城市燃气储气形式的选择

摘要：本文简单叙述了国内外城市燃气主要采用的几种储气形式，并对这些储气形式做了简要的对比，提出LNG作为城市储备气源是未来的发展方向。

关键词：液化天然气 储气形式 LNG

城市燃气的使用具有突出的不均匀性，包括季节、月、日、和小时的峰谷波动。但天然气的供应是相对连续均匀的，不能按照用户用气负荷的变化而随时调节，因此在城市燃气供应中必须考虑储气的问题，采用一定的调度手段来平衡供气与用气。

一、城市燃气储气形式基本介绍

国内外燃气主要采用的储气形式有：储气罐储气、高压管束储气、高压管道储气、地下储气库储气、液化天然气等几种[1]。

1、储气罐储气

储气罐是地上储气的主要设备，根据储气压力和结构，储气罐可分为低压储气罐和高压储气罐。低压储气罐分为低压湿式罐和低压干式罐。按钟罩升降方式，低压湿式罐又分为在水槽外壁带有导轨立柱的直立罐和钟罩自身外壁上带有螺旋状轨道的螺旋罐。常采用的低压干式罐有阿曼阿恩式干式罐、可隆型干式罐以及威金斯干式罐。高压储气罐有圆筒型和球型两种。球罐是目前世界各国广泛的储气罐。

储气罐储气目前高压储罐又称定容储罐，是靠改变储罐中的压力来储存燃气的。由于定容储罐没有活动部分，因此结构比较简单。高压罐按其形状可分为圆筒形和球形两种。与圆筒形储罐相比，球形储罐具有受力好、省钢材、占地面积小、投资少等优点，在世界各国应用广泛。国内外较广泛采用的球罐容积为3O00m3～l0O00m3。球罐制造较为复杂，制造安装费用较高。所以一般小容量的储罐多用圆筒形罐，而大容量的储罐则多用球形罐。高压储罐储存的天然气主要用于城市配气系统工作日或小时调峰供气。

2、高压管束储气

高压管束储气是用若干钢管构成的管束埋没于地下，构成储气设备，利用其能承受高压的特性进行储气。管束所用的钢管直径一般为1.Om～1.5m，长度从几十米到几百米。管束储气主要用作城市配气系统的昼夜调峰。

3、高压管道储气

高压管道储气是利用本身需要建设的各种输气管线，在满足输气能力的同时，适当增加管径，使其具有一定的管道储气能力。

高压管道储气包括长输管线末段储气和城市高压管道储气。长输管线末段储气是利用从最后一座压气站到终点配气站之间的长输管线进行储气;城市高压管道储气是利用敷设在城市的高压城市管道进行储气。

4、地下储气库储气

地下储气库储气是天然气储存的最佳方式，是天然气储运系统的一个重要组成部分。世界各主要产气和用气量大的国家都重视发展地下储气库。

地下储存通常有4种方式：利用枯竭的油气田储气，利用含水多孔地层储气，利用盐矿层建造储气库储气，利用岩穴储气。其中利用枯竭油气田储气较为经济。

5、天然气液化储存

液化天然气(LNG)是以甲烷为主要组分的天然气在低温下的液态混合物，其体积仅为气态时的1/600，具有运输方便、储存效率高、生产使用安全、环保等特点，在天然气输送和应用领域发挥了重要作用[2]。

采用天然气液化方法可以大大提高天然气的储存量，所以使用LNG是用来调节城市燃气季节高峰和事故气源的手段之一。将大量天然气液化后储存于低温储罐中，在用气高峰时将LNG气化进行城市燃气供气。

二、城市燃气储气形式的比较

1、地下储气库储气

地下储气库运行来看，其使用年限均可达30～50年或更长地下储气库具有投资省、见效快、储气量大、安全可靠、合理调节用气不均匀等优点，是天然气输配系统安全稳定运行的可靠保证，但地下储气方法均需要特定的地质条件。有没有合适的条件进行此种方式进行储气，受各个城市的地质影响较大。

2、高压管道储气

高压管道储气的长输管线末段储气和城市高压管道储气，其中长输管线末段储气只限于管道末段，因此更多的管道储气方式为城市外围高压(或次高压)管道储气。高压管道储气充分利用了长输管线末端压力较高的特点，并且具有管径小，承压高的特点。高压管道储气节约了地下建设空间，同时由于利用了原有输送管道已有的基础，兼有输气和储气功能，使用于储气的耗钢量相应减少，具有较好的经济性。但高压管道储气要视城市高压输气管网的敷设长度、最高允许运行压力等决定其储气能力。当城市高压管线的长度有限，压力不高时，一般只能作为储气设施的补充。

3、高压管束储气

管束储气早期在国外一些国家如美国、英国等采用过，但在我国还使用较少。与球罐相比，这种储气设施运行压力大，管径较小，管束埋地较安全，建造费用较低，但占地面积较大。一般在压力较高时考虑使用。如果把天然气储气井的形式归入此类，那目前世界上采用储气井形式储气量最大的储气库——天津塘沽煤气公司储气库，占地面积47951.4平方米。一期工程建设75座243米深的储气井，总储气规模才达20.7万立方米，储气量较小。

4、储气罐储气

大多储气罐储气方式为高压球罐的形式，但按天然气高压球罐运行压力为1.6MPa，天然气高压球罐调压出口与城市中压管网相连，城市中压管网运行压力0.4MPa，由此计算得单台2000m3球罐的储气量约25000Nm3，则以储气量200万立方米计算，约需2000m3球罐约80个。球罐建在地面上需要占用大量土地，储气容量相对较小，而且压力较高，易造成人们心里上的不安全感。

5、天然气液化储存

天然气液化储气技术已经成熟，在国内广东、上海等地都有工程应用实例，但是建设LNG低温储罐投资较大，LNG的正常运行管理及维修费用较高。

三、结论

天然气具有技术、经济、环保等多方面的优点，将是未来增长最快的能源。利用LNG作为城市燃气的储气方式，无论在技术上，还是在经济上都是可行的[3]。因此，将LN G作为城市储备气源是未来的发展方向，应大力引进，以满足城市经济快速发展对天然气资源的需求。

参考文献

[1] 严铭卿 燃气工程设计手册[M] 中国建筑工业出版社 2009年

[2] 徐正斌 李伟 颜映霄 徐孝轩 中小型液化天然气市场发展趋势研究[J] 2010年 4(1)：72

[3] 方胜南 沈阳市区液化天然气应用可行性分析[J] 山西能源与节能 2006年 43(4)：21

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