华北华东地区天然气季节调峰对比分析探讨.pdf

4 88 石油与天然气化工 CHEMlCAL ENGI NEERI NG OF OIL ＆ GAS 华北华 东地 区天然气季 节调峰对 比分析探讨 郭 洁 琼 仇 1 ． 中国石油 西气 东输 管道公 司 晶。 杜 学平 2 ． 北京市燃气集团有限责任公司 摘 要 选取 天 然气 用户结 构差距 较 大的 华北 、 华 东地 区 华北地 区选取 典 型城 市北京 、 天津 ； 华 东地 区选取 典 型城 市及省 份上 海 、 南京及 浙 江 ， 对 比分析 不 同地域 的 负荷持 续特性 、 天 然气季 节 调峰理论储气量和调峰成本等问题。计算表 明， 华北 、 华东地区理论季节调峰储气量 占年用气量分 别为 3 1 和 4 ， 华北地 区天然气季节调峰成本约为华 东地 区的 7 ． 8 倍 。建议在华北地 区发展 以 非采暖季用气为主的燃气调峰 电厂 、 季节性调峰 L NG 液化工厂， 提 高天然气综合利 用水平， 改变 负荷 持 续特性 ， 降低 调峰 成本 。 关 键词 城 市 用气 储 气调 峰 季节 调峰 用 气规律 负荷持 续 曲线 调峰 成本 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 7 3 4 2 6 ． 2 0 1 2 ． 0 5 ． 0 0 9 近年 来 我 国天然 气 主 干 网 络 逐 步完 善 ， 华 北 地 区以京 津两 市为 中心 的区域 形成 了经 陕京输 气 系统 为 主力气 源 的供 应格 局 ； 华 东 地 区 以沪 宁杭 为 中心 的区域形成 了西气东输一线 、 国际 L NG贸易等多 气 源供 应 的 格 局 。 随着 全 国天 然 气 主 干 网 络 的延 伸 ， 进一步提高天然气供应保 障水平 ， 增加天然气应 急储 备 成为 当前 面 临 的 问题 ， 对 不 同地 域 的天 然 气 用气结构、 用气规律进行对 比分析， 能够为天然气基 础 设施 规划 提供 参考 。 l华北华东地 区用气特点 1 ． 1华北 地 区 近年来 ， 为了改 善城 市大气 环境 质量 ， 华北 地 区 京津 等地 发展 了大 量 天 然 气采 暖用 户 ， 包 括 大 型燃 气 电厂 、 燃 气锅 炉 房 、 居 民壁挂 炉 采 暖等 ， 冬 季 天 然 气 用 量迅猛 增 长 ， 以北京 市为 例采 暖季 每年 1 月 ～ 3月、 l 1月～1 2月 总用气量 占年累计用气量的 比 例达 到 7 6 左右 。 为解决用 户季节用气不均衡等问题 ， 陕京 系统 采用储气量大 、 储气成本低的地下储气库作为这一 地 区的主要调峰手段Ⅲ。在我国输气管网 日臻完善 的形势下 ， 利 用 长输 管 道 气 源 、 地 下 储 气 库 与 L NG 应急储备联合调峰是未来天然气系统的发展趋势 ， 在建设应急储备设施的同时发展 L NG汽车和可中 断工业用户 ， 对于降低调峰成本、 天然气综合利用有 重要意 义 。 1 ． 2华 东地 区 上 海市 、 南京 市和浙 江省 等地 天然 气用户 结构 ， 主要有 城市 民用 燃 气 、 发 电 厂 、 化 工厂 、 大型 工 业 燃 料企业 、 汽 车用 户 等 五 大类 [ 2 ] 。虽 然华 东 地 区冬 季 未实 行居 民采 暖 ， 但 天然气 需求 的季节 性波 动 明显 ， 天然气 供 需 基 本 处 于 以供 定 销 的 紧平 衡 状 态 。 目 前 ， 液 化天 然气储 备 是 华东 地 区天 然气 调 峰 的主 要 手段 ， 受液 化天 然气 站 库 容及 局 部 管 网输 送 能力 不 足的制约 ， 在极端天气和特殊情况下 ， 仍有可能出现 短 暂供气 紧 张 。 对 于华北 、 华东 地 区来 说 ， 天然气 调 峰或应 急保 障需要综合考虑当地实际用气结构 、 地理条件 、 经济 状况等诸多 因素 ， 采用地下储气库 、 液化天然气互补 措施 。在国家各项保障工程建设的基础上 ， 下游燃 作者简介 郭洁琼 1 9 8 4 一 ， 女 ， 甘肃 武威人 ， 助理工程师 ， 本科 ， 主要从事天然气储 运工作。地址 2 。 O 1 2 2 上海市 浦东新 区福 山路 4 5 8号 同盛大厦 1 6 0 7 室 。电话 0 2 1 5 8 8 4 8 1 6 0。E - ma i l g u o j q 一 3 3 1 6 3 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 1 卷第5 期 郭洁琼 等 华北华东地区天然气季节调峰对比分析探讨4 8 9 气企 业若 能 够承 担 日调 峰 和 部分 月 度 调 峰 任 务 ， 也 将进 一 步提 高我 国城 市天 然气 调 峰和 应急 能力 。 2华北、 华东地 区管网负荷特性分析 由图 1可 以看 出 ， 华 北 地 区 日用 量 随 气 温波 动 尤为 明显 ， 冬 夏 季 峰 谷 比达 1 2 ． 