【正文】 建設(shè)速度快、供應(yīng)靈活性大、污染小的特點。隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展和大量從國外進(jìn)口液化石油氣，液化氣供應(yīng)事業(yè)得到了廣泛迅速的發(fā)展，液化氣已成為城市燃?xì)夤獾闹匾獨庠础＝鼛啄陙?, 隨著改革開放，國內(nèi)市場與國際市場相接軌，根據(jù)能源需求，國內(nèi)一些沿海省、市地區(qū)如福建、廣東、浙江、江蘇、山東、天津等地先后從國際市場購進(jìn)液化石油氣，緩解了國內(nèi)液化氣市場的供需矛盾 。液化石油氣作為城市燃?xì)鈿庠矗m不及天然氣，但與煤制氣和泊制氣比較，具有投資省、見效快、占地少、無污染；而且氣源來源渠道多，工藝流程簡單等優(yōu)點。但由于儲運(yùn)能耗較大，運(yùn)行成本較高，價格波動大，另外因其受環(huán)境氣象條件的影響而使供氣壓力低，供氣范圍小，同時受氣源來源與運(yùn)輸條件制約的因素較多，在有天然氣的條件下不宜作為長期運(yùn)行的主氣源。 天然氣天然氣是城市燃?xì)庾罾硐氲臍庠础Ｌ烊粴鈿赓|(zhì)無毒、干凈、雜質(zhì)少。一具有投資小、運(yùn)行成本低、熱值高的特點。1994 年，我國天然氣生產(chǎn)量為 億米 3，其中做為城市燃?xì)獾募s占 45% 。為適應(yīng)社會市場需求，正在規(guī)劃研究東南沿海引進(jìn)應(yīng)用液化天然氣項目，以及俄羅斯伊爾庫茨克氣田向中國供氣的可行性，這將大力改善我國能源結(jié)構(gòu)。天然氣管道建設(shè)將是未來中國管道建設(shè)中最熱的熱點，在未來的一段時間內(nèi)中國將建設(shè)大批的天然氣管道。繼西氣東輸管線之后，中國還將啟動 “ 俄氣南送 “ 工程，該管線計劃 2005 到 2007 年建成投產(chǎn)，該項目對我國東北和環(huán)渤海地區(qū)的發(fā)展將具有重大的政治和經(jīng)濟(jì)意義。此外，為了改善東南沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長迅速 , 缺少能源的狀況，經(jīng)國家批準(zhǔn)，廣東珠江三角洲地區(qū)將首先引進(jìn)國外液化天然氣 (LNG) 資源，作為 LNG 項目的試點，該管線由一條主干線及兩條支線組成，全長 327 公里，主干線由深圳至廣東，現(xiàn)已完工。另外，為了使近海天然氣登陸，我國還將建設(shè)山東膠東半島天然氣管網(wǎng)、東海春曉氣田向浙江供氣的東海天然氣管道、南海氣田向海南和廣西的管線等。目前中國天然氣資源量為 38 萬億立方米，截止到 2000 年我國己累計探明天然氣儲量 萬億立方米，預(yù)計 2006年中國天然氣年產(chǎn)量可達(dá)到500 億立方米。中國規(guī)劃加速建設(shè) “ 西、東、南、北、中 “ 五大天然氣基地。 “ 西 “就是西氣東輸工程：” 東 “ 就是東海天然氣資源開發(fā) ,2004 年實現(xiàn)海氣上岸：” 南 “ 就是加快發(fā)展川西地區(qū)天然氣 , 以每年增加 223 億立方米的速度，實現(xiàn)跳躍式發(fā)展：” 北 “ 就是加快鄂爾多斯北部天然氣資源的開發(fā) ,參與向東部地區(qū)供氣：” 中 “ 就是進(jìn)一步發(fā)展中原油田的天然氣資源，擴(kuò)大向山東市場的供氣量。因此，21 世紀(jì)，作為朝陽產(chǎn)業(yè)的石油天然氣業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景，中國必將迎來油氣管道建設(shè)的大發(fā)展時期。綜上所述，根據(jù)某的地理位置及現(xiàn)有條件，即西氣東輸?shù)墓艿拦こ掏緩胶林菔械睦粒茨系纳细G，距離某縣城約 160 公里，氣源可靠，運(yùn)輸方便，故選擇天然氣為氣源，實施天然氣供氣工程。1）工程規(guī)模及概況：西氣東輸工程是我國西部大開發(fā)的一項規(guī)模宏大、標(biāo)志性的序幕性工程，是 “ 十五 “ 期間國家安排建設(shè)的特大型基礎(chǔ)設(shè)施，是一項艱巨的歷史任務(wù)。