城市天然气输配系统储气方式的比较.doc

城市天然气输配系统储气方式的比较 ???? ?　城市天然气输配系统中，各类用户的燃气需用量是不断变化的，故用气工况是不均匀的，而一般情况下，由于天然气气井采气工艺的要求，以及天然气输配管道的输送能力的限制，气田供应的天然气是均匀的，不可能完全按照用气量的变化而随时改变。为了保证按用户要求不间断地供应燃气，必须考虑天然气的供需平衡。 　　供需平衡的方法往往可采用改变气源生产能力和设置机动气源,利用缓冲用户和发挥调度作用及利用贮气设施。　　一、常用天然气储气方式 　　(一)加压储存 　　利用高压容器储存高压天然气的方法叫加压储气。常用的高压容器有高压管道和高压贮罐两类。高压管道储气常用的是长输管线末端储气及高压管束储气。长距离输气管线进行加压储存，它具有储气容量较大，设施较简单，操作方便、经济等优点。输气管末端储气我国已多处采用。高压管束储气在国外早已应用，我国尚在起步阶段。高压贮罐可分为圆筒形和球形两种。球形贮罐在相同的内压下所承受的一次薄膜应力仅为圆筒形容器环向应力的一半。并且在板面积相同的条件下，客积大于一般的圆筒形罐。球形罐受力好既省钢材，投资也少。世界各国广泛应用，我国已相继兴建，如北京、成都、重庆等大城市都建设了一批球罐。目前，球形罐正向大型化发展，国外的燃气球罐直径达到47.3m，容积为5.55万m3。大型球罐采用高强度钢材，屈服强度达589～891MPa，这样，可使壁厚减小到40mm以下，不仅减轻了重量，而且避免热处理，便于施工而国内仅能设计，制造2000m3以下的球罐。 　　1、高压贮罐 　　高压贮罐又称为定容贮罐，其几何容积固定不变，而是靠改变其中燃气的压力储存燃气，储气压力随储气量的变化而增减由于定容贮罐没有活动部分，因此结构比较简单，高压贮罐按其形状可分为圆筒形和球形两种。 　　球形贮罐对材质和制造工艺要求很高，制造较为复杂，制造安装费用较高。 　　球形贮气罐有效储气量按下式计算 　　 　　式中　VB——有效储气量(Nm3)； 　　　　　VC——贮气罐的几何容积(Nm3); 　　　　　P、P,——最高、最低使用绝对压力(MPa)； 　　　　　T、TB——使用温度及标准状态温度(k)； 　　　　　PB——标准状态的压力(MPa)。 　　2、长输管线末端储气 　　长输管线距离长、管径大、输送压力较高，管线具有一定的储气能力，长输管线中间设有加压站时，按最末一个加压站至城市配气站的管段计算其储气能力；设有中间加压站的长输管线，可按全线计算其储气能力。 　　城市天然气输配系统往往利用大口径输气管线储存一定气量作为高峰负荷时增加用户气量之用，其储气能力为储气终了时与储气开始时输气管中存气量之差、一条已投产的输气干管的长度、容积、管线起点允许最高工作压力、终点允许最高工作压力、终点用户要求的最低供气压力及该管线正常输气量等都是已知的，可按下列步骤计算其储气量： 　　(1)根据压气站的最高工作压力或管线强度允许压力，确定储气终了时管线起点压力。由起点压力和正常输气量按下式算出储气终了时的管线终点压力： 　　　　式中　Q——天然气通过能力(m3/d)； 　　　　　　　　(20℃，101，3kPa) 　　　　　D——输气管内径(cm)； 　　　　　P1——输气管线的起点绝对压力(106Pa)； 　　　　　P2——输气管线的终点绝对压力(106Pa)； 　　　　　S——天然气相对密度； 　　　　　Tf——天然气平均绝对温度(K)； 　　　　　L——输气管线长度(km)； 　　　　　Z——天然气平均压缩因子。 　　(2)求储气开始时起点压力 　　 　　式中　P1min——储气开始时起点绝对压力(106Pa)； 　　　　　P2min——储气开始时终点绝对压力(106Pa)； 　　　　　P1max——储气终了时起点绝对压力(106Pa)； 　　　　　P2max——储气终了时终点绝对压力(106Pa)； 　　(3)计算管线的容积 　　V=(Л/4)D2L 　　(4)储气开始时的平均压力　　 　　(5)储气终了时的平均压力　　 　　(6)储气量 　 　 　　式中Q。——输气管线储气量(m3);　　　　　　　(20℃，101.3kPa)　　　　V——输气管线容积(m3)；　　　　To——293(K)； 　　　　Tm——天然气平均温度(K); 　　　　Po——标准状态下的压力(101.3kPa); 　　　　Z1、Z2——在Pm2、Pm2下的压缩因子; 　　　　Pm1——储气终了时的平均压力(106Pa); 　　　　Pm2——储气开始时的平均压力(106Pa)。 　　3、高压管束储气 　　高压管束储气实质上是一种高压管式储气罐，因其直径较小，能承受更高的压力，管束储气是将一组或