地下储气库的建设与发展趋势

针对我国目前天然气储气库建设的实际情况,介绍了国外地下储气库建设的现状、分布情况及发展趋势.对地下储气库的主要作用、世界上不同类型储气库的建设及优缺点、储气库的选择等进行了论述.根据我国目前地下储气库的建设情况,提出了今后需重点研究的技术问题,并对今后储气库的发展趋势进行了展望.     

中国储气库投资建设与运营管理的政策沿革及研究进展

自“十二·五”以来,储气库的投资建设与运营管理受到中国各级政府部门和相关企业的高度重视,近期储气库的投资建设获得飞速发展。在天然气产业发展及其体制机制改革的关键时期,对近年来中国出台的储气库相关政策法规、中国学者的研究成果予以梳理非常必要。根据中国“十二·五”以来地下储气库投资建设与运营管理的政策及其沿革,厘清了政策内容的时间序列逻辑。全面归纳了中国学者针对国内外地下储气库工作气量、运营模式、单位投资、运营成本、储气费定价、经济评价方法与参数的研究进展和主要成果。在中国天然气产业“三期叠加”的特殊发展时段,为进一步提高投资决策水平,激发投资建设地下储气库的动力,并提升储气库运营管理能力,提出了后续政策制定与研究咨询工作的主要方向。     

国内外储气库技术研究现状与发展方向

介绍了国外地下储气库建设技术的发展方向,认为在地下储气库设计中必须采用标准化的工艺设计,以减少各设计部门之间的协调、简化工艺方案选择、缩短建库周期和提高建库质量。分析了我国天然气地下储气库现状,并针对西气东输管道建设规划,提出了在地下储气库建设方面应有计划地开展近期和中远期的调峰量、库址的选择、储备库的设计与施工、储气库的故障诊断与检测以及水平钻井等方面的研究工作。     

欧洲天然气储气库概况与运营模式

地下储气库是天然气调峰的重要手段和国家能源供应的安全保障,中国储气库处于初级发展阶段,随着中国储气库的大量建设和投产,存在储气库运营体系未建立、管理流程及原则待完善等问题,导致调峰保供能力不足。系统论述了欧洲储气库现状、储气库运营体系、运营流程、管理规定与原则。借鉴欧洲储气库运营管理经验,总结得出:(1)欧盟2016年工作气量较2010年增加13倍,中国储气库调峰需求和建设规模也在不断增大,急需借鉴欧盟运营管理方法构建中国储气库运营管理模式;(2)制定多种储气容量产品及从快速波动储存到季节性储存的大范围储气服务,优化客户储气容量组合,达到灵活利用储气容量的目的;(3)欧洲储气库的回购、退订及二级市场机制有利于平衡客户间储气容量,从指派限制、使用容量、容量超限、中断与限制客户容量、注采再分配等方面制定详细规定,逐步形成全国统一的标准化操作运行流程;(4)中国储气库运营商应搭建储气库容量交易平台,随储气库规模的增加,建立单条管道多储气库联运平台,逐步形成多管道多储气库的全国性运行系统,联调联运,优化管网系统运行,实现管道储气库的大系统优化调峰。     

替代气垫技术在盐穴储气中的应用

阐述了替代气垫技术的基本原理,分析了替代气垫技术在实际应用中的选材、实施、工艺、故障防护等问题,例举了替代气垫技术相对于传统技术在经济和工程方面的优点。对比分析结果表明,如果将替代气垫技术的进一步研究成果早日应用于我国的盐穴储气库中,可以达到节省工程投资、方便储气库运营管理的目的。     

基于价值链分析的智慧储气库顶层设计

目前中国正在大力推进地下储气库的信息化和数字化建设，但储气库的智慧化尚处于探索阶段。人工智能技术在地下储气库建设和运行的某些具体环节得到应用，但总体的智慧储气库建设路线尚未形成统一认识与标准。在对国内外地下储气库现状和智慧化进程调研基础上，基于价值链分析开展智慧储气库顶层设计与前瞻性研究。以储气库设计和生产运行过程中的业务需求为主体价值链，储气库智慧化进程中的智能技术需求为辅助价值链，形成涵盖储气库建库方案设计、气藏工程、注采模拟与优化、站场及储气库井风险监测与评价等多个方面的智慧储气库技术体系，以期为今后智慧储气库的建设、改造及升级提供借鉴与参考。（图8，表4，参56）     

