城鎮燃氣小時調峰與高壓管道規格選用
科技研究
作者：喬濤
城鎮燃氣一天內的用氣量是隨時間而波動的，為保證輸配係統供氣穩定性，儲氣調峰方式的選擇是工程規劃設計階段的重要考慮因素之一。高壓管道由於具備輸氣、儲氣雙重功能且因其實用性、經濟性、靈活性等優點，在工程應用中得到廣泛應用。
本文通過分析某城市的高峰日小時用氣規律，計算出調峰需求量，並結合穩態水力計算公式進行城鎮燃氣小時調峰和高壓輸儲管道規格選用的關聯分析。
一、小時調峰分析
（一）工程概況
已知某市的高峰日小時用氣規律如表1，該市燃氣經營企業計劃自上遊分輸站接氣，通過10Km高壓管道自門站接收氣源，並調壓後向中壓A管網供氣。上遊分輸站供氣壓力4.0MPa（表壓），一天內24小時供氣量穩定，門站最低允許進站壓力0.5MPa。該市僅此一個氣源，管道路由的規劃地區等級為四級，且目前管道路由周邊20米範圍內建築物較多。
（二）計算小時調峰需求量
（三）小時調峰曲線分析作用。
二、計算管道理論內徑
由以上分析可以看出，該城市高峰日用氣量35.8×104Nm3，小時調峰需求量64094Nm3，在小時調峰曲線圖中，a點和b點分別為管道儲氣結束和儲氣開始點，在此兩時刻，管道內輸出氣量等於流入氣量，即該點對應的小時流量為該日平均小時用氣量。現采用《輸氣管道工程設計規範》GB 50251所推薦的穩態計算公式3.3.2-1，結合儲氣能力計算管道理論內徑。
（一）穩態水力計算過程
1.根據管道始端最高工作壓力（即上遊供氣壓力）計算管道終端最高工作壓力
2.計算儲氣結束時的管道最高平均壓力
3.根據管道終端最低壓力（本案例中門站最低允許進站壓力為0.5MPa）計算管道始端最低工作壓力
——管道終端最低壓力
4.計算消耗終了、儲氣開始時最低平均壓力
（5）求得管道儲氣量
（二）理論內徑與儲氣調峰關聯驗算
采用以上穩態水力計算公式前，需預先設定一個理論內徑來驗算管道的儲氣調峰能力是否滿足城市用氣規律，並根據計算出的儲氣調峰量與實際需求量進行對比分析，調整內徑試算值。經多次試算，460mm的理論內徑在滿足輸氣能力35.8×104 Nm3/日的工況下，儲氣能力約為64835 Nm3，可基本滿足該城市64094Nm3的儲氣調峰及輸氣需求。
三、確定管道規格
（一）初設管道規格
1.鋼管外徑選擇
按照《城鎮燃氣設計規範》要求，高壓燃氣管道選用的鋼管應符合《石油天然氣工業輸送鋼管交貨技術條件》GB/T 9711。經查詢該規範推薦的鋼管外徑和壁厚的標準化數值（參考ISO 4200、ASME B36.10M、GB/T 21835），460mm理論內徑的管道應選擇D508mm係列鋼管。