设备运维某分输支线管道工程
不同管径调峰储气能力的计算
刘伟1郝瑞梅2
(1.华港燃气集团有限公司,河北任丘062552;
2.中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司,河北任丘062552)
19.62×104m3/d。
摘要:分输支线管道工程，一般由城市燃气运营商建设或运行，可充分利用其管径及压力起到调峰储气的作用。通过对不同管径、压力的管道计算表明,对储气调峰能力影响最大的为压力，其次为管径。建议在满足安全及规划的前提下，尽量提高管道的设计压力，以充分的利用管道的压力能。
关键词:分输支线;调峰;储气;不均匀系数
24小时实时用气量见图1。
1调峰的产生
该分输支线管道的上游管道为西气东输冀宁联络线，该线属于中石理，而本项目属于城市燃气运营范围，按照一般的供气职责划分，上游考虑季节调峰，城市燃气运营商考虑日、小时调峰[1]。
本工程门站进站压力不能低于1.1MPa，分输站出站压力不能高于4.0MPa。管道长度为20.98km。除LNG调峰站外，本工程无其他调峰设施，所以需考虑由4.0MPa的管道承担一定的调峰作用。
上游的供气方式为：在不同季节日、小时均匀供气。分输站出站流量恒定（3.28×104m3/h），但出站压力随着用户的不均匀用气不断变化，但要求最高压力不能超过4.0MPa。
下游日、小时用气不均匀，因此需要建设一定的储气设施，以满足用气低谷、高峰时的输气需求。本文主要分析是否可充分利用分输支线管道满足用户的调峰需求。
图1
某分输支线用户24小时用气量
3不同管径的计算
计算时，按照管径从小到大、同时匹配不同的压力等级。采用英国ESI公司的输气管网瞬态模拟软件PIPELINESTU⁃DIO3.5版对各工况进行模拟。
（1）方案1：选取管径为Φ219.1（起点流量恒定，终点分输站出站流量恒定（3.28×104m3/h），出站压力不超过4MPa）：
从图2、图3可以看出，由于受到出站压力的，软件自动更改了分输站的分输流量和用户的小时不均匀性，实际上为目前城镇燃气运行单位经常采取的手段，即在冬季储运设施不满足调峰的情况下，要求工业用户限时生产，缩小峰值。（2）方案2：管径为Φ219.1（起点流量恒定，终点分输站出站流量恒定（3.28×104m3/h），但出站压力随着用户的不均匀用气不
2需要的调峰气量
因无日不均匀系数，因此不测算日调峰气量。24小时用气量及不均匀系数见表1、图1。
按照上表计算，则在一天内该项目需要的调峰气量为：
表1
时间小时流量（m3/h）不均匀系数时间小时流量（m3/h）不均匀系数
1128000.3913535001.63
259000.1814355001.08
320000.0615217000.66
410000.0316299000.91
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某分输支线用户24小时用气量
6108000.3318450001.37
7223000.6819581001.77
8381001.1620522001.59
9453001.3821440001.34
10584001.7822400001.22
11601001.83233001.11
12548001.6724240000.73
10000.0317351001.07
2017年09月
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设备运维时，出站压力需达到约19.9MPa，远远超出了管道的设计压力，方案不可行。因此需要继续放大管径。
3）方案3：管径为Φ406.4，设计压力为6.3MPa。
图2方案1起点、终点流量变化图
图6方案3起点、终点流量变化图
图3方案1起点、终点压力变化图
断变化）。
图7方案3起点、终点压力变化图
图4方案2起点、终点流量变化图
图8
方案4起点、终点流量变化图
图5方案2起点、终点压力变化图
图9
方案4起点、终点压力变化图
由图5可以看出，要满足调峰的要求，在选取Φ219.1管径
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2017年09月
设备运维由图6看出，在管径选择Φ406.4、设计压力6.3MPa时，管道分输流量不能实现均衡供气，有较小波动。仍然不能完全满足调峰储气的要求。因此继续加大管径。
4）方案4：管径为Φ457，设计压力为6.3MPa。可满足调峰的需求。
为进行方案对比，选取管径提高、压力降低进行对比。管径提高至Φ610、压力降为4MPa进行对比。
5）方案5：管径为Φ610，设计压力为4MPa。
从图8、图9可以看出，设计压力提高至6.3MPa，管径Φ457
方案4
（Φ457、6.3MPa、20.98km）方案5（Φ610、4MPa、20.98km）
4方案对比
通过方案1和方案2的对比可以看出，在管径较小的情况下，若考虑满足调峰储气的要求，压力会急剧上升。
方案4和方案5的线路投资对比如下：
耗钢量（t）1469.022214.
