燃气工程专项规划研究.pdf

化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications 151第49卷第7期2023年7月为积极响应“四个革命、一个合作”重大能源战略思想，落实国家和省、市推进天然气利用及高质量发展的相关工作要求，开展燃气工程专项规划的编制工作。燃气工程专项规划包含燃气工程专项规划与智慧燃气管理系统规划。规划范围为县城中心城区。1 现状分析与问题识别1.1 现状分析广东省某县燃气气源主要为液化石油气，液化石油气经营单位共11家，气源主要来自外地，燃气供应以瓶装液化气为主，现状燃气普及率为98%。现有1座临时瓶组 LNG 气化站与1座 LNG 气化站，管道天然气普及率为8.4%，城镇中压燃气管道总长度约10 km。1.2 主要问题识别1.2.1 天然气普及率偏低，供气规模待提高该县管道天然气普及率低（8.4%），县城居民主要还是使用液化石油气，工业用气目前还是空白，天然气利用率低，现有天然气供应规模有待提高1。1.2.2 天然气设施建设滞后，发展缓慢从2015年开始，天然气企业进入该县市场已有7 a 时间，期间仅建设一座临时瓶组气化站，建设管网总长仅10 km，而上游管道天然气气源尚未接通，设施建设滞后，供气可靠性有待提升。1.2.3 县城天然气市场缺乏规范管理目前，该县天然气企业有两家，均未获得特许经营权，市场不够规范，一定程度上制约了该县天然气行业发展。1.2.4 液化石油气设施建设缺乏统筹该县液化石油气储配站分布不均，造成服务范围有重复，局部地区运输距离较远，不能更好地覆盖规划区，且存在较大的安全隐患。1.2.5 供气企业多，管理困难，隐患较多该县液化石油气经营单位共11家，经营企业总体较为简陋，各供应站点基本规模偏小，安全隐患较多。过多小规模经营点的出现容易导致市场无序、恶意竞争的后果，不利于行业的健康发展。因此，管理体制应进一步理顺，以适应燃气行业不同阶段的发展需要。2 燃气工程规划2.1 规划目标至2025年，基本形成“天然气与液化石油气并重”的供应格局，基本建立公平、有序、规范的市场环境，搭建智慧燃气平台，完善优化管理体系。至2035年，基本形成“天然气为主，液化石油气为辅”的供应格局，加快提升城市天然气利用水平，满足社会经济绿色低碳转型发展需求，推进燃气行业监管体系和监管能力现代化建设。2.2 规划思路以问题和目标为导向，落实广东省加快推进城市天然气事业高质量发展实施方案和当地燃气发展的有关目标要求，科学预测用气需求，对接落实好燃气气源，在该县规划构建一张安全可靠、供需平衡、统一完善的燃气输配系统，并针对现状存在问题提出合理的解决方案。摘要：以广东省某县燃气工程专项规划为例，通过归纳总结该县中心城区燃气系统的现状，分析并识别存在问题，针对性地提出燃气工程规划方案，综合提升该县燃气系统，包括明确燃气气源，完善管网输配系统与设施建设，建立智慧燃气管理系统，满足社会经济绿色低碳转型发展的需求。关键词：燃气工程；工程规划；管理系统规划中图分类号：TU996文献标志码：B文章编号：10036490（2023）07015104Research on Special Planning of Gas EngineeringLi Meng-jinAbstract:Taking the special planning of a gas project in a county in Guangdong Province,China as an example,by summarizing the status quo of the gas system in the central urban area of the county,analyzing and identifying the existing problems,the gas project planning scheme is put forward to comprehensively improve the gas system in the county,including clarifying the gas source,improving the construction of pipe network transmission and distribution system and facilities,and establishing the intelligent gas management system.To meet the needs of social and economic green and low-carbon transformation development.Keywords:gas engineering;engineering planning;management system planning燃气工程专项规划研究李孟晋（广东省城乡规划设计研究院有限责任公司，广东广州 510290）收稿日期：20230328作者简介：李孟晋（1990），男，广东广州人，工程师，主要研究方向为城镇燃气设计。