中国燃气运营与安全研讨会 2013·8 会议论文集 多气源天然气混合调配问题的探索与研究 张振武，张雷 (安徽省天然气开发股份有限公司，安徽合肥230001) 摘要：中国天然气市场已进入高速发展阶段，面对天然气管网的多气源供应格局，如何确保多种 气源在同一管网中稳定、安全、可靠地输送， 是国内外亟待解决的技术难题，本文结合安徽省天然气 公司多年来在多气源调配方面的实践和探索，论证了多气源调配的目标，提出了多气源天然气混合调配 的技术路线，为国内大型多气源天然气的混合调配提供一定技术指导，具有十分重要的现实意义。 关键词：天然气；多气源；调配 andResearchonDistributionofNaturalGaswith Exploration Multiple Sources ZHANGZhenwu Abstract：China’Snaturalmarkethasentereda of thefaceofthe gas rapiddevelopment，in stage gas transmissionlinewith sourcesof toensurethatthe of sourcesis multiple supply,how transportmultiplegas reliablewhichisatechnicaltobesolvedathomeand this abroad,In stable，safe，and problem paper，combined withthe and inthe sourceallocationof inAnhui practiceexplorationmultiple aspectsgascompanyprovince for of sourcesfordistributionis routeis demonstrated，the manyyears，thetargetMultiplegas technique thetechnical forthedomesticnumberofmixedsourceis hasa presented，and guidance large gasprovided，it very significance importantpractical words：natural sources；distribution Key gas：Multiplegas 1引言 中国天然气市场已进入高速发展阶段，自2000年以来，国内天然气产量年均增长高达13．7％，据 中国石油和化学工业协会统计，国内能源结构中，目前天然气比例不到4％，远低于世界24．1％的平均 1 w《w煤w气．wa与ter热gas力he》a。．杂CO志ITI社编辑出版 52-1 中国燃气运营与安全研讨会 13·8 20 会议论文集 水平，按国家能源局的规划，未来的20年里，天然气在能源结构中的比重将提高到8．OO，o以上，天然气 的稳定性和可靠性、拓展气源采购范围、降低采购成本等诸多方面的考虑，国内各大型管网在资源供应 上采取了多个气源方，以多点多方位对同一管网供气，从而构成了天然气管网的多气源供应格局，因天 然气产地及生产工艺的差异，各气源间的组成和物性参数存在不同，如何确保多种气源在同一管网中稳 定、安全、可靠地输送，是国内外亟待解决的技术难题‘21，本文结合安徽省天然气公司多年来在多气源 调配方面的实践和探索，论证了多气源调配的必要性，提出了多气源混输管网的供气方案，为国内大型 多气源混输管网的供气提供一定技术指导，具有十分重要的现实意义。 2国内外研究现状 多气源调配问题是国际上许多国家试图解决的一个技术难题，法国在1997年9月16日发布政府令， 准许在2种不同类型的输配管网中，输送H型天然气和B型天然气，HB型管网内的天然气热值范 围分别是：38．52～40．08MJ／m3和34．20～37．80MJ／m3(参比条件：0℃，101．325kPa)，两套热值不同 的天然气输配管网分别供应不同类型的天然气，解决气源不匹配而带来的互换性问题。美国一直面临气 源互换性难题，美国联邦能源监管委员会规定天然气的热值标准为37．26MJ／m3，随着LNG进口量增 加，气源越来越复杂，美国燃气协会和其他互换性及互换性指标的研究机构做了大量的工作，许多管道 和输配公司在管理互换性方面也积累了大量经验，目前仍处于不断地探索阶段。日本虽然没有全国性的 管网，但日本规定各地天然气公司都要遵守46．05MJ／m3的标准热值，韩国的燃气公司设置的大然气热 值标准为43．