地下储气库的建设与发展

天然气的地下储存是天然气管道输送系统的重要组成部分,对城市用气进行季节高峰和国家战略储备起着至关重要的作用。回顾了世界近百年地下储气库的建设情况,并对目前应用较多的枯竭油气田型、含水层型以及盐穴型储库的特点、建设、运营等情况进行了全面介绍了。预测了地下储气库未来的发展趋势,并针对我国“西气东输”工程的管道建设规划,提出了在地下储气库方面应有计划地开展近期和中远期的调峰量、库址的选择、储备库的设计和     

盐穴储气库国内外发展概况

国外利用盐穴作为储气库的历史最早可追溯到20世纪50年代,自1959年苏联建成第一个盐穴地下储气库后,该项技术在北美和欧洲得到推广应用,法国、德国、英国和丹麦等国相继建成盐穴储气库。截至2009年,全世界74座盐穴储气库的总库容量为229.42×10~8m~3,工作气量为161.98×10~8m~3,工作气量占总库容量的70.6%。我国对盐穴储气库的研究始于1999年,在西气东输配套工程的建设过程中,确定了江苏金坛作为国内首个盐穴储气库的建库目标,目前6口老腔已形成1.1×10~8m~3的储气能力,第1批新钻储气库井正在施工建设中,2009年底完成造腔,已形成3.8×10~8m~3的调峰能力。迄今为止,美国和德国在盐穴储气库的建设方面发展较快,详细介绍了美国盐穴储气库和德国盐丘/盐层储气库的建造技术。     

对我国油气管道建设运营的战略思考

油气管道运输是能源产业链的重要构成环节,国家层面油气管道整体布局是管网有效运营的重要保证。相对发达国家先进的管网建设及运营水平,我国仍有较大差距。我国未来油气能源缺口及进口需求将为油气管道建设运营的发展提供空间。运用对比分析法和复杂网络模型分析法,对我国和北美地区管网的网络特征值进行对比,借鉴先进管理经验,提出了我国油气管道从战略层面的国家规划、布局、推动管网独立、完善立法和监管等方面进行体制和运营机制改进的建议及对策。     

中国地下储气库建设的机遇与挑战

地下储气库是截至目前国际公认最经济有效的天然气季节调峰手段,中国地下储气库建设进度缓慢,储气调峰能力不足已成为制约中国天然气工业发展的瓶颈因素。基于此,梳理了中国地下储气库发展现状,分析了天然气行业在当今形势下的发展特点、需求、方向,结合欧美地下储气库的发展经验与中国现行的行业政策,总结了中国地下储气库发展的机遇和挑战,并提出以下建议:通过政府、企业及社会公众等多方面努力,构建储气库市场化建设和运营机制,完善天然气产供储销体系,推进形成良性的天然气发展机制。     

不同燃气具的适应性及性能评价

多气源供气是城市燃气未来发展的必然趋势,为了确保用户安全、环保地利用各类燃气,需要制定燃气互换原则。以北京市多气源供气格局为例,选取典型大气式燃气具,利用高精度动态配气系统配制模拟气源,实验测定燃气具的气质适应性区域。结果表明:部分燃气具会出现CO排放超标的现象,需采取相应的规避措施;北京市远期规划LNG气源全部分布在北京市燃气具互换域之外,若直接与北京市基准气进行置换,会造成大部分居民用户灶具CO排放超标,不可互换;北京市其他规划气源全部分布在互换域之内,可以互换。研究结果可为国内外城市的燃气互换实践和燃气企业的生产经营活动提供必要的参考。     

天然气汽车储气方式的技术经济性分析

天然气可用液化,压缩和吸附三种方式来存储。对于车用天然气而言,液化方法实用性有限。而压缩天然气需要高压及昂贵的多级压缩设施,同时压缩天然气（CNG）加气站高昂的造价也限制了CNG汽车进入北美市场。实验室水平的吸附式天然气（ANG）储气只需用CNG约1／6的压力即可达到其3／4的体积能量存储密度。目前,探寻一种新的,更适合车用的吸附剂以进一步提高ANG存储的体积能量密度并降低成本的研究已成为一个十分活跃的研究领域。针对天然气储气方式的经济性进行了探讨,比较了吸附,液化及压缩等方法的存储数据,同时提出了一些建议。     