總投資預(yù)計 1600 億元，其主要任務(wù)是將新疆塔里木盆地的天然氣送往豫、皖、江、浙、滬地區(qū)，沿線經(jīng)過新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、某、江蘇、上海、浙江十個省市區(qū)。西氣東輸工程包括塔里木盆地天然氣資源勘探開發(fā)、塔里木至上海天然氣長輸管道建設(shè)以及下游天然氣利用配套設(shè)施建設(shè)。西氣東輸工程主干管道全長 4000 公里左右，輸氣規(guī)模設(shè)計為年輸商品氣 120 億立方米，建成后將成為我國第一條大口徑、長距離、高壓力、多級加壓、采用先進(jìn)鋼材并橫跨長江下游寬闊江面的現(xiàn)代化、世界級的天然氣干線管道。西氣東輸工程將作為我國進(jìn)入新世紀(jì)后的第一個重大建設(shè)項目而載入史冊。西氣東輸工程是我國對經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整舉措。要保持經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，必須以提高經(jīng)濟(jì)效益為中心，對經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行戰(zhàn)略性調(diào)整。這是我國 “ 十五 “ 計劃的主線。我國已經(jīng)到了以結(jié)構(gòu)調(diào)整促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段，不調(diào)整就不能繼續(xù)前進(jìn) , 不調(diào)整就不能健康發(fā)展。實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，加快中西部地區(qū)發(fā)展，是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重大部署。2）工程投資管道工程起于新疆塔里術(shù)輪南油田，終于上海，穿越四省一市，全長約 4000 公里。整個西氣東輸工程總投資約 1643 億元 ( 預(yù)可行性研究報告數(shù) )，其中氣田勘探 284 億元，管道工程 485 億元。 用戶用氣量的確定城市用氣受氣候、季節(jié)、生活習(xí)慣和工業(yè)企業(yè)工作班制等因素的影響 ,具有一定的波動性，從而形成月，日和小時不均勻性。居民及商業(yè)用戶的不均勻系數(shù)應(yīng)根據(jù)管道燃?xì)鈱嶋H運(yùn)行測算，因某縣尚無大規(guī)模管道燃?xì)夤?yīng)，無此實際數(shù)據(jù)。根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》及某縣城的具體情況 ,并參考其它類似城鎮(zhèn)居民及商業(yè)用戶的用氣情況，確定居民及商業(yè)用戶的用氣高峰系數(shù)如下：月高峰系數(shù) : Km=日高峰系數(shù) : kd=小時高峰系數(shù) :kh=根據(jù)各類用戶的耗氣量計算，另外考慮總用氣量的 3% 未可預(yù)見氣量。 計算月平均日用氣量居民用戶、商業(yè)用戶和未預(yù)見用戶的計算月平均日用氣量按下式計算 :Qd= Qa式中 :Qd 計算月平均日用氣量 (m3/d)；Qa 年用氣量 (m3/y)；n 年燃?xì)庾畲筘?fù)荷天數(shù) (d)。 其值為：n = 高峰小時計算流量居民用戶、商業(yè)用戶和未預(yù)見用戶用氣的小時計算流量按下式計算 :Qh = Qa式中 :Qh 小時計算流量 (m3/h)；Qa 年用氣量 (m3/y)；n 年燃?xì)庾畲筘?fù)荷小時數(shù) (h)； 其值為：n= 工業(yè)用戶的計算月平均日用氣量 = 工業(yè)用戶年用氣量 / 年供氣小時數(shù)。 儲氣量的確定本工程氣源為壓縮天然氣，由高壓天然氣撬車將其運(yùn)至儲氣供氣站向城鎮(zhèn)供氣。壓縮天然氣供應(yīng)由于是受撬車數(shù)量、運(yùn)輸條件、運(yùn)距及氣候條件等不穩(wěn)定因素的限制，為保證安全穩(wěn)定供氣，需建儲氣設(shè)施。儲氣容積應(yīng)按照儲存天數(shù)計算。參照《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》中的混氣站內(nèi)液化氣的儲存天數(shù)為 24 天，再考慮某縣受地理位置和氣象條件的限制，本工程最終規(guī)模所需的儲氣量按計算月 2 天的用氣量計算，即本工程所需儲氣量為1萬米3。 