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輸氣管道季節(jié)調峰措施

文檔作者：范云鵬毛平平朱明劉少山文檔來源：中國石油天然氣管道工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月03日
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第34卷第5期(2015．05)(行業(yè)論壇)
輸氣管道季節(jié)調峰措施
范云鵬 毛平平 朱明 劉少山 中國石油天然氣管道工程有限公司
摘要：通過對輸氣管道季節(jié)調峰分析方法及步驟的探討，結合實際工程的應用可知，準確
計算各用戶的調峰總需求是輸氣管道調峰分析的前提和基礎，根據(jù)儲氣庫有效工作氣量來統(tǒng)籌
系統(tǒng)的調峰任務是模擬計算的關鍵。由輸氣規(guī)模冬季工況Dd—shen線、Qin—shen線、Hd—
Shen線聯(lián)網運行工藝計算結果可知，在冬季典型月，Daq和shuangy儲氣庫按最大El采氣能力進
行采氣，通過減少向華北轉供氣量，sheny聯(lián)絡站的壓力為6．01 MPa，此時Dd—shen、Qin—
Shen和Hd—shen3條管道沿線各站分輸壓力均能夠滿足用戶用氣壓力和調峰的需求。
關鍵詞：天然氣管網；季節(jié)調峰；儲氣庫；不均勻系數(shù)； 模擬計算
doi：10．3969d．issn．1006—6896．2015．5．005
1 輸氣管道季節(jié)調峰分析原則
承擔下游用戶的季節(jié)調峰是天然氣管道系統(tǒng)的
重要功能，管道系統(tǒng)季節(jié)調峰能力的強弱直接關系
到系統(tǒng)的平穩(wěn)運行和下游用戶的用氣安全。輸氣管
道調峰以安全平穩(wěn)供氣為目標，以下游用戶用氣安
全為原則， 綜合利用地下儲氣庫調峰、管網調峰
等多種方式，統(tǒng)籌管道與管道之間、管道與儲氣庫
之間聯(lián)合調峰，最大限度地增強系統(tǒng)的供氣和調峰
能力。
2 調峰分析方法及步驟
2．1 確定備用戶用氣的月不均勻系數(shù)
充分調研下游用戶逐年用氣需求量、接氣壓力
等參數(shù)，根據(jù)各用戶現(xiàn)有用氣的不均勻特點，確定
各用戶用氣的月不均勻系數(shù) 。月不均勻系數(shù)體
現(xiàn)一年中各月用氣的不均勻情況。
一該月平均日用氣量 f1、
一 全年平均日用氣量 一
影響用戶的月不均勻性主要因素是各季節(jié)氣候
變化。我國北方地區(qū)冬季的月不均勻系數(shù)較大，夏
季的月不均勻系數(shù)較小；南方地區(qū)與之相反。
2．2 計算下游用戶季節(jié)調峰需求量
根據(jù)各用戶月不均勻系數(shù)和逐年用氣總量計算
全部用戶每月的實際用氣量，月實際用氣量與月平
均用氣量之差即為每月管網系統(tǒng)的調峰平衡量9
9=(1一Km)X年平均日用氣量X當月天數(shù)(2)
若計算出的調峰平衡量Q>0(即9為正值)，
表明管道供氣量大于用戶用氣量，因此，此階段為
儲氣庫注氣階段；反之，p<0則表示儲氣庫為采
氣階段。通過對全年365天(或12個月)的調峰平
衡量進行分析，得出全年儲氣庫最大的注氣量Q?
