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批准号 |
50376014 |
项目名称 |
多种源、汇天然气输气系统调峰强度理论研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0601 |
项目负责人 |
焦文玲 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
哈尔滨工业大学 |
研究期限 |
2004-01-01 至 2006-12-31 |
支持经费 |
23(万元) |
大力发展天然气工业是推行可持续发展战略、优化能源结构、保护环境的重要措施。正在修建的以西气东输为代表的,连接许多城镇、用地下储气库和长输管线等调峰的、跨区域的、复杂的天然气多种源、汇输气系统, 我们不仅缺乏设计运行经验,在技术理论方面也亟待开发,难以满足现代化天然气供气系统的设计和管理要求,特别是用气负荷的不均匀性、调峰能力、地下储气库与城镇用气量的匹配关系和储气库中有效气与垫层气的比例等都是输气网络系统出现的技术和经济理论问题,所以该课题是我国国内目前迫切需要解决的有重要现实意义的应用基础性研究课题。本项目通过建立典型城镇负荷图谱,提出以影响不均匀性主要因素确定年、日、小时调峰容积的调峰强度理论;探索建立合理分配各种储气设施容积,最佳满足调峰需求的天然气输气系统理论基础。
天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)。而人们长期以来通用的“天然气”的定义,是从能量角度出发的...
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武汉市天然气调峰方式分析
武汉市天然气调峰方式分析——城市燃气供应工程是关系到环境保护、城市基础设施建设等的重要能源建设项目。调查大量用气基础数据,结合武汉市具体情况,对用气不均匀性和调峰方式进行了分析,得出适合武汉市城市燃气的调峰方式。
天然气输气管道的优化研究
天然气作为我国重要的一种能源,在国民经济和人们日常生活中都发挥着重要的作用,随着我国天然气产量的不断增加,天然气的输送的基础建设也在不断地进行,天然气管道输送的规模和数量逐渐的增大,如何合理的优化天然气的管道,从而提高天然气管道的输送效率,是需要迫切解决的问题。文章分析了我国天然气管道优化设计的现状,并且开展了天然气管道的优化研究。通过研究对于提高我国天然气管道的输送效率具有重要的意义。
目前可供电力系统调峰的电源有:
①水电常规机组;
②抽水蓄能机组;
③汽轮发电机组;
④燃气轮机组;
⑤其他新型式调峰电源。
(1)水电常规机组调峰。其调峰容量是根据水电厂的可调节保证电最进行计算。由于水电有许多优点.因此,在有水电的电力系统中均首先利用水电机组调峰。
(2)抽水储能机组调峰。其调峰容量由厂家规定。抽水储能机组调峰的优点是起停快。运行灵活,调峰效果显著;缺点是投资较大,消耗一定电能(以3 kW.h或4kW.h抽水电能换得2kW.h或3kw.h发电电能)。须具有一定的地理条件等。鉴于抽水蓄能机组的调频性能好,带负荷迅速,而且还可兼作调相机运行及电力系统事故备用电源。能改善火电及核电的运行条件,因此有条件的大电力系统均发展这类调峰电源。
(3)汽轮发电机组调峰。其调峰容量是本机组的可调节容量(指本机组运行的可变化容量,及利用机组起停调峰的容量之和)与其所担任的旋转备用容量之差。汽轮发电机组的可调节容量所占机组容量的比值,各个国家不尽相同,一些国家(美、英、日本等)大火电机组已考虑按调峰运行设计,燃煤汽包炉最小稳定负荷为额定值的30%-35%,而且机组起停快,起停次数可达一万次.可为系统提供较大的调峰容量。是电力系统主要调峰电源。有些发电机组是按带基本负荷设计的,燃煤炉最小稳定负荷,一般为额定值的70 %-80%。而且起停慢,负荷增长慢。负荷变动范围不大,为系统提供的调峰容量不大。
(4)燃气轮机组调峰,其调峰容贵就是机组的额定容量。它的优点是起动迅速,运行灵活,厂用电率低。缺点是要燃油和燃气,机组维护工作量大.发电成本高。由于一般单机容量小,调峰后设备损坏率离,因此在大电力系统中不能作为主要调峰电源。
(5)其他新型式调峰电源调峰。近年来国际上出现了一些新型式调峰电源。例如:
①采用压缩空气蓄能电站调峰。在系统低谷负荷时.将空气压缩存储在地下洞穴中,当系统高峰负荷时。抽出来加热并通过燃气轮机发电。目前已在美国、西德建成。
②采用热水蓄能电站调峰。在系统低谷负荷时,将火电厂多余蒸汽以热水形式储存在大型压力容器中,当系统高峰负荷时.将热水放出产生蒸汽发电。这已在日本、苏联研究试验 。
系统调峰需求量是按(1-β)Pm式计算,式中β为最小负荷率。Pm为电力系统最大日负荷。计算中要考虑不同年份、不同季节和不同时间的影响,从中选取最大值作为系统调峰需求童。对联络线较薄弱的地区,还应分地区计算。分地区进行平衡。
调峰型液化装置(Peak-shaving LNG facility) 指为调峰负荷、补充冬季燃料供应事故调峰用的天然气液化装置。通常将低峰负荷时过剩的天然气液化储存,在高峰时或紧急情况下再气化使用。此类装置的液化能力较小,储存能力较大,生产的LNG一般不作为产品外售。通常远离天然气的产地,常处在大城市附近。调峰型液化装置在匹配峰荷和增加供气的可靠性方面起了重要的作用,并极大地提高了管网的经济性。
该类型装置主要采用以下三种类型的液化流程:1、级联式液化流程,曾被广泛使用,现在基本不用;2、混合制冷剂液化流程;3、膨胀机液化流程,这类装置充分利用原料气与管网之间的压力差,达到节能的目的。
该流程是指利用气田来的有压力的天然气,在膨胀机中绝热膨胀到输送管道的压力,而使天然气液化的流程。这种流程特别适用于管线压力高,实际使用压力较低,中间需要降压的地方。其突出的优点是能充分利用天然气在输气管道的压力差膨胀制冷,做到几乎不需要消耗电能。此外还具有流程简单、设备少、操作及维护方便等优点。因此,它是目前发展很快的一种流程。在这种液化装置中,天然气膨胀机是个关键设备,因为在膨胀过程中,天然气中的一些沸点高的组分将会冷凝析出,致使膨胀机在带液工况运行时要求有特殊的结构。
膨胀机液化流程的液化率,相对于其它类型的流程来说要低一些,且主要取决于膨胀机前后的压力比。压比越大,液化率也越大,液化率一般在7%~15%左右。
该类流程是天然气直接膨胀液化流程的一种变型。在流程中,氮气制冷循环回路与天然气液化回路分开,氮气制冷循环为天然气提供冷量。
对于调峰型天然气液化装置,APCI、Pritchard、Linde、L'Air Liquide、Gaz de France、CBI、BOC等公司,竞相提供相关的天然气液化流程。
随着混合制冷剂液化流程的广泛应用,在调峰型装置中也越来越多地应用这类流程。我国建造的第一座调峰装置就是采用混合制冷剂液化流程。