51 ， 夏 季 负 荷 平 稳 ， 冬 季 负荷 在 1 1月骤 增 一 直 持 续 至 3月 底 ， 在 应 急储 备设 施 的建 设 问题 上 ， “ 季 节性 气 温影 响” 具 有 紧迫 性 ； 华东 地 区 日用 量 发展 平稳 ， 但 也显 现季 节性 特征 ， 峰值 出现 在夏 季炎 热期 ， 季 峰谷 比 1 ． 6 1 。 -- 2 0 1 O 华 北 一 2 0 1 I 华 东 一 2 0 1 O 华东 一2 0 1 I 华北 N 1 ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． j ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． L ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． I ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． J ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． J ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． _ _J 20 1 0 -1 2 0 1 0 - 3 2 0 1 O 一 5 2 0 1 0 -6 2 0 1 0 -8 2 0 1 0 -i 0 2 0 1 1 2 日期 注 华 东地 区仅对 西气东输 天然气管线供应 量进行统计 ， 不考虑其它气源供应情 况。 图1 华东 部分气源 、华北地区2 0 1 0 年、2 0 1 1 年购入量 利用 能 源工 程管 理 中负荷 持续 曲线 的分 析 方法 进行分析， 将时序负荷 曲线按照负荷 大小顺序重新 排列 后得 到新 的曲线 ， 即负荷 持续 曲线 L o a d D u r a t i o n C u r v e ，L D C 。它 包含 了最 大 负荷 、 最小 负 荷 、 负荷 累 积持续 时 间 、 负荷 出现 的概 率等 大量 信息 ， 常 被 用 于 电 力 系 统 规 划 和 发 电 系 统 可 靠 性 评 估 中。 。 ] 。由 图 2可 以看 出 ， 华 北 地 区 与 华 东 地 区相 比存 在 明显 的尖 峰 状 态 ， 在 今 后 的 发展 当 中尖 峰 状 态 的应对 成 为这 一地 区天 然气 供应 保 障 的重点 。此 外低 谷状 态延 续 时 间较长 、 负荷 相 对较 低 ， 是 制 约此 地 区天然 气 系统 经济 运行 水平 的关 键 因素 。 6 O 0 0 自 5 0 0 0 2 4 0 0 0 3 。 。 。 0 0 0 口1 OO 0 O 一 2 0 1 O 华北 一 2 0 1 1 华 东 一 2 0 1 O 华 东 一 2 0 1 1 华北 天数 图2 2 0 1 0 2 0 1 1 年华北、华东地 区 E t 用气量 负荷持续 曲线 3调峰需求对 比分析 对季节调峰气量的需求 ， 以各月用气量为基本 数据 ， 在 假设 各月 均 匀 供 气 的基 础 上 计 算 理 论 调 峰 气量 。为 了平 衡 一年 中 的不 均 匀 用气 ， 需 要设 置 储 气设 施 华 北 、 华 东 地 区 各 月用 气 不 均 匀 性 如 图 3 、 图 4所示 ， 气源按月平均供气量均匀地供气 ， 用气 量低时 ， 多余天然气存储在储气设施内， 以补充用气 高峰时用气高于供气的不足部分 。 n 暑 寸。 匠 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 月份 图3 华东 部分气源 、华北地 区2 0 1 1 年月用气量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 月份 图4 华东 部 分气源 、华北地 区2 0 1 1 年 月不均匀系数 华 北 、 华东 地 区供气 曲线 、 用 气 曲线 、 储 气 设 施 工作 曲线 合成 图分 别如 图 5 、 图 6所 示 ， 图 中供应 曲 线 、 用 气 曲线对 应左 侧纵 坐标 ， 储气 曲线对应 右 侧纵 坐标 。用 气 曲线代 表 负 荷 的逐 月 变化 情 况 ， 供 气 曲 线代 表气 源在 一 年 内连 续 均 匀 供气 ， 储气 曲线 代 表 自计 算开 始 时算起 ， 天 然气 供 应 量 累 计值 与用 气 量 累计值 之 差 ] 。 根据 图 5可 以看 出 ， 华 北地 区 4至 1 0月份 供气 量大 于月 平均 气量 ， 假设 按 月平 均气量 均匀 供气 供 气曲线 ， 供气量大于用气量 ， 由储气设施存储多余 供应 的部 分 ； 其 它 月份供 气 量小 于用气 量 ， 由储 气设 施供气 以补充气源不足的部分 。以华北地 区为例 ， 所 需 理 论 储 气 量 的计 算 办 法 见 表 1 ， 每月 用 气 量 如 表 1 第 二 列 所 示 ， 第 三 列 为 计 算 开 始 时 算 起 的 天 然 装 O 0 0 0 0 O O O 0 0 0 O O O 0 0 O O 6 5 4 3 2 1 _【 ＼ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m