96MJ／m3，采用增热方案。 目前，我国已开始重视多气源调配问题，但所进行的系统研究比较少，大多是借鉴国外的经验和议 论性建议，缺乏足够的实际研究。安徽省天然气公司作为安徽省政府全省天然气资源调控平台，公司主 要负责投资、建设、经营和管理安徽全省天然气支干线管网；投资开发省内天然气、煤层气、煤制气、 LNG等资源项目；代表安徽省向上游购买天然气资源，向城市管网和大用户销售天然气；公司自成立 以来，按照“多气源、一张网”的战略部署，以“西气东输”、“川气东送”两大国家重点工程途经安徽为契 机，积极引进“西气”和“川气”两大气源，着力开展省内天然气管网投资建设，对促进全省天然气事业快 速发展，尽力保障全省天然气管网安全稳定运行发挥了较大作用。目前，公司已建成年输气能力达四十 亿余立方米的长输管线万立方米的CNG加气母站4座， 具备覆盖全省的供气能力；取得广德县、和县、江北产业集中区、江南集中区和庐江经开区等区域的燃 气经营权，积极参与城市天然气管网的开发建设和投资经营。 《煤气与热力》杂志社编辑出版 Ⅵn唧．watergasheat．corn 中国燃气运营与安全研讨会 2013·8 会议论文集 安徽省天然气管网现状及规划图 ■■ 一●‘t- ——…■■^_一●■■_ …■d^●^_ Ⅷ …●■■■●’●■ 一■I●●● J●一 ‘●■- ＼～～毽≮：_／。i。j ■ ■●● 螅√撼、漫¨，… 3气源调配 3．1气源调配的目标 气源调配的目标是通过对天然气输气管网的多气源来气总体格局的分析以及对下游用户市场现状 的调查，针对多气源的燃气互换性以及多气源条件下的气质调整技术可靠性、适应性和经济性进行研究， 明确天然气气质允许的变化范围，在保证终端设备运行安全可靠、高效环保的前提下，最大限度地增加 使用各种天然气资源的可能性，扩大天然气供应以满足市场需求。 3．2气源调配的具体技术路线分析混合气源的组分 多气源调配首先要分析混合气体的组成成分，天然气质量的互换性决定了不同气体间的可混合性。 由于气源的区域性，不同气源在性质和热值上会有微小的差异，如烷类含量比例，C02、N2等惰性气体 的含量等，而这些差异会产生以下影响：如天然气的燃烧特性的改变、火焰温度的升高导致废气中NO。 含量升高、对燃气质量要求高的燃烧装置如燃气轮机等导致其效率降低、干扰工艺流程的控制从而影响 流量计的精度等，为确保多气源混合后下游用气设备的安全、效率及烟气排放是天然气互换性的一个最 基本原则。因此，气体质量上的可互换性是多气源混合输送的一个基础。在确定两种气源能混合输送后， ‘154’I《煤气与热力》杂志社编辑出版 W哪．watergasheat．c。m 中国燃气运营与安全研讨会 2013·8 会议论文集 要严格控制混气比例以确保下游单位对天然气的燃烧特性的需求。 安徽省天然气开发股份有限公司目前主要采用西气东输和川气东送两大气源，为解决公司某支线用 气高峰单一气源不能满足下游需求的困境，公司采用西气、川气混合的方案予以解决。西气川气组分见 kPa)。 表1，(参比条件：0℃、绝对压力101．325 表I 西气川气组分参数表 组分(％) 名称 相对密度 甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 戊烷 氮气 西气东输 96．27 1．77 0．30 O．06 O．08 O．12 1．40 O．58 川气东送 97．oo 1．50 0．50 0．00 O．00 0．00 1．00 O．57 3．2．2依据混合后天然气密度设定流量计密度的调整值。 混合气源会对计量产生一定的影响，生产企业给出了电子计控器中质量换算成体积的公式： 体积=质量／密度×仪表系数(或当量系数) 在上式中，决定体积数值的有三个参数。一是质量，即质量流量计所称出来的量，这一数值准确与 否取决于计量检定机构；二是仪表系数(当量系数)，这是厂家为修正质量流量计所设定的，每个流量 计生产厂设定不同。如重庆巨创初始系数为1；郑州格瑞克初始系数为2；成都华气厚普起名为：当量系 数，初始系数为28000。每次检定中，通过调整这一参数，修正质量流量计误差，但检定有效期内不允 许再行更改；三是密度，密度是影响体积结算值的关键数据。因为天然气的组分不同，它的密度也会有 变化，因此，所以密度是影响体积换算的一个关键数据。 ①天然气理想气体相对密度的计算公式‘31为： ∥‘)一薯即甏 式
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