输气管道干线末段储气调峰研究

化工中间体
Chenmical Intermediate
· · 4
2015年第12期
前 言：随着能源结构的日益变迁，天然气将会跃升为新时期的重要能源支柱，天然气的用量呈现逐年上升的趋势。

具体结合城市的用气规律、上游供气的特征，确定日用气量和季节用气量以及所采用的储气调峰方式就显得尤为重要。

对于国内而言，用户和气源之间的连接方式是输气管道，用户用气量的瞬变性与管道储气性质紧密相关，因此利用管道储气，来缓解气田产量和居民用气量的不均衡的矛盾，是最合事宜的方式，可以减少储罐建设，降低建造成本。

一、管道储气的调峰原理
众所周知，输气管末段的门站处，天然气的供应量瞬息万变，其中在城市用气的问题上，将会出现每日、每月、每个季度的不均匀的用气规律。

由于供气量的忽高忽低，即有了用气量的高峰段和低谷段。

但是供气量和用气量的变化却不能等同起来，又有各自差异。

调峰的关键就是在用户供给充足的条件下协调用气和供气的不均衡。

下图给出了输气管末段用气量
的变化曲线。

从图中我们可以看出，0:00-7:00是用气低谷，平均小时供气量均大于用气量，此时段管道即可以用来储气，从而表现出的是系统压力逐步升高，甚至达到最高点。

7:00-21:00是用气高峰，平均小时供气量低于平均小时用气量，不够的气体由末段中积存的气体来弥补，表现出的是系统压力逐步下降，直至最低点。

之后又开始了周而复始的循环，而末段的压力和流量也在随城市耗气量的多少而时刻变化着，使得管道运行处于动态变化中。

我们可以利用在规划建设的诸多输气管道，在满足其输气要求的前提之下，适当增加管道的长度和直径，使得其具备一定的储气能力。

我们可以将其分为两类，一个是利用分输站间的长输管线末段储气，另一个是利用敷设在城市的高压管道末段储气。

长输管线的末端储气仅局限于管道的末段，而城市敷设的高压管线应用则更为广泛，利用高压管线末段储气是利用了末段管径小，承压能力强的特点，进而可以节省地下施工量和减少占地。

既可以满足管道储气的功能，又可以用来储气，反而无需增加多余的费用，岂不为一举多得，经济方便。

只是在应用储气作用时，还需要根据管网的敷设形式，长度和允许承压来确定，不得一概而论。

二、调峰量的确定
输气管道干线末段储气调峰研究
牛艺骁
（长江大学石油工程学院 湖北武汉 430100）
摘要：由于天然气输送系统时常发生供气量和用气量的不均衡，这会对以用气为主的城市带来诸多不利影响，而解决该问题的行之有效的方式就是进行天然气的调峰。

其中最经济有效的方式则是末段输气管道调峰，本文介绍了调峰的末段储气方式，分析了末段储气的原理和储气量的计算问题，加强对末段储气的研究将会对未来燃气输配带来更好的发展。

关键词：天然气；干线末段；调峰；储气能力中图分类号：T 文献标识码：A
1.实时调峰量
考虑到大多数居民、工业用户和商业性用户、饮食业在工作日和非工作日的用气量的差别很大，但是以周、月为周期的用气规律变化实为明显，从而可以根据周、月用气量来计算储气系数更为合理，可凭每月的用气量作为依据。

2.季节调峰量
把以每个季节为周期的余气量加以储存，可以作为气体的补充气，用以在供小于求时使用，使之整体达到一种供需平衡的状态，这就是季节性调峰。

而储气系数对于正确规划储气量是尤为重要的，若系数过小，无法起到调峰作用，系数过大，建设费用增加，资源不能合理利用。

其中规划年份中的供大于求的月不均匀系数对储气系数的影响尤为关键，季节性调峰的容积系数的计算式为:
%
100)2
1×−=∑j i k k A （各参数的含义　A：储气容积系数；i k ：k>1的月不均匀系数；j k ：k<1的月不均匀系数。

利用给出的同级城市的月不均匀系数、该地区的用气特点和发展前景共同规划该地区的月不均匀系数。

3.事故性调峰
实际供气过程中，极有可能会发生因为施工或者自然损坏导致的管道破裂、设备故障，使得正常输气无法进行，下游的供气量将会受到极大的影响。

因此，要充分考虑输气过程中的事故性调峰，此时将需要进行输气系统的调配，减少大型企业的用气量来保障居民正常用气，方才度过事故阶段。

三、管道末段储气量的计算
1.管线末段储气遵守原则
（1）用气高峰阶段时，输气管道末段应该能够全部释放积存的气体，用气低谷阶段时，末段能够积存所有多余的气体。

而且管道的最大压力不得超过所用压缩机的最大承压，且在压缩机的允许功率范围内。

（2）对于城市输气而言，最后一个门站的出站压力必须在压气站的工作压力范围之间，且充分考虑管道的承压能力。

（3）输气管网末段的最终压力要符合城市配气要求，即要高于配气管网的最小允许压力。

2.末段工况特征
（1）在管道调峰的储气过程中，末段管道的起点和终点的压力都处在增加的过程中。

（2）在管道调峰的供气过程中，末段管道的起点和终点的压力都处在降低的过程中。

（3）输气管道末段终点流量是变化的，但是起点流量和其它各段相同。

3.末段储气量的计算
城市用气量是瞬时变化的，此时气体的压力、温度、流速、密度等物性都处在变化之中，即处在非稳态，利用稳态计算法，实验结果小于实测数据的10%，即采用稳定流态计算法就能满足储气要求，且结果十分可靠。