金坛盐穴储气库单腔库容计算及运行动态模拟

概述了金坛盐穴储气库单腔库容的计算方法,并对其最大工作气量进行了静态分析。结果表明,单个溶腔的储气能力和溶腔个数决定了盐穴储气库的储气能力,在溶腔体积一定的情况下,单个溶腔的储气库能力主要取决于溶腔的运行温度和压力。为防止热物理性能参数对储气库运行的变化,提出储气库运行可以通过建立相关数学模型进行预测。运行模拟预测发现,盐穴运行条件下最恶劣工况是注气排卤后的运行工况。通过对溶腔不同的开采状态进行模拟,分析了不同开采状态对采出气在井口的温度压力变化,可为地面设施的配套提供参数。     

储气井回收输气站放空气工艺的可行性

随着输气管道的不断建设，输气站的放空气量不断增加，造成较严重的资源浪费和环境污染。结合输气站工艺流程，根据计划性放空气量大、次数多、时间约束小等特点，提出了以地下储气井储气技术为核心的输气站放空气回收工艺，在输气站中选取合适位置建造储气井，利用气体自身的压力将高压放空气体引至低压储气井中储存回收。储气井回收输气站放空气的主要设施包括2口储气井以及相关管道和阀门。在中国石化某输气站进行实例应用，结果表明：该方式具有安全性高、占地面积小、设备布局美观、经济性良好等优点，能够避免资源浪费，达到节能减排的目的，值得进一步研究和推广。（图2，表2，参12）。     

德国天然气输配现状

德国作为世界天然气消费大国和欧洲大陆重要的天然气运输中转国,其天然气输配系统经过多年发展已经进入相对成熟的阶段。阐述了德国天然气供给链条的结构组成,梳理了当前市场上的主要供气商和管道运营商,呈现了德国天然气的市场结构和运行方式。系统介绍了德国的天然气储运系统,着重描述了其境内重要的长输管道和过境的欧洲输气干线,概述了地下储气库的发展现状和未来规划。展示了发达国家天然气输配领域的发展现状和未来趋势,可为中国天然气工业领域未来的发展提供借鉴。     

靖边-上海输气管道的投产置换

对西气东输靖边-上海输气管道段投产置换设计方案中涉及的置换顺序的制定、隔离球的选用、注氮温度和注氮量的确定及天然气推进速度等问题进行了分析探讨,提出了清管段先干线、后支干线、边线路、边站场的置换次序,不加隔离球,5 m/s的置换速度以及注氮量测算等是合适可行的,指出了解决置换过程存在的诸多问题的方法.     

管道的富气输送工艺

在分析富气组分的基础上，指出富气输送工艺与传统天然气管道不同，需采用较高的输送压力。高压要求和富气组分对管材的韧性要求较高。富气输送工艺需将脱出NGL的处理厂设于管道末端或中间段某处。该工艺的优点是高热值的富气组分和高压运行提高了管道输送效率，压缩机功率需求的降低优化了设计，减少了燃料消耗；NGL的处理厂设于管道末端或中间某处节省了NGL输送的运费；同时还可能对市场产生积极的影响。     

非常规天然气及其管道输送

概述了非常规天然气的构成及储量和应用远景。对煤层气、页岩气及致密气藏气的现状进了分析和展望,指出我国应集中力量在加大开采煤层气和页岩气以提高天然气在能源结构中的比例的同时,必须合理规划管道走向以便于非常规天然气的快捷输送,并提出了管输非常规天然气应注意的问题。     

气相色谱法分析测定午的呼出气体

本文介绍了两种利用气相色谱仪分析测定反刍动物(牛)呼出气体的实验条件与分析方法,其效率比原化学吸收法提高1倍,精确度提高20倍,TDX-02和5A分子筛是用来分析反刍动物呼吸气体的两种较好的色谱柱担体。     

一种输气管道燃气轮机性能计算方法及其验证

准确掌握燃气轮机的气路性能参数,对输气管道燃驱压缩机组的运行维护具有重要意义。建立了一种基于一维Newton迭代的燃气轮机气路性能计算方法,并通过引入“虚拟部件”的概念对具有复杂气路结构的燃气轮机进行模型简化,使建立的计算方法具有更广泛的适用性。在此基础上,分别根据燃气发生器中“虚拟部件”和实际部件的平衡机理,给出了热端部件进、出口截面处的气路物性参数计算方法,以进一步获取燃气轮机中热端部件的各项性能参数求解。将建立的性能计算方法用于GE LM2500 +型和RR RB211-6562型燃气轮机的燃气发生器各部件性能求解,通过与基于多维迭代计算方法获得的部件性能参数进行对比及理论分析,验证了新方法的准确性。新方法克服了由于热端部件气路物性参数缺失而造成的热端部件性能参数无法求解的问题,为输气管道燃气轮机的性能的计算提供了新的思路。