天然气管网冬季保障供应措施探讨

2016-06-20李圣彦李博张立恒

天然气技术与经济 2016年2期

关键词：储气库调峰气量

李圣彦　李博　张立恒　刘　钊

（中国石油北京油气调控中心，北京　100007）

天然气管网冬季保障供应措施探讨

李圣彦李博张立恒刘钊

（中国石油北京油气调控中心，北京100007）

摘要我国已初步建成天然气管网，但天然气冬季供需矛盾突出。为满足用气需求，以北京、新疆、湖南、湖北地区为例，分析了天然气管网冬季运行特点，从集中调控角度提出了储气库和LNG合理搭配、发挥管网运行优势、合理安排新管道机组投运、管存控制和远控分输以及资源串换等保障供应措施，同时重点关注应急管理工作。建议利用天然气行业改革契机，科学制定地下储气库价格机制，推进储气库建设的规模和进度；在LNG价格低位时，增加LNG现货采购数量，从多方面减轻天然气管网保供压力。

关键词天然气管网调控运行冬季供应保障应急管理

修订回稿日期：2016-03-13

0　引言

当前我国经济增长进入换挡期，天然气消费需求增速放缓，但供需总体宽松和季节性矛盾加剧并存［1］。受国产天然气资源有限，进口天然气购销价格倒挂严重，峰谷差大，储气规模不足等因素制约，冬季（11月至次年3月）保障全国尤其重点区域低温时期天然气供应是一大难题，笔者在分析天然气管网冬季运行特点的基础上，提出了保障天然气管网冬季供应和应急管理方面的相应措施。

1　天然气管网冬季运行特点

1.1天然气管道物理连接网络化，集中调控优势明显

2014年底，中国石油所属天然气管道里程逾4× 104km，我国已经初步已形成纵贯南北、横跨东西、联通海外，覆盖30个省区市的全国性供气网络［2］，“西气东输、缅气北上、俄气南下、海气登陆、就近外供”的供气格局得到进一步完善。在湖北省实现西二线与川气东送管道的连接，在河北省通过安济线实现陕京线与榆济管道的连接，初步实现天然气在全国范围统一调度、合理配置和扩大市场覆盖面，供气可靠性和安全性大幅提升。

集中调控模式是指利用SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统将站点的远程端由PLC或RTU进行数据采集和监督控制，将控制数据传输到调控中心，调控中心根据全线负载状况进行设备启停和调节操作等，从而完成整个管道的自动化控制，使全线运行最优化［3］。

1.2重点城市供需矛盾突出，调峰困难

我国幅员辽阔，区域地理气候差异较大，呈现各种天气状况，城市用气量对气温变化比较敏感。北京市民用天然气比例高，用气量基数大，季节峰谷比高，小时不均匀性严重。寒流侵袭阶段，大港储气库群在最大调峰能力状态仍然无法满足北京市天然气需求。2010年冬季气温较往年低2℃，最高用气纪录达5 200×104m3/d，是夏季低月低日气量的10倍以上。湖南省、湖北省受忠武线管输瓶颈的制约，调峰手段较为单一。2010年3月“倒春寒”致使忠武管道的月日均气量维持在750×104m3/d。冬季气温的急剧变化，极大地增加了管道资源的调配难度，甚至出现超设计能力分输现象。

1.3重点城市冬季调峰因地制宜

北京市调峰的首选措施是最大限度挖掘地下储气库潜能。冬季运行期间，由于用户需求快速、大幅增长，部分储气库采气量长期保持高负荷水平，在调峰方面发挥了十分重要的作用。尤其是大港储气库群，不仅为京、津地区用气提供了强有力的保障，同时也是天然气管网的储气库群，为长三角和“两湖”地区用户的调峰也做出了贡献。其次，LNG接收站具有调峰灵活、快速的特点。唐山LNG接收站通过外输管道连接到陕京管道末段，与地下储气库调峰相得益彰。

西气东输一线和二线管道均途经新疆，利用下载管道天然气满足调峰需求；呼图壁储气库经过注采周期后已正常运行，具备了天然气调峰和战略储备功能。

上海和香港拥有多种气源保障，例如海底管道天然气、LNG、西气东输和川气东送管道气。冬季期间，进口LNG是上海地区的主要气源，南海天然气是香港地区主要气源，管道气仅作为补充气源。