和最大采氣量Q? (負值)，兩值之差即為管網系
統(tǒng)的總調峰需求量Q
Q =Q 一Q? (3)
2．3 計算下游用戶應急保安需求量
管道系統(tǒng)依據(jù)全部用戶最大日不可中斷用氣
量，一般按3天(72／bH'~)保證安全供氣時問計算
應急需求量Q
2．4 確定下游用戶所需調峰庫容要求
下游用戶總調峰需求量與應急保證安全供氣量
需求量之和即為所需調峰庫容要求Q
Q =Q +Q (4)
根據(jù)儲氣庫與管網之間的位置關系，統(tǒng)籌儲氣
庫的調峰能力，合理確定具體的調峰方案；利用模
擬軟件，對確定的調峰方案進行模擬計算，確保管
網系統(tǒng)和儲氣庫設施在正常和應急工況下的平穩(wěn)安
全運行及用戶的用氣安全。
3 Ha—shen管道調峰
3．1 各用戶月不均勻系數(shù)的確定
根據(jù)前期對各用戶用氣量和用氣不均勻性特點
的調研，首先確定管道各用戶的月不均勻系數(shù)。由
于東北地區(qū)冬季采暖，Ha—Shen管道除工業(yè)用戶
以外，大多數(shù)民用燃氣用戶的月不均勻系數(shù)在
O．7～1．4之間變化，波動范圍較大，必然給上游管
道帶來巨大的季節(jié)調峰壓力。
3．2 計算管道下游用戶的季節(jié)調峰需求
基于各用戶年分輸量及月不均勻系數(shù)，以輸氣
規(guī)模工況為例，根據(jù)管網系統(tǒng)的調峰平衡量p計算
方法，Ha—Shen管道沿線用戶季節(jié)調峰需求計算
一l0一 油氣田地面工程(htt
p：／／www．yq"cdmgc．corn)
第34卷第5期(2015．05) 行業(yè)論壇)
中，平衡量為負數(shù)的月份表示需要從儲氣庫采氣，
平衡量為正數(shù)的月份表示需要向儲氣庫注氣，采氣
量之和或注氣量之和即為所需的調峰總量。通過計
算，輸氣規(guī)模工況下H Shen管道所需季節(jié)調峰
量為9．5 X 10 m。，其他年份所需季節(jié)調峰量如表1
所示。
表1 Ha—Shen管道各年所需季節(jié)調峰量 10 m。
3．3 計算下游用戶應急保安需求量
根據(jù)調研各用戶的用氣需求量，以2020年輸
氣規(guī)模為例，Ha__Shen管道最大用氣月份(1月
份)沿線各用戶總用氣量為3 685．5 X 10 m。／d，保
證安全供氣量時間按3天(72小時)考慮，H
Shen管道所需應急氣量為1．11 X 10。m。，其他年份
所需應急氣量同理可得，見表2。
表2 Ha—Shen管道應急保證安全供氣量 io m。
3．4 下游用戶的需求總庫容分析
通過以上計算可知，輸氣規(guī)模工況下Ha—Shen
管道沿線用戶所需最大調峰庫容為10．61 X 10 m。，
其他年份所需最大調峰庫容同理可得，見表3。
表3 Ha—shen管道所需儲氣庫庫容分析 10 m。
年份 第1年 第2年第3年-第4年
季節(jié)調峰量 2．1 3．3 4．1 4．9 9．5
3天應急量0．25 0．38 0．48 O．58 1．11
需求總庫容 2．35 3．68 4．58 5．48 10．61
3．5 模擬計算
Ha—Shen管道是東北天然氣管網的組成部
分，該管道與附近管線相連形成一個水力系統(tǒng)，因
此，開展聯(lián)網模擬水利系統(tǒng)分析。以輸氣規(guī)模工況
為例，結合Ha—Shen線、Da—Shen線和Qin—Shen
線沿線各用戶分輸量和儲氣庫的最大日注采能力，
在滿足各用戶最低壓力需求的前提條件下，利用
SPS水力模擬軟件對整個系統(tǒng)在冬季和夏季典型月
聯(lián)網進行計算。聯(lián)網計算所得各管道壓力一流量曲
線見圖1、圖2、圖3。
根據(jù)聯(lián)網計算結果可知，在冬季典型月，Daqing
和Shuangy儲氣庫按最大日采氣能力進行采氣，通
過減少向華北轉供氣量，Sheny聯(lián)絡站的壓力為
6．01 MPa，此時Da—Shen、Qin-Shen和Ha—Shen
3條管道沿線各站分輸壓力均能夠滿足用戶用氣壓
力和調峰需求。
Ha—shen線壓力流量曲線
0 60 12o 18o 240 3oo 360 420 480 540 600
距離／km
圖1 Ha—shen管道壓力流量曲線
Da—Shen線壓力流懿IitI線
2 400
2lO0
1 800
oo毛
200
。。。
60。
。。。蟋
0
— 300
o 50 lOO 15o 200 250 3oo 350 4,00 450 5oo
距隨／km
圖2 Da—Shen線壓力流量曲線
Qin—shen線壓力流鮭曲線
600
500
400
300
200
E
。。壘
o。。
900避
圖3 Qi n—Shen線壓力流量曲線
4 結語
(1)分析可知，準確計算各用戶的調峰總需求
是輸氣管道調峰分析的前提和基礎，根據(jù)儲氣庫有
效工作氣量來統(tǒng)籌系統(tǒng)的調峰任務是模擬計算的關鍵。
(2)考慮到儲氣庫構造本身的特點，需要結合
儲氣庫的最大日注采能力進行應急調峰分析，以進
一步確定保安措施。
(3)在管網系統(tǒng)設計中，應綜合考慮各管道間
的連接，充分利用管道間的調配氣功能，統(tǒng)籌沿線
儲氣庫參與管網系統(tǒng)的聯(lián)合調峰，優(yōu)化調峰和設計
方案，保障各用戶在正常及應急工況下的用氣安全。
(4)利用該調峰分析方法完成的Ha—Shen管
道可行性研究報告和初步設計報告已得到中石油集

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