重庆市天然气气源应急保障系统

摘 要

摘要：针对重庆市的实际情况，论述了建设天然气气源应急保障系统的重要性，提出了以LNG接收站和气化站以及相关设施作为重庆市天然气气源应急保障系统的建设方案。关键词：天然气供
摘要：针对重庆市的实际情况，论述了建设天然气气源应急保障系统的重要性，提出了以LNG接收站和气化站以及相关设施作为重庆市天然气气源应急保障系统的建设方案。
关键词：天然气供应；应急储备；应急保障
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
    发展城市天然气产业，扩大天然气应用，气源是前提。根据重庆市国民经济和社会发展“十二五”规划，到2015年重庆市天然气总需求量为150×108m3/a。重庆市域内天然气资源丰富，重庆市是我国最早利用天然气的地区之一。随着以西气东输为标志的全国天然气市场大发展和以忠武线建成达产为标志的川渝气田外输工程的发展，重庆市的天然气开发与利用正在融入全国性的天然气开发与利用。全国性天然气市场的到来，将形成以大气源、多气源建设为基础，通过区域管网建设并最终形成全国天然气管网互联互通布局的大力发展城镇天然气的新格局[1～5]。
    面对城镇天然气高速发展的态势，作为终端市场核心的中心城市，如何保障天然气气源供应已经成为城市能源安全的重要课题[6～11]。各地的应急保障系统建设也处于试验和探索过程中[12～18]。北京市天然气由华北油田和陕甘宁气田(包括地下储气库)供应，在此基础上做出了引进LNG的决策，实现陆地、海上气源相互补充，互为备用，提高天然气供应的应急储备能力[19～20]。上海市已形成西气东输、东海天然气、进口LNG、川气东送和西气东输二线天然气“五大气源”供应体系[21～22]。其中，进口LNG项目计划于2012年投产，预计一期规模为300×104t/a。据有关统计数据，2010年我国天然气需求量已达到1050×108m3/a，国内只能投供900×108m3/a，缺口近200×108m3/a；到2015年需求量达到2600×108m3/a，缺口量更大。
2 重庆市天然气气源应急保障系统现状
2.1 应急与调峰问题突出
    2007年，国家发展和改革委员会颁布了《天然气利用政策》，明确规定“保障稳定供气，天然气供需双方应明确彼此在调峰和安全供气方面所承担的责任。国家鼓励建设调峰设施和建立特大型城市天然气储备机制”。城市天然气输配系统对调峰的需求和事故工况需求都对应急气源依赖十分强烈[23～28]。
    重庆市主城区是天然气利用负荷中心，距最近的规模性气田约130km。中石油西南油气田分公司长输干线输气能力强，具备向重庆市及周边地区提供充足的季节性调峰的能力。随着全国天然气一体化，为了增强西南地区主干网应急能力，中石油已决定在重庆相国寺投资建设地下储气库，库容为20×108m3。该地下储气库的战略地位和调度级别是相当高的，但该设施的服务对象并不意味着主要针对重庆市的市场需求。
    重庆燃气集团股份有限公司年供气量已达20×108m3/a，用户超过260×104户，现在调峰能力达100×104m3。公司拥有全国最大的单体储配站——头塘储配站，设有6台工作压力为0.98MPa，容积为1×104m3的球罐。对满足日高峰用气量，避免大面积用户停气，发挥了很大的作用。但到了资源量不足的用气高峰季节，气源单一的缺陷十分突出。
    当上游气田和管网发生事故或出现有计划的维修工况时，当城市管网出现事故或进行大型碰口施工作业工况时，由于事故的突发性以及有计划的停气作业，出现短时间的停气不可避免，有时影响的范围及用户数量非常大，几乎不能保证该类工况条件下对用户的安全平稳供气。
2.2 现有应急调峰手段效果有限
    重庆市现有的应急调峰手段是通过已经建设的天然气高压储气罐和规划建设的高压外环管网进行的。
    随着我国城市的建设发展和城市功能的开发完善，在城市区域范围内建设高压罐区，从征地、公众安全感受等方面已存在着巨大的障碍。同时，高压球罐造价高，安全运行管理要求严，成本费用居高不下，储气效率不高，与管网的连接所需条件比较复杂等也是高压球罐不适宜作为大规模战略性应急储气的重要因素[29～31]。