2　保障天然气管网冬季供应的措施

2.1地下储气库和LNG调峰合理搭配

受价格机制和建库条件等因素制约，我国地下储气库设施建设滞后。中国石油所属储气库工作气量与消费气量比值约4％，储消比低于15％的世界普遍水平，远低于天然气利用发达国家17％～25％的水平。当前已运行9座储气库，工作气量约70×108m3，经过注采周期达容，调峰能力近30×108m3。近3年，中国石油陆续投运了江苏、大连和唐山LNG接收站，在冬季调峰供气中发挥了重要作用。

储气库和LNG作为主要调峰措施，各有特点（表1）。冬季初期，参考管道输气量和销售量的缺口，首先以储气库单套露点处理装置能力为基础，用LNG汽化外输量进行微调；冬季用气最高峰期间，储气库按照气藏运行规律，在保护储层的前提下，按最大采气量自然衰减的规则运行，这时储气库扮演了一座小型气田的角色。LNG增减气量灵活方便，单条生产线能力以600×104m3/d为阶梯，既可以满足小时用气高峰需要，又可以用作高月高日连续调峰。储罐罐存是制约调峰能力的最大因素，进口LNG货船受海况和天气影响较大，安排合理紧凑的船期和卸货尤为重要［4］。此外，在用气低谷和冬季后期，注意避免储气库采气的水露点超标。

北京市冬季调峰主要依靠储气库采气和采购LNG进行搭配，取得显著的调峰效果。寒流期间，大港储气库采气能力可达3 000×104m3/d，通过配套管道保障首都用气。唐山LNG接收站已投运了4座16×104m3LNG储罐，汽化外输能力达到4 200×104m3/d；2013年冬季其向北京地区的总供气量、日均供气量、高峰时段供气量分别达到北京地区用气总量的26％、25％、35％［5］。

表1　地下储气库与LNG接收站调峰特点表

2.2发挥天然气管网运行、集中调控优势

冬季运行期间，充分发挥天然气管网靖边、安平和永清等枢纽站的转供功能，有效利用管网互联互通特点，采取联网与分列交替运行的方式，保证北京、天津等大中城市用气。根据华东与华北不同区域销售特点采取不同的运行方式，华东地区充分发挥西一线、西二线及联络管道的功能，采用环网运行；华北地区区域供需不平衡突出，采用与管网分列，充分发挥陕京一、二、三线及储气库、东北管网系统联动联保功能，挖潜管输及储气库采气能力，优化永清站节点流程，利用管道输气+储气库+ LNG的总量保证日销售量，利用冀宁等联络线的正反输功能，实现区域市场的削峰填谷。

2.3管存和远程分输控制

合理管存能保证管网在安全操作压力范围内进行，充分满足分输/转供点的峰谷值变化需求，还可保证管道具有较高的应急储备能力，随时应对各种紧急状况［6］。根据进销气量波动及时对管网管存进行调配，在下游确保目标管存的前提下，有针对性地在管道中部保持高管存状态（压力不超管道最大允许操作压力），提前调整管道最后压气站压缩机组的负荷，增加调峰供气能力，以保障整个管网的供气安全。

天然气管网运行中加强对大用户用气特点的分析，提取重点用户历年用气趋势，总结规律，详细分析用气不均匀特性，利用仿真软件模拟压力情况，确保用气安全。遵循“20/80”法则，对用气量大于100×104m3/d以上的用户，通过远程控制技术严格控制日供气量。

2.4科学安排新管道、压缩机组投产与维检修

新建管道在进入冬季前完成投产，可以增大管网实际输送能力，由于下游用户较少，用气量小，新建管道在管网中发挥“储气罐”作用，用气低谷时间段对该管道充装，在高峰时间段参与调峰。压缩机组是天然气长输管道的“心脏”，其可靠性和性能在很大程度上决定输气管道运行的安全性和经济性［7］。例如2014年冬季西气东输二线彭阳压气站投运，东段管道输气能力达到5 000×104m3/d，为下游用户调峰提高了保险系数。另外，排查管道隐患，统筹安排压缩机保养、维修及各类维检修工作，尽力避开用气高峰时段，减少管网的运行调整次数，并通过仿真软件提前模拟作业期间运行工况，提高管网的输送效率。

