管道储气简介

正文

当管道始端的输入量不变，而终端的输出量随负荷而变化时，管道内燃气的压力也相应发生变化，容纳在管道内的燃气量亦随之增减，从而可用以平衡昼夜用气的不均匀性。为了增加管道的储气能力，设计时可视需要提高始端压力或适当放大管道的直径，甚至敷设双线。这种储气方式充分利用了高压管道的输气、储气兼备功能，其单位储气量的投资低于地上储气罐。

由于管道终端不能低于一定的压力，管道内容纳的气体不能全部用来调节负荷，可用以调节负荷的那部分燃气量称有效储气量。有效储气量V可用下式估算：

V=Vp(ph/Zh-p1/Z1)/p0

式中Vp为管道的几何容积;ph为一昼夜中输出端压力最高时管道的平均压力；p1为一昼夜中输出端压力最低时管道的平均压力;Zh为压力ph时的压缩系数；Z1为压力p1时的压缩系数；p0为标准大气压。管道的平均压力p可按稳定流动状态估算，采用下式：

p=2(p婤-p妇)/3(p娝-p娤)

式中p1、p2分别为管道始端和终端压力。

高压输气管道中，气体的流动是不稳定的，其运动参数随时间而变化。因此，在设计和运行中，还需要做不稳定流动的详细计算，以校核其运行的可靠性和经济性，使之既能确保终点最低工作压力，又能储存必要的气量。

另一种管道储气方式，是在用气点附近埋设一组或几组平行管束。这些管束不承担输气任务，专作储气用，实际上是将地上高压储气罐改以管道形式埋于地下，故称管式储气罐。2100433B

储气库为实现均衡输气、提高输气管道利用率和保证安全供气而建立的作业站。为确保管道经常处于高效率输量下运行，当管道发生事故时仍能连续向用户供气，在城市配气站或大工业用户附近建造储气库。它能在用气负荷低峰时储存多余的天然气，在用气负荷高峰时补充管道来气量的不足，并能调节因昼夜和季节用气量变化而引起的输气不均衡。

储气库有地下储气库、埋地高压管束储气库等。地下储气库有用枯竭的油、气田构造或含水层和人工盐岩穴等建成的。地下储气库建设投资少、储气量大。其中尤以利用枯竭的油、气田构造建造的储气库最简单。埋地高压管束容量有限，而单位储量造价最高。

地下储气库的地面设施分注气和采气两部分。注气时，由充气站的压气机将气体加压注入地下储气库；采气时，天然气从储气库出口采出，进行加热、脱水后进入输气管道。 2100433B

利用长输管线储气可解决高压容器耗费过大的问题，输送量大。其主要缺点是，一旦管线遭到破坏，不仅会丧失输气能力，储气量也将丧失相当大的部分，除非在发生事故时能用阀门断开。因此，对单一长输管线的储气量要慎重考虑。但如果一个地区有两条或多条长输管线供气，则每条管线均可用来储气，且可提供更大的差异性和可靠性。

天然气长输管网末端是指最后1个压气站与城市门站之间的输气管段。末端除了具有输气功能以外，还具有较大的储气能力，对于各中间站站间管段来说，其起点与终点的流量是相同的，即属于稳定流动的工况；但对于管道末段来说，其起点流量也和其他各管段一样保持不变，但其终点流量却是变化的，并等同于城市的用气量。作为管输天然气生产调度人员，必须了解管道储气量（管存）与管道末端压力之间的关系，这样可以为提前预测气量作好准备。笔者拟就管存与末端压力两者间的关系作一分析。

长输管道储气长输管网末站压力与管存的关系

自1995年7月1日开工建设靖边—西安首条天然气长输管道以来，经过近二十多年的建设发展历程，陕西省内已经基本形成了纵贯陕西南北、横跨关中东西两翼、多点多气源供气、部分地段双管敷设的省级天然气输送干线网络，构建形成了布局合理、功能较为完备的长输管道网络体系。而泾河分输站作为最后1个压气站与下游城市管网之间的中转站，其进站压力与全省管道储气量之间关系密切。

输气管道的储气量是按照管道平均压力计算的，因此为了计算管道储气能力，就必须知道储气开始时管道气体的平均压力和储气结束时管道的平均压力。

若已知管道的容积V，在储气开始和结束时只要求得容积V内的气体在标况下的体积V_min和V_max，则两者之差 V_s=V_max－V_min即为储气过程中管道内的储气量。p_1min和p_2min为储气开始时管道起、终点压力最低值，p_1max和 p_2max为储气结束时管道起、终点压力的最高值，其中p_2min应不低于城市管网要求的最低压力，p_1max应不超过最后一个压气站最大出口压力或管道容许的最大压力。

长输管道储气输气管网末站压力与管存实时关系

长期从事天然气调度管理工作，对所管辖长输管线及管网沿线场站压力分布与管存有较清楚的认识，由于泾河分输站位于靖西长输管道末端，其进站压力波动情况与长输管存大小的关系较密切，因此所讨论泾河分输站进站压力与管存关系即为末站压力与长输管网储气能力的关系。

2011年冬季期间及2012年夏季期间全线管存与泾河进站压力基本保持线性关系，线性拟合度达到0.9以上，即完全可以用泾河分输站压力的变化来估算管存的变化。由于管存大小与进气量和外输气量的关系密切，而泾河进站压力波动情况又与管存大小呈线性关系，则可进一步根据泾河进站压力变化来推算出上游进气量和下游外输气量的变化情况，以提前预测长输管存情况。 2100433B