隨著我國城鎮(zhèn)化的深入發(fā)展，城鎮(zhèn)人口規(guī)模不斷擴大，天然氣的需求也將日益增加，加之環(huán)境污染問題的日趨嚴(yán)重，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高天然氣在我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比重，極大的促進了天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，然而，在天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴大的背后，城市燃氣儲氣調(diào)峰依然是一項很重要的課題。城市燃氣的用氣量是隨時間而變化的，存在著月、日、時的不均勻性，但是氣源的供氣又是基本穩(wěn)定的，這樣就產(chǎn)生了供氣和用氣之間的不平衡，時而供大于需時而又供不應(yīng)求。為了解決均勻供氣與不均勻用氣之間的矛盾，保證各類用戶能夠得到足夠流量和正常壓力的天然氣，就必須采取有效的城市燃氣儲氣調(diào)峰手段，即在用氣量小時將富余的天然氣儲存起來，在用氣高峰或輸配系統(tǒng)發(fā)生故障時用作補充氣源。
城市燃氣儲氣調(diào)峰方式
(1)地下儲氣庫儲氣
地下儲氣庫儲氣是利用地下多孔巖層或封閉洞穴儲存燃氣，儲存容量大，不受氣候影響，維護管理簡便，安全可靠，不影響城鎮(zhèn)地面規(guī)劃，不污染環(huán)境，投資少，相比其他儲氣方式有比較明顯的優(yōu)勢，主要用作調(diào)節(jié)燃氣的季節(jié)供需不平衡，保障供氣高峰的需要。通常有以下幾種方式進行地下儲存：枯竭油氣田儲氣、地下含水層儲氣、鹽礦層儲氣和巖穴儲氣，其中利用枯竭油氣田儲氣最為經(jīng)濟，巖穴儲氣投資較大，其他兩種方式在有適宜地質(zhì)構(gòu)造的地方可以采用。
(2)液化天然氣存儲
將天然氣冷卻至-163℃時就可將其液化，此時天然氣的體積是氣態(tài)時的1/600，極大的縮小了體積，因此，在沒有條件建設(shè)地下儲氣庫進行季節(jié)調(diào)峰的地區(qū)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后可以設(shè)置液化天然氣儲存站。天然氣液化后在常壓低溫下儲存比較安全，適用于各種情況的供氣與用氣之間的不平衡。用氣高峰時，經(jīng)過再汽化，即可供氣，天然氣的液化和再汽化都需要消耗一定的能量，只有儲存量較大時經(jīng)濟上才合算。由于液化天然氣的溫度特別低，因此生產(chǎn)安全問題十分重要，要做好相關(guān)人員的安全教育和安全防護工作。
(3)儲氣罐儲氣
儲氣罐是地上儲氣庫的主要設(shè)備，根據(jù)儲氣壓力的不同分為高壓和低壓儲氣罐，低壓儲氣罐又分為濕式和干式兩種。高壓儲氣罐是定容儲罐，通過改變氣體的壓力來儲存氣體；低壓濕式罐是將鐘罩放置在水槽中，鐘罩隨著天然氣的進出而升降，利用水封隔絕罐內(nèi)的天然氣和罐外的空氣；低壓干式罐的主要部件為罐體和活塞，燃氣儲存在活塞以下，儲氣量多少通過活塞上下移動控制。
(4)天然氣管道儲氣
天然氣管道儲氣分為長輸管道末端儲氣和城市高壓外環(huán)儲氣。長輸管道末端儲氣是利用長輸管道最后一個壓縮機到管道終點之間的管道進行儲氣，當(dāng)城市用氣量小于最后一個壓縮機的輸送量時，將富余氣體儲存在末端管道中，當(dāng)城市用氣量大于最后一個壓縮機的輸送量時，用之前儲存的氣體來補充。城市高壓外環(huán)儲氣則利用城市外圍的高壓管網(wǎng)進行儲氣，它充分利用了長輸管線末端較高壓力和城市中壓管網(wǎng)的壓力差進行儲氣調(diào)峰。管道儲氣方便，不需要額外投資，但是儲氣量較小，儲氣壓力有一定范圍，只適用于城市燃氣小時調(diào)峰。
