重慶市天然氣氣源應急保障系統

摘 要

摘要：針對重慶市的實際情況，論述了建設天然氣氣源應急保障系統的重要性，提出了以LNG接收站和氣化站以及相關設施作為重慶市天然氣氣源應急保障系統的建設方案。關鍵詞：天然氣供
摘要：針對重慶市的實際情況，論述了建設天然氣氣源應急保障系統的重要性，提出了以LNG接收站和氣化站以及相關設施作為重慶市天然氣氣源應急保障系統的建設方案。
關鍵詞：天然氣供應；應急儲備；應急保障
Emergency Guarantee System for Natural Gas Source in Chongqing City
WANG Songqiu
Abstract：Based on the actual situation of Chongqing City，the importance for construction of emergency guarantee system for natural gas source is expounded，and the construction schellle of using LNG receiving station，vaporizing station and related facilities as an emergency guarantee system for natural gas source in Chongqing City is put forward.
Key words：natural gas supply；emergency reserve；emergency guarantee
1 概述
    發展城市天然氣產業，擴大天然氣應用，氣源是前提。根據重慶市國民經濟和社會發展“十二五”規劃，到2015年重慶市天然氣總需求量為150×108m3/a。重慶市域內天然氣資源豐富，重慶市是我國最早利用天然氣的地區之一。隨著以西氣東輸為標志的全國天然氣市場大發展和以忠武線建成達產為標志的川渝氣田外輸工程的發展，重慶市的天然氣開發與利用正在融入全國性的天然氣開發與利用。全國性天然氣市場的到來，將形成以大氣源、多氣源建設為基礎，通過區域管網建設并最終形成全國天然氣管網互聯互通布局的大力發展城鎮天然氣的新格局[1～5]。
    面對城鎮天然氣高速發展的態勢，作為終端市場核心的中心城市，如何保障天然氣氣源供應已經成為城市能源安全的重要課題[6～11]。各地的應急保障系統建設也處于試驗和探索過程中[12～18]。北京市天然氣由華北油田和陜甘寧氣田(包括地下儲氣庫)供應，在此基礎上做出了引進LNG的決策，實現陸地、海上氣源相互補充，互為備用，提高天然氣供應的應急儲備能力[19～20]。上海市已形成西氣東輸、東海天然氣、進口LNG、川氣東送和西氣東輸二線天然氣“五大氣源”供應體系[21～22]。其中，進口LNG項目計劃于2012年投產，預計一期規模為300×104t/a。據有關統計數據，2010年我國天然氣需求量已達到1050×108m3/a，國內只能投供900×108m3/a，缺口近200×108m3/a；到2015年需求量達到2600×108m3/a，缺口量更大。
2 重慶市天然氣氣源應急保障系統現狀
2.1 應急與調峰問題突出
    2007年，國家發展和改革委員會頒布了《天然氣利用政策》，明確規定“保障穩定供氣，天然氣供需雙方應明確彼此在調峰和安全供氣方面所承擔的責任。國家鼓勵建設調峰設施和建立特大型城市天然氣儲備機制”。城市天然氣輸配系統對調峰的需求和事故工況需求都對應急氣源依賴十分強烈[23～28]。
    重慶市主城區是天然氣利用負荷中心，距最近的規模性氣田約130km。中石油西南油氣田分公司長輸干線輸氣能力強，具備向重慶市及周邊地區提供充足的季節性調峰的能力。隨著全國天然氣一體化，為了增強西南地區主干網應急能力，中石油已決定在重慶相國寺投資建設地下儲氣庫，庫容為20×108m3。該地下儲氣庫的戰略地位和調度級別是相當高的，但該設施的服務對象并不意味著主要針對重慶市的市場需求。
    重慶燃氣集團股份有限公司年供氣量已達20×108m3/a，用戶超過260×104戶，現在調峰能力達100×104m3。公司擁有全國最大的單體儲配站——頭塘儲配站，設有6臺工作壓力為0.98MPa，容積為1×104m3的球罐。對滿足日高峰用氣量，避免大面積用戶停氣，發揮了很大的作用。但到了資源量不足的用氣高峰季節，氣源單一的缺陷十分突出。
    當上游氣田和管網發生事故或出現有計劃的維修工況時，當城市管網出現事故或進行大型碰口施工作業工況時，由于事故的突發性以及有計劃的停氣作業，出現短時間的停氣不可避免，有時影響的范圍及用戶數量非常大，幾乎不能保證該類工況條件下對用戶的安全平穩供氣。
2.2 現有應急調峰手段效果有限