管道起点的最高压力为max 1P ，管道终点的最高压力计算式为：
管道的末段的平均压力为
:
管道起点的最高压力min 2P ，计算起点的最低压力为
:管道起点的平均压力为;
注：储气开始时，终点最低压力应不低于配气站要求的最低供气压力；储气结束后，起点的最高压力应不超过最后一个压气站的最大出口压力或管路强度，则max 1min 2,P P 均为已知。

末段储气能力的计算;
初始时的储气量：
终了的储气量：
管道末段的储气量：
管段终了时末段的储气量为：S V V V +=min max 各参数的含义：：末段管道平均最高压力；：末段管道平均最低压力；max 1P ：末段管道起点最高压力；max 2P ：末段管道终点最高压力；min 1P ：末段管道起点最低压力；min 2P ：末段管道终点最低压力；Z：天然气压
缩系数；T ：管道内气体平均温度；0T :工程标准状态温度；0P ：工程标准状态压力；Z L ：末段管道长度；D：管道内直径；Q：输气量稳定流量；λ：管道水力摩阻系数；Δ ：天然气相对密度。

由上式可以得出，管道储气量取决于管压、管径、管长和供气量的大小，我们可以通过这几个量对储气方案进行优化设计。

要提高管道的储气能力，我们可以运用提高起始压力，增加管长，增大管径等方式。

结语：目前解决日不均衡供气最行之有效的方式就是管道的末端储气，我们应该着重分析影响储气能力的各种因素，对因素间的关系加以研究，方能选择出最合适的工艺参数和管道的结构，并进行优化设计调整。

由图我们可以得出管道的储气量是随用气量的变化而变化，然而变化趋势相反，且滞后于用气量的动态变化。

储气能力与起终点压力的选择息息相关，由实践证明，起始端的压力越大越好，而重点的压力确是越小越好。

针对输气过程中的不稳定工况应该加以重视，其来自于供用气的不平衡和管路设备故障，对于整个管道的安全和动态平衡的影响甚大。

为了针对不稳定工况提出事故自救方案和对策，我们应该分析并模拟各种可能出现的不稳定工况，对各参数变化加以量化，保障用气的均衡性。

参考文献
[1]高发连,成典旭.管道与地下储气库的天然气调峰技术[J].油气运,2006,25(12):32-34.
[2]陈永武　张　鹏:城市燃气调峰与安全供用气,油气储运,2002, 21(10)
[3]钟德鑫，苑莉钗.高压管道储气调峰在城市配气设计中的应用，油气储运，2003,22（2）
[4]黄葵等，瞬态模拟计算在城市燃气高压管道设计中的应用.煤气与热力，2004,24（2）
[5]动态模拟在燃气环网储气调峰设计中的应用.油气储运，2001,20
•【作者简介】牛艺骁（1992~），男，长江大学石油工程学院在读本科生，研究方向：油气田开发。

工业生产中存在的腐蚀形式，油田生产现场也一样的存在，两者在腐蚀产生的原因、机理上有区别，在腐蚀程度的变化与发展上有区别，在对应的防腐措施上也有着不同。

一、油田生产现场腐蚀形式
1.全面腐蚀整个金属表面基本上是均匀的腐蚀就称为全面腐蚀。

在海上石油生产现场，铺设在海底的管线，油田污水输送的管道等，存在于海水和还原性介质等的金属材料容易发生全面腐蚀。

2.局部腐蚀
由于油田产出液成分复杂和油田生产中设施（管网、
油田现场腐蚀形式与控制对策研究
樊友君 贺庆 杨滢 蒋冬梅 赵子元（重庆科技学院 重庆 401331）
摘要：油田生产现场包括钻井、采油、集输等作业工程，在每个阶段作业中，都涉及到生产工具和设备的腐蚀，腐蚀会给油田正常
生产带来阻碍，同时也会造成经济损失。

本文主要论述了石油生产现场不同形式的腐蚀机理，提出了控制对策参考，望为油田防腐措施提供理论参考。

关键词：油田现场；腐蚀形式；控制对策中图分类号：T 文献标识码：A
基金项目：重庆市自然科学基金项目（CSTC，2010BB4281）；重庆科技学院研究生科技创新计划项目（YKJCX2015010）。

上接4页
下转6页。