加强燃气输配技术研究的探讨_经营管理

摘要

摘要：分析我国燃气以及输配技术发展状况，论述加强燃气输配技术研究的必要性和意义，提出燃气输配技术研究的目标和主要内容，提出了相关建议。关键词：燃气输配技术；行业发展研究；储气

摘要：分析我国燃气以及输配技术发展状况，论述加强燃气输配技术研究的必要性和意义，提出燃气输配技术研究的目标和主要内容，提出了相关建议。

关键词：燃气输配技术；行业发展研究；储气调峰；用气量指标

Discussion on Strengthening Research of Gas Transmission and Distribution Technologies

LI Li

Abstract：The current development status of gas industry and its transmission and distribulion technologies in China is analyzed.The necessity and meaning of strengthening the research on gas transmission and distribution technologies are described。The objective and main contents of research on gas transmission and distribution technologies are put forward，and some relevant suggestions are made.

Key words：gas transmission and distribution technologies；industry development research；gas storage and peak-shaving：gas consumption indicatots

1 我国燃气以及输配技术发展状况

近30年来，随着我国经济的发展和改革开放的深入，城市燃气呈现出快速发展的势态。在这期间，通过实施以多种气源、多种途径、因地制宜发展城市燃气的方针，建成了一批以余气利用为主的节能项目，起到了合理利用能源、改善城市大气环境和提高人民生活水平的作用。20世纪90年代初期.在广东、福建等沿海经济发达和缺能地区首先使用进口液化石油气，液化石油气销售总量超过1000×10⁴t。液化石油气资源得到了较好利用，城市管道液化石油气输送也得以较快发展，为天然气的到来打下一定的基础。20世纪90年代末，随着陕甘宁气田的开发，新疆塔里木、吐哈、准噶尔盆地也相继发现了一批前景良好的天然气资源富集区。我国天然气资源的开发、建设和利用，以陕气进京项目为开端，西气东输、川气东送、海洋天然气开发和液化天然气进口等项目的相继实施，使我国城市燃气进入了天然气时代，与世界燃气的发展进入了相同的轨道。

在天然气的资源和生产方面，2010年我国石油、天然气等重要矿产勘查新增资源储量均有较大增长。天然气新增探明地质储量为5945.5×10⁵m³，新增探明技术可采储量为2875×10⁸m³。天然气累计探明地质储量为9.3×10¹²m³，剩余技术可采储量为3.9×10¹²m³，同比增长3.7%^[1]。

我国的天然气生产保持了快速增长的势头，天然气产量已经连续两年年均增长100×10⁸m³以上。2010年天然气产量为947.3×10⁸m³，同比增长12.2%。国内三大油气企业的天然气产量在2010年均保持两位数以上的增长。预计我国的天然气年产量将在10年左右时间内达到(1500～2000)×10⁸m³/a，在2010年产量基础上增长逾一倍。在输气管道方面，先后建成西气东输、川气东送、陕京等天然气骨干管道，天然气长输管道总长度达4×10⁴km。我国已初步形成遍及大部分地区的网络化天然气管网，逐步实现气源保障多元化、资源可调配的天然气供应局面。

在城市燃气方面，为配合国家的能源结构调整战略，积极、合理地利用天然气资源，各省市加大城市燃气管网及其配套设施的建设，积极提高天然气在城市燃气中的占有率。根据国家统计数据，2009年的人工煤气供应总量为361×10⁸m³，天然气供应总量为405×10⁸m³，液化石油气的供应总量为1333.5×10⁴t，总用气人口达3.45×10⁸人^[2]。我国城市燃气管网也取得了很大的发展，2010年城镇燃气管道总长度超过25×10⁴km。

总的来看，目前我国天然气产业从生产到利用发展很快，且预计这一增长趋势仍将持续数年以上。在这一时期，技术的支撑是非常重要的。即天然气规模的快速增长，必须要有相适应的技术作为支撑。

这些年来，作为燃气技术的一个重要方面，城市燃气输配技术发展的深度和广度也有较快的提高。天然气到来以后，燃气输配技术的发展主要是天然气输配技术的发展。近10年来，我国燃气输配技术的发展重点放在国际先进技术的消化吸收上。城市燃气工程的主要技术进展主要表现为城市天然气的转换技术日趋成熟；天然气输配技术正在向高压力、大口径发展；城市天然气利用领域不断扩大；液化天然气、压缩天然气供应技术不断发展；相关法规标准体系进一步完善，信息化技术开始得以推广；一些新材料和新设备得以应用。但是我们也要清醒地看到，随着天然气利用规模的增长，在城市燃气输配技术方面，仍然有很多方面需要加强研究和开发。我国的燃气输配技术与国外先进水平仍有差距，尤其在储气调峰、调度、安全管理、信息化、自动化等方面差距较大。