總工藝流程 工藝流程簡介壓縮天然氣由高壓天然氣鋼瓶撬車送入儲氣供氣站，首先用高壓接管和快裝接頭與撬裝鋼瓶車連接。壓縮天然氣通過控制閥門首先送入儲氣井，當(dāng)鋼瓶壓力與儲氣井壓力平衡后，關(guān)閉控制閥門，撬裝車余下氣體依序送入下一氣井。直到氣井壓力與撬裝車鋼瓶內(nèi)壓力平衡，關(guān)閉控制閥門。撬裝車余下氣體通過控制閥門在一級換熱器內(nèi)預(yù)熱，進(jìn)入二級換熱器加熱。經(jīng)計量、加臭由出口閥門輸入地下中壓管道的城鎮(zhèn)管網(wǎng)供氣。另外氣井內(nèi)的天然氣作為儲配氣源也可通過二級調(diào)壓向城市管網(wǎng)供氣。3．工藝技術(shù)及設(shè)備方案 確定方案的依據(jù)1）建設(shè)規(guī)模2）介質(zhì)性質(zhì)3）城市規(guī)劃及居民需求4）設(shè)計委托要求西氣東輸工程在途徑某毫州市的利辛、淮南市的上窯及合肥附近三處預(yù)留了管道接口。采用長輸管線供氣方式就是從其中的一個接口處接入一條高壓輸氣管線 , 顯然從合肥的預(yù)留管道接口接長輸管線最近 , 大約 160公里，其輸氣管線路徑為：合肥肥西某。同時建設(shè)一座天然氣儲氣供氣站，向城鎮(zhèn)管網(wǎng)供氣。儲氣供氣站的天然氣一般為壓縮天然氣 , 又稱 CNG 站 , 是近幾年國內(nèi)發(fā)展和應(yīng)用較為迅速的一種供氣方式。它機(jī)動性強(qiáng) , 儲運(yùn)方便，氣源穩(wěn)定 , 價格波動小。其主要工藝是將天然氣凈化壓縮后進(jìn)行儲運(yùn) , 一般是由專用壓縮天然氣撬車運(yùn)至天然氣儲氣供氣站 , 經(jīng)儲存、調(diào)壓、計量、加臭后輸入城市供氣管網(wǎng)。該系統(tǒng)具有工藝簡單、投資省、成本低、工期短、見效快的優(yōu)點，適用于向距氣源較近的中小城鎮(zhèn)供氣。目前北京周邊縣城己建成幾座壓縮天然氣儲氣供氣站 , 并已有了成功的運(yùn)行經(jīng)驗 , 該供氣工藝技術(shù)上是先進(jìn)成熟的 , 供氣設(shè)備也是安全可靠的。壓縮天然氣站供氣方式具有一定的推廣應(yīng)用價值 , 為城鎮(zhèn)提供了一種新的燃?xì)夤?yīng)方式。長輸管線供氣適用于有較大規(guī)模供氣量的工程，因為鋪設(shè)一條長達(dá) 60公里、直徑為 DN 200 的高壓輸氣管線其工程投資約 3000 萬元左右，同時還要建壓縮天然氣儲氣供氣站，總投資約 5500 萬元，一次性投資大。而某現(xiàn)有人口 13 萬人，即使到 2010 年人口發(fā)展預(yù)測為 20 萬人，按最終規(guī)模的供氣量考慮，其年用氣量為 1526 萬立方米，顯然是不經(jīng)濟(jì)的，而近期先建壓縮天然氣儲氣供氣站，用 2 部高壓撬車作為儲運(yùn)設(shè)備，設(shè)置4臺高壓儲氣井，待發(fā)展至最終規(guī)模時，再增加相應(yīng)數(shù)量天然氣儲氣井，這樣先期即可以保證供氣，又使投入的啟動資金不是很大，并可以滾動式發(fā)展，所以這種供氣方案比較經(jīng)濟(jì)可行。 工程實施比較長輸管線供氣所要求的基礎(chǔ)條件較多，涉及外部協(xié)調(diào)方面的工作量大，受制約的因素也多，主要是應(yīng)有詳細(xì)的地質(zhì)勘測資料、沿途占地所需批復(fù)文件等，同時管材的防腐、焊接安裝及質(zhì)量檢測均比較復(fù)雜，此外，還要穿越河流等難點工程，建設(shè)周期長。而建壓縮天然氣儲氣供氣站所要求的基礎(chǔ)條件就簡單多了，可利用現(xiàn)有的公路運(yùn)輸，不需要建設(shè)很多設(shè)施。 儲氣方案比較1）儲氣壓力天然氣的儲氣壓力可根據(jù)來氣的具體情況分為低壓儲氣和高壓儲氣。高壓儲氣的壓力一般大于 , 儲存壓力高，儲氣設(shè)施體積小，節(jié)省占地，經(jīng)調(diào)壓后可向中壓管網(wǎng)供氣，無需加壓，節(jié)省能耗和運(yùn)行費用。低壓儲氣的壓力一般為 2300~400Opa, 儲氣壓力低，儲氣設(shè)施體積大，占地面積大，向中壓管網(wǎng)供氣需加壓，能耗大， 運(yùn)行費用高，低壓儲氣一般用于低壓氣源的情況。