(5)天然氣的固態(tài)存儲
將天然氣在一定的壓力和溫度下，轉(zhuǎn)變成固體的結(jié)晶水合物，儲存于儲罐中，天然氣水合物的溫度為-40℃~-45℃，儲存容積約為同量液化天然氣容積的6倍，可見天然氣固態(tài)存儲的優(yōu)點非常明顯，設(shè)備也不復(fù)雜，但由于工藝上的原因，該方法尚未實際使用。
城市燃氣調(diào)峰案例
(1)馬鞍山市儲氣調(diào)峰
馬鞍山市氣源為西氣東輸天然氣，從南京-蕪湖市支干線接氣，2010年時月最大日用氣量為80.8萬m3，解決小時調(diào)峰需調(diào)峰氣量為20.2萬m3，儲氣系數(shù)為25%，2010年在門站儲配站內(nèi)建球罐儲氣進行小時調(diào)峰。
(2)深圳市儲氣調(diào)峰
有學(xué)者討論了深圳市的用氣調(diào)峰，深圳市的用氣由廣東LNG站供應(yīng)，雙方約定的供氣方式保障了深圳市的月、日不均勻用氣的調(diào)峰由上游保障，而燃氣小時調(diào)峰需深圳市自己解決。根據(jù)現(xiàn)有供氣情況計算預(yù)計到2020年，深圳市最大日小時用氣量最高值為21.87萬m3，最低值為1.76萬m3，用氣量變化波幅達到20.11萬m3，日儲氣容積為67.06萬m3，儲氣系數(shù)為20%，結(jié)合實際深圳市采用自備調(diào)峰設(shè)施的辦法來解決城市燃氣小時調(diào)峰。在確定日儲氣容積的情況下，通過投資和運行費用比較，確定高壓管道儲氣為深圳市小時調(diào)峰方式。
城市燃氣調(diào)峰方案的選擇
上述幾種調(diào)峰方式各有優(yōu)點，地下儲氣庫儲氣量大，可用于城市燃氣季節(jié)調(diào)峰使用，在沒有條件建設(shè)地下儲氣庫進行季節(jié)調(diào)峰的地區(qū)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后可以設(shè)置液化天然氣儲存站，天然氣管道末端儲氣調(diào)峰和高壓管道儲氣調(diào)峰投資少，儲氣方便，適用于城市燃氣小時調(diào)峰，儲氣罐儲氣用于城市燃氣小時調(diào)峰。城市在進行調(diào)峰方案選擇時，應(yīng)結(jié)合實際情況，對各種儲氣調(diào)峰方式進行經(jīng)濟技術(shù)比較后確定。
城市燃氣儲氣調(diào)峰方式
(1)地下儲氣庫儲氣
地下儲氣庫儲氣是利用地下多孔巖層或封閉洞穴儲存燃氣，儲存容量大，不受氣候影響，維護管理簡便，安全可靠，不影響城鎮(zhèn)地面規(guī)劃，不污染環(huán)境，投資少，相比其他儲氣方式有比較明顯的優(yōu)勢，主要用作調(diào)節(jié)燃氣的季節(jié)供需不平衡，保障供氣高峰的需要。通常有以下幾種方式進行地下儲存：枯竭油氣田儲氣、地下含水層儲氣、鹽礦層儲氣和巖穴儲氣，其中利用枯竭油氣田儲氣最為經(jīng)濟，巖穴儲氣投資較大，其他兩種方式在有適宜地質(zhì)構(gòu)造的地方可以采用。
(2)液化天然氣存儲
將天然氣冷卻至-163℃時就可將其液化，此時天然氣的體積是氣態(tài)時的1/600，極大的縮小了體積，因此，在沒有條件建設(shè)地下儲氣庫進行季節(jié)調(diào)峰的地區(qū)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后可以設(shè)置液化天然氣儲存站。天然氣液化后在常壓低溫下儲存比較安全，適用于各種情況的供氣與用氣之間的不平衡。用氣高峰時，經(jīng)過再汽化，即可供氣，天然氣的液化和再汽化都需要消耗一定的能量，只有儲存量較大時經(jīng)濟上才合算。由于液化天然氣的溫度特別低，因此生產(chǎn)安全問題十分重要，要做好相關(guān)人員的安全教育和安全防護工作。