2 加强燃气输配技术研究的意义

中国天然气市场的高速发展时期正在到来。天然气资源的开发、建设和利用，使城市燃气进入一个新的发展时期。燃气使用范围日益扩大，供气的重点扩展到发电、工业以及供暖、空调和汽车燃料等，今后15～20年是我国天然气需求增长较快的时期。随着各种股权背景下的资本进入城市燃气行业，燃气公司在全国的扩展开始加速，燃气供应领域将逐渐形成激烈的市场竞争。这使得城市燃气包括输配系统在内的建设将有一个持续的高峰时期。可以看出，大量工程的实施必然带来工程技术的发展和变化。所以，在中国城市燃气面临飞速发展的形势下，应加强对城市燃气工程技术的全面系统研究，其成果对于指导燃气工程项目的科学建没和健康发展非常迫切，有十分重要的现实意义。

从世界城市燃气的发展情况可以看出，燃气的利用规模和行业的科技水平及经济效益密切相关。燃气在城市一次能源中所占的比重是燃气发展水平的重要标志，输配系统的单位供气指标也成为技术水平和效益的重要指标。多年来，我国城市燃气以居民生活炊事用气为主。近10年来，家用燃气已不再限于炊事，但人均耗热量仍基本稳定。电热类家用电器的迅速发展，已成为居民用燃气的主要竞争对手。因此，在一个整体的输配系统中，应积极发展除民用户以外的其他用户，如发电、工业、供暖、制冷和燃气汽车等。通过用气范围的扩大，城市燃气才能得到更快的发展，其技术也才会有应用的基础。

我国城市燃气输配技术的发展，不是简单地引进国外先进设备，而是在市场经济的前提下，结合本国情况，通过科技进步，使整个燃气系统取得与先进国家水平看齐的经济效益。因此，城市燃气输配技术的进步应包括整个输配环节的项目决策、经济评估、设计、施工和管理等诸方面。

从国际天然气行业发展的经验看，天然气从气田到市场均需要造价很高的基础设施来予以保证，没有相适应的基础设施建设就没有市场。相对于市场的拓展，我国的燃气输配基础设施建设仍然有些滞后，输配能力不足已成为发展天然气的瓶颈。对大量基础设施工程建设中存在的技术问题，如果不进行认真有效地研究来加以解决，必然影响和制约燃气输配系统的建设和发展。因此，加强燃气输配技术研究工作，对于城市燃气技术全面进步，尽快达到世界先进水平是非常必要的。

发展天然气是解决大气污染、加强环境保护、改善生态环境的重要手段之一。天然气在环保方面的优越性也只有通过广泛而有效地应用才能体现出来。这种应用的广泛性是通过完善的输配系统来完成的。从某种意义上来说，城市燃气输配技术的研究就是环保技术、节能技术、能源技术的研究。加强燃气输配技术研究工作对于我国的环境保护、节约能源、走可持续发展道路有着很大的意义。

3 燃气输配技术研究的目标和主要内容

燃气输配技术研究的目标是以安全供气和供气可靠为目的，通过综合应用各学科的技术成果，建设一个完整高效的输配系统，满足各类用户的用气需求。应该按照市场经济规律，围绕燃气输配系统的建设，选择生产实践中的急需课题，集中力量，突出重点，加强国外先进技术的消化吸收，突出可靠性、安全性、经济性，以取得良好的效果。

燃气输配技术研究的主要内容为：

① 输配系统压力级制和储气调峰

多年来，由于受气源供气压力和城市规模的限制，国内大多数城市的燃气输配系统均采用压力较低的中低压两级系统、中压一级系统甚至低压一级系统。随着城市天然气利用的发展和城市规模的不断扩展，原有的输配系统压力级制已不能适应形势的发展需要。许多城市开始或已经建设压力在4MPa左右甚至更高的输气管网。针对天然气供气压力较高的特点，研究适应新情况的压力级制，提高城市天然气输配系统的供气压力，解决建设高压管网相关的材料、焊接、敷设、腐蚀防护、试验验收等技术问题，科学合理地建设城市天然气利用工程是必要和迫切的。

