关于城市燃气工程规划设计几点体会

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【摘 要】从城市燃气规划设计的角度出发，为了既满足安全稳定供气，又平衡各地区用厂的正常运行工况，并满足各类事故工况。本文主要基于笔者从事多年燃气工程方面的工作经验，谈几点燃气规划心得，仅供参考！

【关键词】燃气；规划；气源

随着沿海城市工业经济发展及城市快速拓展，特别是深圳和东莞进实施LNG（Lique-fied Natural Gas，液化天然气）项目以来，城市燃气的经营规模日益壮大。为此，笔者作为燃气城市规划设计员，针对本区域城镇管道燃气规划，查找存在的问题，并在此基础上提出若干建议。

1 燃气利用现状

城市化进程的快速发展，而燃气市场由几家企业独立经营，各自为政、自成系统，不能进行集中的统一调度管理。并且有的公司退出后，地下管网状况不明，运行中矛盾多，浪费严重，输配系统整体布局不科学，配置不合理。

城市的燃料供应结构中，煤炭在一次性消费能源中仍处于主导地位。而这样一个能源消费结构和以之带来的环境污染问题，破坏城市的生态环境，对城市的居住环境产生重要的影响，直接影响到经济、能源、环境的可持续发展。在东莞市天然气占一次能源消费比重为4.3%，低于国内中心城市天然气占一次能源消费中的比重。可以看出，一方面天然气占一次能源比例过低，没有得到合理、高效利用，使能源结构调整的任务加大。另一方面天然气资源得不到充分保证，导致其市场开发和应用的困难。

城市作为能源输人型积聚地，要合理优化能源结构，逐步降低煤炭消费比重，大力发展天然气。在积极争取气源的基础上，充分利用优质、高能、低污染的天然气资源，扩大天然气应用领域，努力提高天然气在城市能源中所占的比重。

2 气源

目前国内城市燃气常采用的气源有煤制气、重油制气、液化石油气、天然气四种。煤制气包括焦炉气、直立炉气、水煤气、发生炉气以及二段炉气，从目前各煤制气公司运营状况看，普遍存在投资大，生产工艺复杂，管理环节多，生产成本高，亏损严重的问题，而且对于煤源以外供为主的城市，在落实煤源及运输等方面都存在一定的困难。

重油制气大致可分为热裂解法、催化裂解法、商分氧化法及加氢裂解法等，目前国内使用的制气方法以前两种为主，其中热裂解法产生的煤气热值较高，一般采用与低热值煤气混合供应的方式，但气化效率较低。催化裂解制气则存在随着产气量增大，副产品焦油难于处理的问题，从最近情况看，我国油品价格放开后，重油供应渠道增多，但因重油中硫含量较高，对环境有一定污染。

天然气作为世界公认的优质能源具有气质好，热值高，无污染等特点，是城市燃气的首选气源，而且从经济性分析，利用天然气作燃料只有水电平均投资的25%，石油投资的8.7% ，煤炭投资的41% ，城市煤制气投资的62%，而且从日前中国石油天然气集团公司对中西部地区“四大气田”西气东输以及利用进口天然规划方案分析，2010年国产天然气西气东输供应量达240亿米3/年，而且随着能源市场的进一步开放，届时如能从俄罗斯或中东地区进口天然气，并在东南沿海地区进口的LNG，再加上国产近海气以及煤层气的利用，到2010年我国天然气产量将接近1000亿米3/年，所有这些都将为今后天然气作为城市燃气的气源创造有利的条件。

液化石油气目前在我国城市气供应中占第一位，占全国供应总气量的60%以上。液化石油气供应方式主要是瓶装供应，近年来，随着城市经济的发展，人民生活水平不断提高，许多城市和经济开发区逐步改为管道供应方式。液化石油气最大的优点是投资省、上马快、工艺流程简单、燃气质量高、稳定、无环境污染等。根据调查，液化石油的供应前景是好的，国内有炼油厂、石化厂、油田等生产的液化石油气约600万吨/年，用于城市燃料的204万吨/年，其他300 - 400万吨/年为各生产厂自用燃料或其他工业用燃料或原料，近年来各生产厂把自用部分调济出厂并投放市场。同时国外进口液化石油气约340万吨/年，大部分也作为民用燃料，所以液化石油气可亩国内、国外两个市场供给，液化石油气气源是非常充足的。

目前，国内燃气行业因受成本及环保等因素限制，许多原采用煤制气为气源的城市都在进行气源转换，逐步向成本较低、环保效益好的液化石油气及天然气过渡。因此，从规划角度看，在天然气到来之前，因地制宜地发展多种形式的液化石油气供应，即实现了远期以天燃气为主的目标，又不妨碍近期燃气用户的发展，各个城市也比较容易接受。

