气量增加一倍，输气能力增加50％左右。

3-2高压管道储气与高压球罐储气的比较

为便于对高压球罐储气和管道储气进行技术经济比较，作以下规定：

天然气管道运行压力6.0Mpa，输气能力为74.3万立方米/小时，长度为60公里；

高压球罐几何容积3500立方米，进口压力1.6Mpa，出口压力0.8Mpa，储气量约为2.5万立方米。

相同储气量，利用高压球罐储气和管道储气的钢材耗量和投资如下表：

名称 数量（公里或座） 总储气量（万立方米） 单位钢材耗量（吨） 钢材耗量（吨） 单 价（万元） 总 价（万元） DN700管道 60公里 4 227 13620 350 21000 DN1000管道 60公里 104 396 23760 450 27000 相对DN700管道增加量   100   10140   6000 高压球罐 40座 100 844 33760 800 32000

从上表可以看出，为保证74.3万立方米/小时的输气量，最小管径为DN700，当管径由DN700增加到DN1000时，其储气能力增加100万立方米，钢材耗量增加10140吨，投资增加6000万元。而建设相同储气量的储气设施，其钢材耗