    重慶市現有的應急調峰手段是通過已經建設的天然氣高壓儲氣罐和規劃建設的高壓外環管網進行的。
    隨著我國城市的建設發展和城市功能的開發完善，在城市區域范圍內建設高壓罐區，從征地、公眾安全感受等方面已存在著巨大的障礙。同時，高壓球罐造價高，安全運行管理要求嚴，成本費用居高不下，儲氣效率不高，與管網的連接所需條件比較復雜等也是高壓球罐不適宜作為大規模戰略性應急儲氣的重要因素[29～31]。
    根據重慶市天然氣發展規劃，“十二五”期間，重慶市將建成外環高壓環網，工作壓力為4.5MPa，管道公稱直徑為700mm，管道長度為217km，該管道的幾何容積達到8×104m3。可見，重慶市高壓外環管網將提供相應的高壓儲氣功能。由于利用高壓系統設施，氣源相同，價格相同，故無需增加投入與提價，運行管理方便。另一方面，不足之處也比較突出，管道在輸配氣的同時承擔城市調峰的氣量有限，應急持續時間短，幾乎不能確保應急需求。
3 重慶市天然氣氣源應急保障系統建設
3.1 重慶市天然氣氣源應急保障對象確定
    重慶市天然氣用戶種類齊全，分為工業用戶、居民用戶、商業用戶、CNG加氣站用戶等。工業用戶中化工、醫藥、輕紡、食品、機械、電子、冶金、建材、玻璃行業分布廣泛。工業與民用燃氣管網交織，不可完全分割。
    居民用戶關系國計民生，是保障的首要對象。商業用戶由于分布廣、用戶多、影響大，電應充分保障。城市公交車、出租車的CNG改造達100%，關系到城市公共交通運行大局，必須全力保障。對工業用戶，視其工藝特點從技術上確定保障措施。對完全中斷供氣會造成設備報廢事故的工業用戶，提供保安用氣量；對其余工業用戶，只要不導致出現安全事故，從大局出發，保障程度是盡量滿足。
    因此，城市天然氣消費量中，居民、商業用戶、CNG加氣站用戶100%確保，工業用戶大致可按20%確定不可間斷供氣量。
3.2 重慶市天然氣應急保障氣源的選擇
    應急氣源的必備條件是：屬于現有氣源之外的，可獲得額外保障供應渠道，商業貿易和經濟性可行的新增氣量。
    液化天然氣(LNG)是一種清潔、高效的能源，可由車、船運輸，輸送距離遠、成本低，是除管輸天然氣之外的大規模氣源的首選。很多國家將LNG列為首選燃料。全球LNG的生產和貿易日趨活躍，以每年12%的幅度增長，已成為稀缺清潔資源，正成為世界油氣工業的新熱點。從我國天然氣發展形勢來看，天然氣資源有限，產量遠遠小于需求，供需缺口越來越大。LNG的特點決定了LNG發展非常迅速，是各大城市的氣源選項之一，也是應急氣源的首選項。
    重慶市LNG應急氣源選擇地為：四川省達州、廣安天然氣液化廠；新疆、內蒙古等地天然氣液化廠，煤層氣液化廠；沿海LNG大型接收站等。
3.3 重慶市天然氣應急氣源接氣點
    按城市天然氣管網運行情況，主要分為干管或中壓應急接氣點，庭院管網或中低壓應急接氣點，用戶系統應急接氣點3種類型。
3.4 重慶市天然氣氣源應急保障天數確定
    按照重慶市氣源狀況、調峰儲備能力、各類負荷數量和特征，重慶市確定的應急保障天數不少于7d，滿足城市天然氣安全保障供應的基本目標。僅對LNG應急保障氣源進行測算，主城區及周邊的保障天數為8～9d，其余區縣為13～15d。考慮已建成的100×104m3的調峰能力，加之外環高壓環網的建成投產，計算結果對滿足主城區應急保障天數的需要是有富余的。
3.5 重慶市天然氣應急氣源系統設施
   ① LNG接收站
   其功能是對LNG運輸車、船來氣進行接收、儲存、分裝、氣化。當需要應急供氣時，可通過供氣管網和LNG運輸車向發生緊急情況的系統或地點供氣。
    接收站以滿足主城區核心負荷區為主，設置容積為8×104m3的LNG儲罐1座，向周邊地區輻射。由于重慶市的多中心、組團式發展格局，在主城區外，設置LNG儲罐容積為3×104m3的儲配站3座。
    ② LNG氣化站
    氣化站將LNG運輸車的LNG進行卸氣、儲存、氣化、調壓、計量、加臭，并通過管網向居民用戶、商業用戶、CNG加氣站和工業用戶供氣。
    氣化站建設布局與接收站相類似，以主城區為核心，由大到小，向外輻射。
4 結語
    重慶市是國內最早利用天然氣的特大城市，經過多年的發展，用戶數量多、種類齊全、用氣量大，供氣應急儲備及保障能力建設任務十分繁重。無論從氣源來源的多元化，補充氣源缺口，還是從提供應急、調峰的角度，都必須把應急氣源保障建設提上議事日程并加緊實施。從成熟技術的角度出發，只有引進LNG作為應急氣源，并實現與城市天然氣運行管網之間的合理銜接，按照總體規劃原則，進行選址布局，才能滿足重慶市天然氣應急保障的需要，達到全市天然氣的安全保障供應目標要求。
參考文獻：
[1] 高建華，郭仁杰，郭宗濱.崛起中的中國天然氣產業[J].煤氣與熱力，2009，29(7)：B37-B42.