    根据重庆市天然气发展规划，“十二五”期间，重庆市将建成外环高压环网，工作压力为4.5MPa，管道公称直径为700mm，管道长度为217km，该管道的几何容积达到8×104m3。可见，重庆市高压外环管网将提供相应的高压储气功能。由于利用高压系统设施，气源相同，价格相同，故无需增加投入与提价，运行管理方便。另一方面，不足之处也比较突出，管道在输配气的同时承担城市调峰的气量有限，应急持续时间短，几乎不能确保应急需求。
3 重庆市天然气气源应急保障系统建设
3.1 重庆市天然气气源应急保障对象确定
    重庆市天然气用户种类齐全，分为工业用户、居民用户、商业用户、CNG加气站用户等。工业用户中化工、医药、轻纺、食品、机械、电子、冶金、建材、玻璃行业分布广泛。工业与民用燃气管网交织，不可完全分割。
    居民用户关系国计民生，是保障的首要对象。商业用户由于分布广、用户多、影响大，电应充分保障。城市公交车、出租车的CNG改造达100%，关系到城市公共交通运行大局，必须全力保障。对工业用户，视其工艺特点从技术上确定保障措施。对完全中断供气会造成设备报废事故的工业用户，提供保安用气量；对其余工业用户，只要不导致出现安全事故，从大局出发，保障程度是尽量满足。
    因此，城市天然气消费量中，居民、商业用户、CNG加气站用户100%确保，工业用户大致可按20%确定不可间断供气量。
3.2 重庆市天然气应急保障气源的选择
    应急气源的必备条件是：属于现有气源之外的，可获得额外保障供应渠道，商业贸易和经济性可行的新增气量。
    液化天然气(LNG)是一种清洁、高效的能源，可由车、船运输，输送距离远、成本低，是除管输天然气之外的大规模气源的首选。很多国家将LNG列为首选燃料。全球LNG的生产和贸易日趋活跃，以每年12%的幅度增长，已成为稀缺清洁资源，正成为世界油气工业的新热点。从我国天然气发展形势来看，天然气资源有限，产量远远小于需求，供需缺口越来越大。LNG的特点决定了LNG发展非常迅速，是各大城市的气源选项之一，也是应急气源的首选项。
    重庆市LNG应急气源选择地为：四川省达州、广安天然气液化厂；新疆、内蒙古等地天然气液化厂，煤层气液化厂；沿海LNG大型接收站等。
3.3 重庆市天然气应急气源接气点
    按城市天然气管网运行情况，主要分为干管或中压应急接气点，庭院管网或中低压应急接气点，用户系统应急接气点3种类型。
3.4 重庆市天然气气源应急保障天数确定
    按照重庆市气源状况、调峰储备能力、各类负荷数量和特征，重庆市确定的应急保障天数不少于7d，满足城市天然气安全保障供应的基本目标。仅对LNG应急保障气源进行测算，主城区及周边的保障天数为8～9d，其余区县为13～15d。考虑已建成的100×104m3的调峰能力，加之外环高压环网的建成投产，计算结果对满足主城区应急保障天数的需要是有富余的。
3.5 重庆市天然气应急气源系统设施
   ① LNG接收站
   其功能是对LNG运输车、船来气进行接收、储存、分装、气化。当需要应急供气时，可通过供气管网和LNG运输车向发生紧急情况的系统或地点供气。
    接收站以满足主城区核心负荷区为主，设置容积为8×104m3的LNG储罐1座，向周边地区辐射。由于重庆市的多中心、组团式发展格局，在主城区外，设置LNG储罐容积为3×104m3的储配站3座。
    ② LNG气化站
    气化站将LNG运输车的LNG进行卸气、储存、气化、调压、计量、加臭，并通过管网向居民用户、商业用户、CNG加气站和工业用户供气。
    气化站建设布局与接收站相类似，以主城区为核心，由大到小，向外辐射。
4 结语
    重庆市是国内最早利用天然气的特大城市，经过多年的发展，用户数量多、种类齐全、用气量大，供气应急储备及保障能力建设任务十分繁重。无论从气源来源的多元化，补充气源缺口，还是从提供应急、调峰的角度，都必须把应急气源保障建设提上议事日程并加紧实施。从成熟技术的角度出发，只有引进LNG作为应急气源，并实现与城市天然气运行管网之间的合理衔接，按照总体规划原则，进行选址布局，才能满足重庆市天然气应急保障的需要，达到全市天然气的安全保障供应目标要求。
参考文献：
[1] 高建华，郭仁杰，郭宗滨.崛起中的中国天然气产业[J].煤气与热力，2009，29(7)：B37-B42.