3 关于输配系统压力级制及供气方式的确定

燃气输配系统的压力级制是输配系统的关键，与城市的供气规模、供应方式、储气调峰设施密切相关，而且受到现状输配系统压力级制以及城市发展状况的制约，其中现状输配系统压力级制主要涉及到现状系统的置换改造问题，而供气规模、储气调峰设施的设置则直接影响压力级制的确定。作为城市输气干线，在确定其负荷水平时应考虑的长远一些，在管网压力级制上要留有一定余地，以便输气能力能适应远期负荷发展的需要；对于中压管网压力级制的确定，涉及因素较多，一方面受上一级高压管网工作压力制约，反过来又影响高压管网的输送能力，另一方面又影响到储气容积的确定，因此确定中压管网压力级制的基本原则应是在满足各类用户供气压力和管网经济性的前提下，合理确定中压管网的起点压力。

城市燃气的供气方式应根据城市的人口规模、供气规模、用气负荷的气化条件及其分布等诸多因素确定。

目前深圳和东莞城市输配系统主要供气方式应该是高中压两级系统，高中压管道在输配系统中的使用，既要充分利用上游供气压力，又要结合城市的实际情况，合理确定压力级制，保证系统经济、合理，满足城市发展的要求。城镇燃气输配系统中高等级压力的应用，不仅对场站内设备及运行影响较大，更重要的是高等级压力的燃气管道在输配系统中如何应用。

目前国内各城市高压储气设施以球罐为主，从高压管道和球罐的单位储气量投资上看，高压管道储气的费用高于球罐储气。但高压管道在输配系统中用于储气，在优化系统方案的同时，还可以减少以下几方面的投资：

3.1 输配系统设置高压管道后，对中压管网形成两点或两点以上的供气点，中压管网的平均管径比单点供气会相应减小，可降低中压管道投资；

3.2 输配系统中使用高压管道进行配气和储气，将不再设球罐及相应附属设施；

3.3 储气不采用球罐，储罐的开罐检查及运行维护等费用也能避免。

高压燃气管道应用在城镇燃气输配系统中，作为输、配气及储气设施的影响条件体现在以下4方面：

（1）上游供气压力能否达到高等级压力。

（2）不考虑储气，只考虑输、配气，输配系统是否需要高压管道，如系统中考虑多点供气，可采用高压配气。

（3）考虑高压管道用作储气时，储气量的大小是选择储气方式的主要因素。

（4）高压管道沿线敷设条件。如为了储气，将原来低压力等级提到高压力等级，就需要确定有无敷设条件。

中低压两级系统由中压管道、调压设施、低压管道、庭院及户内管组成，其调压设施通过能力较大，可供应2000-3000户居民用气，供气半径0.6-0.8公里，这种方式调压设施数量少，维修管理方便，但低压管道管径大，用户灶前压力波动大。中压一级系统由中压干管、中压支管、调压设施、庭院及户内组成，分柜式、箱式和用户调压三种形式，这三种形式都是中压支管直接进入小区内或到楼前，其中柜式调压方式于以往各城市普遍应用的调压站，不需建房，可在小区风露天设置，体积小，不需征地，一般供应居民在1500户左右，不跨小区供应，这种调压方式适用于用户较为集中的多层住宅小区，低压管道与庭院管道合并，可降低投资且维护管理较方便；箱式调压方式是将调压箱设于住宅楼外墙，这种因减少了低压管道，投资较省，但调压箱口径小，只能供应100户左右，调压箱数量较多，管理不便，这种方式，适用于向比较零散的多层住宅和平房供气。

此外还有中压直接入户的中压一级系统，燃气经中压支管、中压庭院管后，直接入户，在户内调压后向用户供气，这种供气方式的最大优点在于调压装置各户分开，用户之间影响较小，用气高峰所表现出来的波动不明显，燃具基本处在额定压力下工作，运行工况较好，此种方式适用于向别墅区、高层和零星用户供气。

综上所述，一个城市燃气规划、设计应充分考虑到多气源互补、各管网系统设置合理，与城市总体规划、环境规划相结合，选用优质气源，确保城市燃气用户安全、稳定、高效地使用燃气，减少大气污染，还城市一片蓝天。

参考文献：

[1]段常贵.燃气输配.北京：中国建筑工业出版社，2001

[2]赵淑珍，周丁.城市燃气管道设计施工中常见问题浅析. 天然气与石油.2005.

[3]张晋英.试论城市燃气规划和可行性研究问题 山西建筑.2007.