在城市燃气输配系统中，用气量随着各类用户的用气规律不断变化。为了满足用户不均匀的用气需求，应解决燃气供应与消耗的平衡问题。在以人工煤气供应为主的时期，城市供气的季节调峰一般依靠机动气源或缓冲用户等来解决，而日、小时调峰则主要依靠城市储气设施来解决，由于气源压力较低，一般采取低压储气罐的方式，储气压力一般在4kPa以下。国外普遍采用的天然气储存方式有城市高压管道储气、高压储罐储气、高压管束储气、低温液态储存、地下储气库储气等。近几年，我国在高压储罐和管道储气方面取得一些经验，但与国外相比，城市储气调峰技术从理论到实践都有较大的差距。因此，在气源压力较高、供气范围和规模都有较大增长的情况下，如何发展新的储气方式和调峰手段，充分利用原有储气设施以降低能源消耗，满足用户的用气需求，经济合理地解决城市储气调峰问题是十分重要的。

可以通过对国内外天然气供气系统压力级制和储气调峰现状的调查分析，进行各种压力级制和储气方式的技术经济分析比较。通过对提高供气压力的安全性评价，分析其适用范围和条件，开展对原有储气设施利用改造的技术经济评估，开发高压管道瞬态模拟计算技术和储气调峰的自动调度管理技术，组织编制高压管网建设标准规范。

② 用气量指标的确定和用气规模的预测

对燃气各类用户用气量指标的确定和用气规模的预测直接影响城市燃气工程的建设规模和效益。在市场经济体系建立之后，在各种能源之间的竞争日趋激烈、燃气应用领域不断拓展的条件下，国内以前一直沿用的各类燃气用户的用气量指标和用气规模的预测方法已不能适用。事实上，各类市场调查研究的成败在很大程度上取决于调查表的设计是否科学、所选取的调查对象是否有代表性、调查的实施是否可以信赖、数据的处理是否准确、数据包含的信息是否得到充分的提炼和分析等等。可以采用多种预测方法进行对比研究，如因果分析法就是目前工程咨询行业用于市场预测的一种主要方法^[3]。应针对上述问题，运用现代市场分析统计预测方法，重新调研城市燃气市场的需求，从而总结出确定各类燃气用户用气量指标和用气规模的方法。

正确掌握各类燃气用户的用气规律对于确定城

市燃气工程的建设规模，尤其是城市储气设施的建设规模是非常重要的。根据用户的用气规律得出的用气负荷曲线是上游调整供气量和确定计算流量、设备选型及管网管径的主要依据。我国城市燃气事业经过几十年的蓬勃发展，各用气城市在供气中积累了大量的经验和数据，为我们利用这些基础数据进行分析并总结出各种用户的用气规律提供了条件。对于一些新的燃气利用领域如燃气汽车、燃气空调等，要针对行业特点弄清运行规律。因此，针对

上述要求，应进一步弄清各类用户的用气特点和规律，总结出各类用户的基本用气负荷曲线。

可以通过学习掌握现代统计预测方法，设计出科学、可操作性强的调查表，按照有效的调查方式.对各行业的用气特点充分了解。充分利用已有燃气供应的城市多年的运行数据，对国内有代表性的城市进行较详细的调研，对数据进行分析整理，得出不同规模、不同地域城市各类用户用气量指标的推荐数据和负荷曲线，用以指导城市燃气的工程建设。

③ 供气安全

安全性和可靠性问题是燃气建设领域中的普遍问题，对输配系统建设尤其重要。随着城市燃气事业的发展，管网的不断扩大和延伸，各种对城市燃气管道构成威胁的因素也越来越多。20世纪60-70年代建设的城市燃气管道，由于经济实力有限，往往存在大量缺陷。城市建设的发展，如道路改造、河流箱涵改造、管线改造、用户增加等，使得原来符合安全要求的管道出现安全隐患。另外，也存在施工等人为因素造成管道断裂。这些因素使得输送易燃易爆介质的埋地燃气管道发生泄漏、爆炸等事故的可能性很大。

应针对城市燃气管道，在安全管理技术方面开展研究，防止和减少各类事故的发生，为我国燃气管道安全技术的整体水平提升、安全管理模式由被动抢险转变为基于完整性管理的主动预防、建立适合我国国情的管道安全动态监管长效机制和安全法规标准体系奠定技术基础。可以开展管道设计、制造、检验检测、安全评定、寿命预测、风险评估、失效分析、监测预警、应急抢险等方面的共性与关键性技术的研究和相应设备、软件的开发，以完整性管理为主线，将其整合为一个有机的整体。在燃气管道在线检测方面，可以研究的课题很多。例如，由于管道大部分在交通道路下，情况复杂，非开挖管道检测技术的开发研究大有用武之地^[4]。

从供气安全来看，燃气质量的波动和供应中断会带来一系列问题。所以列供气安全技术包括燃气互换性、备用气源、设备可靠性等问题也要加以高度重视。我国地域宽广，各地天然气资源各不相同，沿海一些城市引进LNG后，将产生与原有管道天然气在气源上的匹配问题，一些城市已经出现成分不稳定的气源和要求相对稳定的用户之间的矛盾。应针对天然气质量标准中涉及的互换性问题，解决当前的现实需要。应消化吸收国外相关研究成果，结合我国国情，制定符合我国实际情况的相对统一的天然气质量标准。