根據(jù)本工程的具體情況，壓縮天然氣的氣源壓力高，采用高壓儲氣方式能充分利用天然氣本身的壓力，節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本。所以本工程采用高壓儲氣方式。2） 儲氣方式球形儲罐由于占地面積大，并需配套消防設(shè)施，本工程不予考慮此方案。而采用地下儲氣井儲氣。地下儲氣井具有以下特色及優(yōu)點：（1）井無焊點、漏點少、操作簡單可靠。（2）地下儲氣井由于深埋于地下，它“冬暖夏涼”，保持輸出氣體恒溫、均壓、不受大氣污染影響，不隨地面氣溫的變化而熱漲冷縮，不影響儲氣量和加氣計量。（3）安全程度高，地下儲氣井額定工作壓力25MPa，套管經(jīng)爆破試驗（85MPa）套管釋放高壓、撕裂地層泄壓，地面只有微小感覺。（4）地下儲氣井由于其獨有井內(nèi)排液管，可為CNG站進(jìn)行二次脫水，即利用通到井底的排液管，將干燥器未脫盡的水分從排液管排出，使井內(nèi)天然氣始終保持潔凈、干燥、恒溫、不產(chǎn)生冰堵等異?，F(xiàn)象，從而使充氣效率顯著提高。（5）地下儲氣井占地面積小，防火間距小。按儲氣量3000m3測算，占地面積最小可2m2以內(nèi)，同時根據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》GB501562002中的規(guī)定，地下儲氣井裝置不需設(shè)消防水池、防爆墻等消防設(shè)施，節(jié)約了投資。（6）地下儲氣井”一次投資，永久受益”，不需要業(yè)主任何二次安裝及基礎(chǔ)配套房屋土建，年檢時間長、簡便經(jīng)濟(jì)，其運(yùn)行費用經(jīng)實踐證明幾乎為零。（7）使用壽命長。按中國成達(dá)工程公司(化八院)使用NASTRSAN軟件，對地下儲氣井結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面力學(xué)分析計算和危險點的疲勞評定，最低指標(biāo)表明儲氣井壽命可達(dá)25年以上，其性能大大優(yōu)于目前的鋼瓶及儲氣罐方式。3）供氣設(shè)施根據(jù)儲氣量要求并考慮本工程的具體情況對球形罐與儲氣井進(jìn)行比較。球罐技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)序號項目單位1000 m31500m32000m31儲罐公稱容積m31000150020002公稱內(nèi)經(jīng)mm123004200157003儲罐幾何容積m3974149919984儲罐材料16MnR16MnR16MnR5殼體名義厚度mm4848486設(shè)計壓力MPa7最高工作壓力MPa8最低工作壓力MPa9單臺儲氣量Nm318000240003444210儲罐臺數(shù)臺43211總儲量Nm372000720006888412實際儲存天數(shù)天22213單臺儲罐重量噸19725833014單臺儲罐造價萬元15儲罐總造價萬元96916單位m3儲罐造元/m3116134112儲氣井技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)儲氣井型號HQ（AG）CQJ0225HQ（AG）CQJ0325HQ（AG）CQJ0425設(shè)計使用年限25年25年25年共作壓力25MPa25MPa25MPa單井井深≈100m≈150m≈200m單井水容積2m33 m34 m3單井儲氣量500Nm3750Nm31000Nm3疲勞循環(huán)次數(shù)≮104≮104≮104井與井間距井口離地高度300500mm300500mm300500mm井管外徑井管壁厚≥≥≥進(jìn)出口管徑φ22 φ25φ22 φ25φ22 φ25排污口管徑φ12φ12φ12井口連接方式單進(jìn)出、雙閥雙保險、全螺紋連接造價綜合比較，本工程選用儲氣井供氣為最佳選擇。 運(yùn)輸設(shè)備比較作為近期工程的天然氣儲運(yùn)設(shè)備主要是高壓天然氣撬車。高壓天然氣撬車是運(yùn)輸和儲存天然氣的專用設(shè)備，是采用高效可靠的氣瓶儲氣式特種集裝箱或管束式無縫壓力容器并配以牽引車、半掛車組裝而成的，是儲氣供氣站必備的儲運(yùn)設(shè)備。氣瓶式撬車的結(jié)構(gòu)是儲氣式特種集裝箱，它是由框架式集裝箱箱體、百余只鋼制無縫氣瓶和匯流排