化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications152 第49卷第7期2023年7月2.2.1 把握燃气用气规模掌握该县城镇燃气现状应用情况及用气规模。充分考虑该县的发展要求，结合总体规划发展规模，准确预测该县城镇燃气各类使用需求，确定燃气用气规模。2.2.2 合理布局燃气输配系统对接省内天然气主干管道，规划确定该县燃气的供气气源；结合该县的自然地理条件及规划建设情况，科学规划燃气设施布局和管网压力级制，通过水力计算确定城镇燃气输气管网的路由和管径。2.2.3 确定分期实施策略结合该县的建设和发展目标，分阶段提出近远期燃气建设目标及建设项目，确保各阶段分期合理、发展富有弹性。2.3 气源规划城镇燃气气源主要有天然气、液化石油气、煤制气和油制气等。煤制气和油制气由于投资规模大、运行成本高、能耗大、影响环境等因素，近几年已很少再发展，国内现有的一些煤制气和油制气企业也处于关停转制中。根据该县的情况，城镇燃气应考虑以天然气和液化石油气为气源。这两种气源供应均具有投资低、占地小、建设速度快、无污染、环境效益好等特点。而天然气具有热值较高、清洁、无毒、环保等其他气源无可比拟的优点，且天然气供应工程投资小、运行成本低、能耗小，因此天然气是城镇燃气最理想的气源2。该县规划气源为天然气和液化石油气（补充气源），以天然气为主，主要发展管道天然气，在天然气发展过渡期，保留瓶装液化石油气为缺乏供气条件和较偏远区域作为补充。2.4 用气量预测2.4.1 供气范围及供气对象本次供气范围涵盖该县全部县域范围，共计260.1 km2。本规划根据 GB 500282006城镇燃气设计规范及该县实际情况确定燃气用户为：居民用户、商业公建用户、工业用户、燃气汽车用户、LNG燃料船用户，对于其他用户，本规划暂不作考虑。2.4.2 用气普及率根据广东省城镇燃气发展“十四五”规划与该县国土空间总体规划，规划该县城镇燃气普及率为100%。近、远期城镇管道天然气普及率和城镇液化石油气普及率如表1所示。表1 规划区城镇天然气和城镇液化石油气普及率期限天然气普及率液化石油气普及率近期40%60%远期85%15%2.4.3 用气量预测城镇燃气用气量负荷需结合人口、产业、用气类型、气源拓展速度、建设资金筹措及建设时序等因 素3，综合考虑后进行预测。本次采用城镇不同类型用户用气量计算法，通过确定不同类型用户耗气定额，分别计算不同类型用户近远期用气量。根据各类用户近期、远期年用气量，并考虑5%的未可预见量，可计算出本规划近期（2025年）、远期（2035年）的年用气量、计算月平均日用气量、高峰小时用气量4-5。2.5 输配系统规划及供气方案2.5.1 输配系统规划输配系统由天然气接收门站、高压输气管道、高中压调压站、中压 A 级（0.4 MPa）配气管网、LNG气化站（出站压力0.4 MPa）、中低压调压设施、庭院户内管道等组成。本次规划设计主要包括门站、次高压管线、高中压调压站、LNG 气化站、中压管线。LNG 接收站、长输高压管线、阀室与分输站属于上游范畴。考虑到该县离气源点较近，建议采用高/次高压-中压 A 级的二级天然气输配系统。配气中压管网设计压力0.4 MPa 的输配系统，既能满足近期气源供气，又能兼顾远期各类用户对用气压力的需求。2.5.2 供气方案按广东省“县县通工程”建设时序，2022年全省除南澳县外其他所有县级行政区域主干管网通达，故该县供气方案为：依托附近 LNG 接收站，新建3座天然气门站，通过建设次高压管网及高中压调压站向县城供气，并建设中压管网，延伸至其他乡镇。保留现状 LNG 气化站，同时新建1座 LNG 气化站，作为近期气源，未来可逐渐转变为调峰应急储配站。2.6 天然气调峰、应急规划2.6.1 调峰储气规划解决城市调峰量的储存方式有：高压储罐储气、高压管束储气、高压管道储气、LNG 储气、地下储气库储存等。