国外经济发达国家的城镇燃气已经实现了信息化管理，并建立了比较完整的预警与应急救援系统。我国在20世纪80年代，根据国外经验已经开展了自动控制与遥测遥讯的研究，并在部分城市建立了数据采集和监控系统(SCADA系统)，使我国城镇燃气系统的自动化管理水平迈上了一个新台阶。但与国外相比，差距还很大，发展也不平衡，对于监控预警系统与应急救援系统方面，尚需进一步研究和开发。特别是今后城镇燃气管网系统区域化后，系统范围更广泛，如何更好地吸收国外先进技术，做好城镇燃气的监控预警与应急救援，切实保证城镇燃气安全运行，是一个非常重要的环节。研究的内容主要是通过计算机安全信息化管理，随时对城镇燃气系统进行监控，并及时通过监控信息对系统可能出现的事故发出预警，以便及时维修处理，避免事故发生。

④ 新材料和新设备

城市燃气是一个综合集成各种新技术、新产品和新设备开发的大市场，可以带来可观的经济效益。，很多厂家在新技术、新产品和新设备的开发中都获得了不错的经济效益。但我国燃气设备的研制和生产与国外先进水平有较大差距，自主创新水平较低，因此加强我国燃气工程新材料和新设备的研制是非常必要的。

关于输配材料和设备，可以在以下几方面加大研发力度：连续快速测定燃气组成性质的分析仪表，大流量高精度计量装置，天然气液化、储存、气化等设备，高性能专用管材，管道施工、维修和更新改造的技术和设备，具有监控和安全系统的高性能调压装置和高可靠性的阀门装置，设计、运行和管理软件等。

4 建议

① 进一步完善燃气相关法律法规和政策

在市场经济条件下，要发展燃气事业必须加强法律法规的建立和完善。应建立完整配套的燃气法律体系，以规范燃气的统一规划，合理利用。应进一步对燃气商品的配置和定价机制进行嗌管，以促进我国燃气行业的健康发展和资源的合理利用。

国外经济发达国家已建立了专门的法律及与之配套的行政法规、部门规章、安全技术规范、标准等，形成了协调一致、系统完整的法规标准体系。在规范中特别强调了安全技术方面的要求，使设计、制造、安装、使用、检验、修理改造等环节都能在现有科学技术基础上基本满足安全要求。

我国近年在标准规范的编制七也较为重视，制定了一系列管理条例和技术法规、标准，但从系统上还不能满足配套要求。例如，对于城镇高压管道的没计、施工、验收还没有形成符合城市燃气特点的完整体系，在体系上与经济发达国家还存在较大差距。我国的社会主义市场经济体制正在发展和逐步完善，标准体制也应与经济体制相适应，必须与国际通行体系接轨。因此，进一步完善城镇燃气的法规标准体系非常必要。

② 新技术和新产品的开发要联系我国实际

要注意研究我国城市燃气发展的趋势和特点对技术和新产品的影响。我国除天然气外，还有人工煤气和液化石油气在大量使用，与不少国家是单一天然气气源有所不同，每种气源对技术和产品都有不同的要求。要研究气源变化对技术发展和产品市场的影响，同时要研究每种新技术、新产品、新设备在市场中所处的地位和需求量以及相应的标准制定。

③ 燃气技术研究应列入国家科技发展计划

燃气行业是我国能源供应的重要组成部分，也是城市基础设施，关系到国计民生，也是落实科学发展观、构建和谐社会的重要环节，因此对燃气工程技术研究加大投入非常必要。建议政府部门高度重视燃气供应的重要性，将燃气技术研究列入国家科技发展计划，例如重大专项计划和科技支撑计划，从政策上、资金上加以支持，使我国的燃气科技水平更好更快地发展。

参考文献：

[1] 中国石化新闻网.去年我国新增石油探明地质储量11.5亿吨[EB/OL].[2011-03-03].hnp：∥www.sinopecnews.com.cn/shnews/content/2011-02/23/content 938622.shtml.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.中国城市建设统计年鉴2009年[M].北京：中国计划出版社，2010.

[3] 王引平，吴华，杨军.城镇燃气各类用户用气量预测方法研究[J].煤气与热力，2011，31(5)：B07-B11.

[4] 高海林.在线检测技术在燃气管道完整性检测的应用[J].煤气与热力，2011，31(7)：B31-B34.

(本文作者：李丽中国市政工程华北设计研究总院天津 300074)