[2] 张文平，杜非，王雨.吉林省天然气产业发展形势[J].煤气与热力，2010，30(8)：B38-B41.
[3] 罗东晓.广州市能源的可持续发展道路的探索[J].煤气与热力，2009，29(4)：B55-B57.
[4] 罗东晓.天然气资源与输气网络的现状与规划[J].煤气与热力，2008，28(10)：B37-B39.
[5] 罗东晓.天然气气源问题的分析[J].煤气与热力，2008，28(1)：B33-B35.
[6] 王颂秋.多孔性储气库储气压力的探讨[J].煤气与热力，1996，16(5)：18-21.
[7] 吕淼.城市天然气战略安全思考[J].煤气与热力，2010，30(3)：B42-B44.
[8] 刘建民.天然气源转换过程有关问题的探讨[J].煤气与热力，2000，20(2)：155-157.
[9] 车立新.液化石油气混空气替代天然气的可行性研究[J].煤气与热力，1997，17(2)：26-28.
[10] 徐正康，张宝金，乔珩.城市天然气调峰的探讨[J].煤气与热力，2005，25(4)：44-47.
[11] 饶能，应援农.LPG混空气作为天然气紧急备用气源的可行性[J].煤气与热力，2007，27(4)：29-32.
[12] 陈敏，白丽萍，福鹏.天然气应急气源的探讨[J].煤气与热力，2005，25(12)：21-23.
[13] 章崎平.天然气价格变化趋势及管输天然气的备用气源[J].煤气与热力，2007，27(4)：55-56.
[14] 李青平，杨光，万云.深圳市天然气安全应急储备及事故气源的研究[J].煤气与热力，2007，27(8)：42-45.
[15] 饶能.LPG混空气+CNG作天然气备用气源可行性[J].煤气与热力，2007，27(9)：28-30.
[16] 梅敦勇，徐展鹄.珠海市天然气利用工程气源方案的完善[J].煤气与热力，2007，27(9)：34-36.
[17] 刘建辉，周卫.天然气中压系统应急气源方案[J].煤气与热力，2007，27(2)：1-3.
[18] 孙佩奇，胡伟峰.杭州市天然气应急气源研究[J].煤气与热力，2011，31(1)：A28-A31.
[19] 孙祖亮.北京天然气地下储气库建设的探讨[J].煤气与热力，1999，19(1)：32-33.
[20] 张秀梅，段洁仪.北京市天然气供应安全保障系统的建设[J].煤气与热力，2006，26(2)：1-6.
[21] 金芳.长江三角洲天然气战略保障体系的构建[J].煤气与热力，2007，27(11)：58-60.
[22] 计雪松.金融危机下上海天然气市场发展探讨[J].煤气与热力，2011，31(1)：B37-B40.
[23] 王益，陈钧，丁明哲，等.多城市天然气输配系统的联合季调峰[J].煤气与热力，2004，24(2)：83-86.
[24] 刘军.LNG调峰站天然气储气设施的联合调峰[J].煤气与热力，2006，26(4)：8-9.
[25] 罗东晓.基于多功能LNG站的天然气供应安全保障体系[J].煤气与热力，2008，28(3)：B21-B24.
[26] 罗东晓.多功能LNG站的技术研究[J].煤气与热力，2008，28(6)：B16-B18.
[27] 杨光，谢翔，万云.深圳市天然气调峰方案的优化[J].煤气与热力，2009，29(8)：B01-B03.
[28] 谭羽非，陈家新，严铭卿，等.天然气地下储气库季节性最大调峰量的确定[J].煤气与热力，2000，20(5)：331-334.
[29] 颜志山.天然气转换与储气方案的分析[J].煤气与热力，2005，25(6)：45-48.
[30] 刘晓艳，姚安林，于培林.城市燃气调峰储气方案选择专家系统研究[J].煤气与热力，2008，28(1)：B18-B24.
[31] 罗东晓，赵勤.地下储气库技术的应用与展望[J].煤气与热力，2008，28(7)：B01-B03.
 
(本文作者：王颂秋 重庆燃气集团股份有限公司 重庆 400020)