[2] 張文平，杜非，王雨.吉林省天然氣產業發展形勢[J].煤氣與熱力，2010，30(8)：B38-B41.
[3] 羅東曉.廣州市能源的可持續發展道路的探索[J].煤氣與熱力，2009，29(4)：B55-B57.
[4] 羅東曉.天然氣資源與輸氣網絡的現狀與規劃[J].煤氣與熱力，2008，28(10)：B37-B39.
[5] 羅東曉.天然氣氣源問題的分析[J].煤氣與熱力，2008，28(1)：B33-B35.
[6] 王頌秋.多孔性儲氣庫儲氣壓力的探討[J].煤氣與熱力，1996，16(5)：18-21.
[7] 呂淼.城市天然氣戰略安全思考[J].煤氣與熱力，2010，30(3)：B42-B44.
[8] 劉建民.天然氣源轉換過程有關問題的探討[J].煤氣與熱力，2000，20(2)：155-157.
[9] 車立新.液化石油氣混空氣替代天然氣的可行性研究[J].煤氣與熱力，1997，17(2)：26-28.
[10] 徐正康，張寶金，喬珩.城市天然氣調峰的探討[J].煤氣與熱力，2005，25(4)：44-47.
[11] 饒能，應援農.LPG混空氣作為天然氣緊急備用氣源的可行性[J].煤氣與熱力，2007，27(4)：29-32.
[12] 陳敏，白麗萍，福鵬.天然氣應急氣源的探討[J].煤氣與熱力，2005，25(12)：21-23.
[13] 章崎平.天然氣價格變化趨勢及管輸天然氣的備用氣源[J].煤氣與熱力，2007，27(4)：55-56.
[14] 李青平，楊光，萬云.深圳市天然氣安全應急儲備及事故氣源的研究[J].煤氣與熱力，2007，27(8)：42-45.
[15] 饒能.LPG混空氣+CNG作天然氣備用氣源可行性[J].煤氣與熱力，2007，27(9)：28-30.
[16] 梅敦勇，徐展鵠.珠海市天然氣利用工程氣源方案的完善[J].煤氣與熱力，2007，27(9)：34-36.
[17] 劉建輝，周衛.天然氣中壓系統應急氣源方案[J].煤氣與熱力，2007，27(2)：1-3.
[18] 孫佩奇，胡偉峰.杭州市天然氣應急氣源研究[J].煤氣與熱力，2011，31(1)：A28-A31.
[19] 孫祖亮.北京天然氣地下儲氣庫建設的探討[J].煤氣與熱力，1999，19(1)：32-33.
[20] 張秀梅，段潔儀.北京市天然氣供應安全保障系統的建設[J].煤氣與熱力，2006，26(2)：1-6.
[21] 金芳.長江三角洲天然氣戰略保障體系的構建[J].煤氣與熱力，2007，27(11)：58-60.
[22] 計雪松.金融危機下上海天然氣市場發展探討[J].煤氣與熱力，2011，31(1)：B37-B40.
[23] 王益，陳鈞，丁明哲，等.多城市天然氣輸配系統的聯合季調峰[J].煤氣與熱力，2004，24(2)：83-86.
[24] 劉軍.LNG調峰站天然氣儲氣設施的聯合調峰[J].煤氣與熱力，2006，26(4)：8-9.
[25] 羅東曉.基于多功能LNG站的天然氣供應安全保障體系[J].煤氣與熱力，2008，28(3)：B21-B24.
[26] 羅東曉.多功能LNG站的技術研究[J].煤氣與熱力，2008，28(6)：B16-B18.
[27] 楊光，謝翔，萬云.深圳市天然氣調峰方案的優化[J].煤氣與熱力，2009，29(8)：B01-B03.
[28] 譚羽非，陳家新，嚴銘卿，等.天然氣地下儲氣庫季節性最大調峰量的確定[J].煤氣與熱力，2000，20(5)：331-334.
[29] 顏志山.天然氣轉換與儲氣方案的分析[J].煤氣與熱力，2005，25(6)：45-48.
[30] 劉曉艷，姚安林，于培林.城市燃氣調峰儲氣方案選擇專家系統研究[J].煤氣與熱力，2008，28(1)：B18-B24.
[31] 羅東曉，趙勤.地下儲氣庫技術的應用與展望[J].煤氣與熱力，2008，28(7)：B01-B03.
 
(本文作者：王頌秋 重慶燃氣集團股份有限公司 重慶 400020)