综合调峰储气方案的分析比较，LNG 储气调峰优势明显，不仅储存量大、单位投资最省，而且可以作为城市的应急气源。结合规划末期该县 LNG 气化站储气容积合计200 m3（液态），能满足规划远期调峰储气的需求。2.6.2 应急规划近年来，中共中央、国务院、国家发改委出台了一系列政策，以深化油气改革为主导，重点强调了补足天然气储气调峰短板的要求。2018年4月，国家发展和改革委员会发布发改能源规 2018637号文件 关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见。该意见明确了供气企业和管道企业承担季节（月）调峰责任和应急责任。要求至2020年，供气企业、县级以上地方人民政府和城镇燃气企业分别需要负责承担的储气能力指标是年合同销售量的10%、本行政区域内年用气量的5%。因此，根据以上政策，本规划分别考虑了政府储备、城燃企业保供化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications 153第49卷第7期2023年7月两方面的应急储备量。考虑该县距离 LNG 接收站较近，可采用与 LNG 接收站签订协议，通过购买、租赁储气设施或购买储气服务等方式解决“政府3天”以及“城燃企业5%”的储气能力要求6。2.6.3 液化石油气规划根据气源规划，未来该县的气源为天然气和液化石油气（补充气源），以天然气主，主要发展管道天然气，在天然气发展过渡期，或对于缺乏供气条件和较偏远区域以瓶装液化石油气作为补充。根据燃气量预测可知，该县近期液化石油气总用气量为3.59万t/a，远期液化石油气总用气量为2.54万t/a。目前主要有11家经营液化石油气的企业，储罐总容积达1 384 m3，约692 t，可以满足总量588.5 t/a液化石油气的储气需求。根据 GB/T 510982015城镇燃气规划规范，城镇燃气应急储备设施储备量应按310 d 城镇不可中断用户的年均日用气量计算，规划区近期3 d 年均日用气总量为295.07 t，远期为208.77 t。按照储气罐的储气能力，现有的液化石油气储配站完全能满足各片区近远期3 d 用气量的储气需求。随着天然气的不断推广，天然气的优点得到人们的广泛认识，使用逐步增加，并逐步替代现有液化石油气。因此，未来液化石油气的使用量呈逐年下降趋势。规划远期该县将保持现有液化石油气储罐充装站数量，以及供气规模，不再新建储配站。从易于管理、规模效益及消防安全等考虑，允许现有储配站企业进行资源整合，逐步合并小型液化石油气储配站。3 智慧燃气管理系统规划目前该县尚未建设智慧燃气管理系统，随着未来大力推广天然气的使用，城镇燃气管网设施将迅速开工建设并逐步完善。出于燃气管网设施的安全考虑，对智慧燃气管理系统的需求也迫在眉睫。3.1 智慧燃气管理系统规划目标推动管网设施智慧化改造，通过终端的智能化，打通政府、企业等内外部数据，实现运营、维护、调度、应急智慧、施工作业等的智慧化集成。基于大数据及云计算等技术，构建城镇燃气智慧数字底座，建立智慧燃气系统，加强燃气行业运营决策能力。计划到2025年，建立智慧燃气管理平台，对接市级智慧燃气管理平台。3.2 智慧燃气系统的组成智慧燃气的主要组成部分为：智慧建设、智慧运营、智慧服务。智慧燃气的核心是智慧管网，主要依靠5G 技术、大数据等物联网技术以及智能化终端为基础，采用“数字燃气+物联网+云计算”的实施路径。3.2.1 燃气SCADA与GIS系统为保证输气生产安全、平稳、高效、经济的运行，通过SCADA与GIS系统对管道各节点进行实时监视，迅速发布调度指令及各站的气量统计、结算，可有力加强整个管网系统与场站内工艺设备的运行监测和控制。3.2.2 LNG/CNG站控系统站控系统具有一个集成的生产控制平台，核心技术平台由安全容错计算机、安全可靠的工业以太网、大型实时数据库分布式工业 I/O 等组成。系统通过对各种协议和设备的数据采集、传输、数据处理，将全站的设备参数实时集中展现在终端上。3.2.3 危险源防控与应急管理系统利用 SCADA 与 GIS 系统进行数据采集，针对危险源进行安全分析，将安全风险预警与燃气安全检测系统、应急指挥系统相结合，通过信息化手段辅助进行危险源安全检查，从而加强对重大危险源的监控。同时，制订应急方案，加强安全演习，提高安全应急决策处置能力。3.2.4 车辆监控系统使用物联网、5G、北斗等新型技术手段对车辆实时位置进行监测，全天候监控车辆运行状况，在出现问题时可迅速定位并进行应急处理。