投资（万元）2622.53568.3
方案4明显投资较低，但设计压力超过了上游给定的最高分输压力。
5结语
调峰设施的建设：因单独征地建设高压球罐费用较高，因此城镇燃气建议考虑利用分输站~门站段管道进行储气，门站后中低压管道由于压力较低，储存能力较小。
从上文可以看出，管道的储气能力最敏感的因素为压力，其次为水容积。在该项目中，在设计压力4MPa时，管径必须达到Φ610才能勉强满足小时调峰的需要，若将设计压力提高至6.3MPa，则管径降低Φ457时基本满足该项目小时调峰需要。
图10
方案5起点、终点流量变化图
冀宁联络线设计压力10MPa，分输站的分输压力完全具备提高的可行性，因此充分利用上游管道的高压能量，尽可能多地为
下游城市提供调峰用气，会大大减少下游城市调峰设施的投资
[2]
。
根据相关文献[3]，气源压力为1.6MPa时，选用高压球罐储气
比较经济；气源压力为1.6~3.5MPa时，应进行高压管网和球罐储气比较；气源压力大于3.5MPa时，应选高压管网储气调峰。
参考文献:
[1]城镇燃气设计规范GB50028-2006[S].2004,5(24-5).
图11
方案5起点、终点压力变化图
[2]吴创明.城市天然气输配方案的选择[J].煤气与热力，[3]王学军,林敬民,沈永良.管道储气调峰的投资与经济分析
从上图可以看出，当管径达到Φ610、设计压力降为4MPa时，供气量、用气量、压力均满足分输站和用户的要求。
[J].煤气与热力，2003,23（4）225-227.
(上接第2页)总饱和烃总单环芳烃总双环芳烃三环芳烃总芳烃
79.517.62.80.120.5
化剂的优化选择及提高装置操作的苛刻度，降低空速提高氢分压装置的硫含量满足国五柴油标准要求，但是产品十六烷值还需要进行提高；节能优化：通过对换热流程的优化、永磁技术、高效换热设备的利用装置达到了节能的目的，装置改造富液再生蒸汽完全实现的自给自足。
3.3存在的问题
改造后装置主要存在的问题是由于原料性质硫、烯烃等含量降低，反应温升与初期方案不一致，同时由于掺入部分石脑油，导致热量不平衡，热高分的操作温度低于设计的操作温度，汽提塔塔底温度相对于设计初期低30℃左右，汽提蒸汽的消耗量升高，由1.9吨/小时升高至2.5吨/小时；加热炉燃料的消耗增加20%左右。
参考文献：
4结语
[1]江镇海介绍高效板式换热器的构造特点,通过介绍在美国、瑞士、加拿大等国炼油厂的应用,证明该换热器节能效果明显,节省投入成本.《节能》,2010,29(3):60-61.
[2]于国文，王德会，柳广厦柴油加氢装置设计和改造问题探讨《炼油技术与工程》,2006,36(1):15-21.
[3]陈若雷，高晓冬，石玉林，聂红催化裂化柴油加氢深度脱芳烃工艺研究《石油炼制与化工》,2002,33(10):6-10.
作者简介：仝保田(1983-)，男，大学本科；籍贯：山东济宁；民族：汉；职业：山东京博石油化工有限公司高级工艺；职称：工程师；研究方向：石油化工。
通过装置的扩能改造，装置的加工能力得到了满足，装置
的加工能力由800kt/a提高至1200kt/a，产品质量提升：通过对催
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