2.5盘活资源一盘棋

全国各地冬季用气需求差异性很大，受气温影响程度深浅不一；发达地区的资源供应商也多样化，对不同资源的依赖度差别较大。“长三角”地区冬季天然气需求量远低于环渤海地区，供应商尝试在冬季用气高峰期间和其他供应商进行资源串换、代输等商务模式，缓解局部供气紧张局面。2015年上海石油天然气交易中心正式进入运营，实现国产气、进口管道气、LNG现货交易，由运输方输送到目的地，满足用户高峰时段的天然气需求。

3　天然气管网冬季运行的应急管理

3.1用户优先保障原则

考虑用户性质、对社会影响程度以及合同约定、减少经济损失等方面，天然气管网应急状况下用气单位的优先保障顺序如下：

首先保障城市居民生活用气，其次是直供大工业用户，第三是直供天然气调峰发电厂。其中工业用户又按照“锅炉保温—工业保温（特殊炉窑等燃料用气）—社会公福（包括CNG等）—其他工业燃料用气—化肥工业原料、燃料用气”的顺序实施优先保障原则。

3.2管网资源调配原则

1）尽量保证上游气田的正常生产，确保管道按计划接收产气量。

2）缩小受影响的管线、气田和用户范围，减少受影响区域，如单条管线系统能够实现应急的就不动用其他管线系统的资源。

3）严格日指定计划管理，尤其是应急状况下不能超过供气指定量。

3.3新闻宣传和危机公关

策划、推广运营企业自媒体，宣传报道具有正能量的冬季天然气保供事迹。在危机来临的时，召开新闻发布会，积极协调处理好企业与媒体、政府、消费者等之间的关系，避免发生信息真空、传言四起的情况［8］。万一出现断供事件，第一时间迅速做出反应，客观地分析原因并采取实际行动挽回事件给消费者利益和企业信誉带来的损失。

4　结论与建议

今后一段时期，我国重点区域尤其是华北地区的冬季天然气供需矛盾仍十分突出，除了利用传统的储气库和LNG调峰外，还要从整个天然气管网集中调控运行角度，科学采取多种合理措施保障天然气的安全供应，掌握应急处置原则和危机公关工作。

建议充分利用国家对天然气行业价格改革契机，在终端消费环节推行季节性差价、可中断气价等政策，利用价格平抑天然气峰谷差大的问题；科学制定地下储气库调峰价格机制，推进地下储气库的建设，提高我国天然气的“储消比”，确保冬季用气高峰期的天然气供应长治久安。把握国际油气价格持续走低的有利时机，增加LNG现货进口量，提高调峰储备能力；下游燃气企业建立、完善自己的调峰设施，减轻用气高峰时段天然气管网的保供压力。

参考文献

［1］钱兴坤，姜学峰. 2014年国内外油气行业发展概述及2015年展望［J］.国际石油经济，2015（1）：39-40.

［2］黄维和.我国油气储运技术的发展［J］.油气储运，2012，31（6）：411-415.

［3］袁满仓，郭长滨，李慧，等.油气管网调控技术现状与发展趋势［J］.电子工程设计，2013，21（14）：4.

［4］张成伟，盖晓峰. LNG接收站调峰能力分析［J］.石油工程建设，2008，34（2）：20.

［5］王莉，李伟.中国发展LNG储备调峰的可行性探讨［J］.国际石油经济，2015（6）：54.

［6］刘振方，唐善华，魏凯，等.天然气管道合理管存方法的应用［J］.油气储运，2009，28（9）：69-72.

［7］成建民，张帆，张演义，等.陕京管道榆林压气站装机运行模式比较［J］.油气储运，2014，33（2）：218.

［8］沈聪.企业新闻宣传与危机公关［J］.青年记者，2012 （18）：62-63.

（编辑：周娟）

文献标识码：B

文章编号：2095-1132（2016）02-0067-03