(3)儲氣罐儲氣
儲氣罐是地上儲氣庫的主要設(shè)備，根據(jù)儲氣壓力的不同分為高壓和低壓儲氣罐，低壓儲氣罐又分為濕式和干式兩種。高壓儲氣罐是定容儲罐，通過改變氣體的壓力來儲存氣體；低壓濕式罐是將鐘罩放置在水槽中，鐘罩隨著天然氣的進出而升降，利用水封隔絕罐內(nèi)的天然氣和罐外的空氣；低壓干式罐的主要部件為罐體和活塞，燃氣儲存在活塞以下，儲氣量多少通過活塞上下移動控制。
(4)天然氣管道儲氣
天然氣管道儲氣分為長輸管道末端儲氣和城市高壓外環(huán)儲氣。長輸管道末端儲氣是利用長輸管道最后一個壓縮機到管道終點之間的管道進行儲氣，當(dāng)城市用氣量小于最后一個壓縮機的輸送量時，將富余氣體儲存在末端管道中，當(dāng)城市用氣量大于最后一個壓縮機的輸送量時，用之前儲存的氣體來補充。城市高壓外環(huán)儲氣則利用城市外圍的高壓管網(wǎng)進行儲氣，它充分利用了長輸管線末端較高壓力和城市中壓管網(wǎng)的壓力差進行儲氣調(diào)峰。管道儲氣方便，不需要額外投資，但是儲氣量較小，儲氣壓力有一定范圍，只適用于城市燃氣小時調(diào)峰。
(5)天然氣的固態(tài)存儲
將天然氣在一定的壓力和溫度下，轉(zhuǎn)變成固體的結(jié)晶水合物，儲存于儲罐中，天然氣水合物的溫度為-40℃~-45℃，儲存容積約為同量液化天然氣容積的6倍，可見天然氣固態(tài)存儲的優(yōu)點非常明顯，設(shè)備也不復(fù)雜，但由于工藝上的原因，該方法尚未實際使用。
城市燃氣調(diào)峰案例
(1)馬鞍山市儲氣調(diào)峰
馬鞍山市氣源為西氣東輸天然氣，從南京-蕪湖市支干線接氣，2010年時月最大日用氣量為80.8萬m3，解決小時調(diào)峰需調(diào)峰氣量為20.2萬m3，儲氣系數(shù)為25%，2010年在門站儲配站內(nèi)建球罐儲氣進行小時調(diào)峰。
(2)深圳市儲氣調(diào)峰
有學(xué)者討論了深圳市的用氣調(diào)峰，深圳市的用氣由廣東LNG站供應(yīng)，雙方約定的供氣方式保障了深圳市的月、日不均勻用氣的調(diào)峰由上游保障，而燃氣小時調(diào)峰需深圳市自己解決。根據(jù)現(xiàn)有供氣情況計算預(yù)計到2020年，深圳市最大日小時用氣量最高值為21.87萬m3，最低值為1.76萬m3，用氣量變化波幅達到20.11萬m3，日儲氣容積為67.06萬m3，儲氣系數(shù)為20%，結(jié)合實際深圳市采用自備調(diào)峰設(shè)施的辦法來解決城市燃氣小時調(diào)峰。在確定日儲氣容積的情況下，通過投資和運行費用比較，確定高壓管道儲氣為深圳市小時調(diào)峰方式。
城市燃氣調(diào)峰方案的選擇
上述幾種調(diào)峰方式各有優(yōu)點，地下儲氣庫儲氣量大，可用于城市燃氣季節(jié)調(diào)峰使用，在沒有條件建設(shè)地下儲氣庫進行季節(jié)調(diào)峰的地區(qū)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后可以設(shè)置液化天然氣儲存站，天然氣管道末端儲氣調(diào)峰和高壓管道儲氣調(diào)峰投資少，儲氣方便，適用于城市燃氣小時調(diào)峰，儲氣罐儲氣用于城市燃氣小時調(diào)峰。城市在進行調(diào)峰方案選擇時，應(yīng)結(jié)合實際情況，對各種儲氣調(diào)峰方式進行經(jīng)濟技術(shù)比較后確定。
來源：標(biāo)準(zhǔn)天然氣
