YG液化天然气项目储运系统优化研究

【摘要】：据《国际能源展望2010》,天然气因实用性且利于环保,其需求量的增长远远超过了其他燃料。目前世界天然气消费量中,约有四分之一以液化天然气(LNG)方式、四分之三以管道方式进行输送和贸易。二十一世纪初,我国天然气管道建设进入快速发展时期。陆续建成投产的西气东输、川气东送、榆济管道、西气东输二线西段等长输管道及若干条联络线,以及在建和待建的天然气管道工程,将初步形成一个全国性、多气源、多用户的大型输气管网。YG地区作为我国经济飞速发展的省份、国际区域合作的重要省份,近十年来国民生产总值以年均超过10%的速度增长,经济的发展需要能源作为支撑。一直以来,YG地区一次能源生产和消费以原煤和水电为主。根据正在编制的国家“十二五”油气规划,天然气在国家一次能源消耗中的比例将由目前的4%提高到8%左右,天然气的引进力度将加大。YG液化天然气(LNG)项目的建成将使该地区经济向低碳更进一步,同时也有利于保障该地区的用气安全。 天然气用户具有长期性及不可逆性,若天然气供给中断或者无法继续,则用户需要寻找其他替代能源,这将造成严重的后果:下游企业停产、用户资源浪费甚至社会问题;其次,天然气用户需求具有不均匀性,居民及公共建筑用气主要受气候条件影响,工业企业用气规律主要取决于生产工艺的性质。天然气输送管道的投资和运营成本很高,所以天然气管道的建设必须以市场需求做前提。天然气供应规模即用户用气量的确定是整个设计部分的基础,它决定项目的建设规模,调峰的手段、输配的方案及管网的设计,准确预测天然气市场的需求量十分重要。 天然气管道供气量是相对平稳的,但是天然气用户用气具有不均衡性,这就要求输气管道在设计中满足多种输量要求,某些情况下管道还兼具调峰功能,所以在设计中需要对输气管道进行优化设计,同时满足技术可行和经济性指标最优两个条件。 本文详细预测了YG液化天然气(LNG)项目的天然气市场。在对预测方法、天然气市场需求方案分别进行比较选择的前提下,分析各类别天然气用户的用气不均匀性,参照相似规模城市和企业的规划要求和相关设计规范分别预测各类用户2015年、2020年、2025年的用气量。因管道需满足调峰要求,本文中对该输气管道的调峰量进行预测。在市场分析的基础上,结合YG液化天然气(LNG)项目输气管道工程的基本情况,应用Pipeline Studio for Gas(TGNET)软件对该管道进行模拟,依据模拟结果对输气管道进行优化设计。模拟中,按照两个层次对管径进行选择,首先保证管道满足二期输量,其次考虑调峰需求对管道进行适应性校核,经过对方案进行经济性比较,确定推荐方案。再用一期输量对推荐方案进行复核,确定得到优化方案。文中还对输气管道的输气能力、末端储气能力进行核算,对输气管线的自救性做出分析。 【关键词】：输气管道 调峰 模拟 预测 方案优化
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-20
• 1.1 课题的研究背景11-14
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势14-19
• 1.2.1 LNG 资源分布特点与国内天然气管道现状14-16
• 1.2.2 输气管道模拟软件的发展和应用16-18
• 1.2.3 天然气供气系统储气调峰研究现状18-19
• 1.3 本文的研究内容19-20
• 第二章 YG LNG 项目概况20-23
• 2.1 YG 地区在建或规划管道20
• 2.2 YG LNG 项目建设的必要性20
• 2.3 YG LNG 输气管道工程20-23
• 第三章 YG LNG 项目市场需求预测分析23-37
• 3.1 天然气用户分类23-24
• 3.2 用气不均匀系数24-27
• 3.2.1 用气不均匀系数定义24-25
• 3.2.2 不均匀系数的确定25
• 3.2.3 居民及公共设施不均匀性分析25-27
• 3.2.4 工业用户不均匀性分析27
• 3.3 总需求量预测27-35
• 3.3.1 目标市场预测方法27-29
• 3.3.2 炼化石化企业用气量预测29-30
• 3.3.3 天然气发电项目用气量预测30
• 3.3.4 居民及公共设施用气量预测30-32
• 3.3.5 CNG汽车用气量预测32-33
• 3.3.6 工业用气量预测33
• 3.3.7 天然气分类用气汇总表33
• 3.3.8 管道调峰需求量预测33-35
• 3.4 推荐管道覆盖市场方案35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 输气管道模拟分析的理论基础37-48
• 4.1 模拟软件简介37-39
• 4.2 模拟软件操作步骤39
• 4.3 模拟软件仿真原理与计算方法39-45
• 4.3.1 输气管道工艺计算39-41
• 4.3.2 稳态基本流量计算41
• 4.3.3 阻力系数41-45
• 4.4 气体状态方程45-46
• 4.4.1 Sarem 方程与BWRS 方程45-46
• 4.4.2 温度计算46
• 4.5 本章小结46-48
• 第五章 YG LNG 项目输气管道工程系统优化设计48-67
• 5.1 设计中的工艺参数48-51
• 5.1.1 LNG 物性参数48
• 5.1.2 管道长度48-49
• 5.1.3 管道设计输气量49-50
• 5.1.4 管道沿线城市用气量50
• 5.1.5 气源供气条件50
• 5.1.6 输送天然气温度50
• 5.1.7 基础工艺参数50-51
• 5.2 模拟的初始条件、边界条件51
• 5.2.1 初始条件51
• 5.2.2 边界条件51
• 5.3 输气管道系统优化设计51-52
• 5.4 输气管道系统模拟优化分析52-62
• 5.4.1 参比管径52
• 5.4.2 工艺方案52-53
• 5.4.3 计算方法和比选原则53
• 5.4.4 工艺方案计算和优选53-56
• 5.4.5 调峰适应能力分析56-58
• 5.4.6 推荐工艺方案58-60
• 5.4.7 设计压力60
• 5.4.8 复核一期工况60-62
• 5.5 输气能力核算62
• 5.6 输气管线自救性分析62-64
• 5.7 管道末端储气能力64-65
• 5.8 本章小结65-67
• 结论67-68
• 参考文献68-70
• 附录70-72
• 致谢72

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