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储库设计容量的确定

来源: 摘自谭羽非编著《天然气地下储气库技术及数值模拟》 日期:2010-06-02 浏览量:
确定城市燃气系统需要建设多大地下储气库,最基本的设计参数是储气库的设计储量,即需要储库总的储气能力,根据市场各类用气需求确定,主要由两部分构成:注采工作气和垫层气。 
(1) 注采工作气
储库内运行的注采工作气包括:维持城市调峰所需的用气量和城市供气管网系统突发事件应急储存气量。
调峰注采气量:天然气市场供销系统各类用气负荷的变化,决定了储气库的调峰注采气量。因此在进行储库规划设计时,首先需对居民用气负荷、采暖制冷发电负荷及其它商业、工业用气负荷等,进行预测。
预测城市用气负荷后,通过绘制年度天然气需求量曲线图,以天然气干线输气管道向城市定量输气值为基准线,确定出季节性用气量不平衡的波动幅度,即低于或高于输气管道供气量的份额,即为储库调峰注采气量。
突发事故应急储备气量:为保证供气的安全性可靠性,必须考虑突发事故如设备大修、系统故障、突增大型新用户等,要建有突发事故的应急储备气量,储备气量的大小与干线输气管道长度、条数、备用输气机组的类型和数目等许多因素有关。根据过去经验,其附加的有效事故应急储备气量约为补偿季节用气不均衡性所需气量的10%左右。
(2)垫层气量
为维持储库的容积,必须保证有一部分气体滞留在储库中,这部分气体称为垫层气,它是地下储气库里储气量的一部分,垫层气是确保储库的最低压力,使供气时能提供足够的输送速度。但储气库在调峰采出操作运行时,这部分气体是不可以被采出的。垫层气量越大,所维持的储库地层压力就越高,这样可减少采气井的井数,为采出气提供较高压力能量。但垫层气量增多,储库有效工作气量就要减少,据20世纪90年代调查的世界地下储气库垫层气情况,一般垫层气量占总储气量的少则15%,多则75%。可见垫层气是地下储气库建造和动态运行的一个重要组成部分。
由于垫层气是新建地下储气库的一项较大投资,随着八十年代石油危机的出现,对天然气的投资显著增加,目前一些国家正尝试用低价惰性气体替换出天然气供给用户,以达到削减储气库运行费用及减少维持储气库年费用的目的。采用惰性气体做垫层气,避免惰性气体与注入气发生混合问题是储库动态运行时的关键问题,混合问题的发生,不仅导致调峰采出气的热值降低,杂质增多,甚至使储气层内压力动力学特性发生改变,产生局部阻塞的危险。减少混合的方法有:选取与工作气有较大密度差的垫层气,依靠重力形成分层现象;垫层气应在垂直方向有较高渗透性的井或储库边缘井注入,造成特殊的不同气体浓度区,减少天然气与之发生对流扩散。对于有断层、本身储气量小的储气库,不宜使用残存气或惰性气体作为垫层气。