3.2.5 输配调度管理系统燃气输配调度管理范围涵盖了管道、门场站、调压站至用户。燃气输配调度管理就是通过建立智慧管理系统，对管网运行状况进行监控分析及调整，从而开展气源协调、计划与运销、统计分析，使整个输配调度系统保持平稳状态，从而为用户提供高质量、有安全保障的供气服务，减少燃气输配过程中的损失，最大限度延长管网的使用寿命，保障输配系统安全运行，提高运营决策和技术支持，最终提高企业的运营效益7-9。4 结束语1）能源安全关系到国家经济社会与国民生活的正常运行和发展，关系到经济安全与国家安全。目前我国一次能源消费占比中天然气依然较低，如本次规划区天然气普及率仅8.4%，优化能源结构刻不容缓。天然气作为一种清洁能源，是我国优化能源结构、达成“碳达峰碳中和”目标的重要手段。因此，该县规划主气源采用天然气。2）综合考虑该县燃气发展概况、管网建设情况和用户发展情况。本次规划该县近期主要完善建成区次高压、中压管网与新建2座天然气门站，远期继续完善管网，向乡镇延伸并预留乡镇天然气接口。至2025年，基本形成“天然气与液化石油气并重”的供应格局，至2035年，基本形成“以天然气为主，液化石油气为辅”的供应格局。参考文献1 邓苗苗.城市燃气规划设计问题研究 J.化工管理,2018(13):16-17.2 李胜.谈汕头市澄海岭海工业园燃气工程规划 J.中国（下转第202页）医药化工化 工 设 计 通 讯Pharmaceutical and ChemicalChemical Engineering Design Communications202 第49卷第7期2023年7月2.4 复方氨基酸注射液（17AA-I）与其他品种如复方氨基酸注射液（18AA）对比活性炭对色氨酸吸附的影响使用福建元力活性炭股份有限公司生产的同批号活性炭，选取2个产品复方氨基酸注射液（17AA-I）和复方氨基酸注射液（18AA）分别连续生产5批产品，在配制过程中，分别将加入等量的活性炭，其他条件均按照生产工艺进行，且条件一致。生产结束后，按照色氨酸紫外检测方法对其含量进行检测对比。检测结果见表4。表4 不同品种复方氨基酸注射液使用同厂家同批号活性炭稀配中间产品色氨酸含量检测结果产品名称色氨酸使用量投料量样品批号加炭前检测加炭后检测复方氨基酸注射液（17AA-I）0.43 kg/1000 L色氨酸按 123%投料112401121.7%80.8%112402122.2%80.8%112403124.7%80.5%112404123.4%82.3%112405124.5%82.4%平均值123.3%81.4%复方氨基酸注射液（18AA）0.90 kg/1000 L色氨酸按 115%投料120601114.9%95.1%120602115.2%94.8%120603114.8%94.4%120604115.1%95.3%120605114.8%95.3%平均值115.0%95.0%结果表明，使用同厂家同批号活性炭分别连续生产5批复方氨基酸注射液（17AA-I）和复方氨基酸注射液（18AA），生产过程中检测稀配中间产品色氨酸的含量，加炭前检测含量平均值均与该品种工艺中色氨酸的投料量相当，加炭后搅拌吸附固定时间后色氨酸含量均大幅下降。其中复方氨基酸注射液（18AA）生产过程中活性炭吸附色氨酸吸附少，复方氨基酸注射液（17AA-I）生产过程中吸附色氨酸非常明显，色氨酸在复方氨基酸注射液（17AA-I）生产过程中，活性炭吸附大小与生产产品中色氨酸使用量和投料量成反比，即色氨酸使用量越小，投料量比例越大，活性炭对色氨酸的吸附越强。3 结论复方氨基酸注射液（17AA-I）配制时加入不同厂家活性炭对稀配中间产品中色氨酸的吸附强弱随厂家不同存在明显的差异。复方氨基酸注射液（17AA-I）配制时，加入同厂家不同批号活性炭对稀配中间产品中色氨酸的吸附相对稳定，同厂家不同批号间活性炭吸附差别不大，吸附效果相对稳定，产品质量稳定。色氨酸在复方氨基酸注射液（17AA-I）生产过程中，活性炭吸附大小与生产过程中色氨酸的使用量和投料量成反比，即色氨酸使用量越小，投料量比例越大，活性炭对色氨酸的吸附越明显。复方氨基酸注射液（17AA-I）生产过程中稀配中间产品色氨酸含量的控制随着活性炭厂家的变更应同步进行工艺验证，并同时确认对应色氨酸的投料量，对该产品进行质量提升工艺研究，便于生产过程中间产品及成品色氨酸含量的稳定，改进后的工艺应体现使用不同活性炭厂家生产时的不同投料量，改进后的工艺用于生产是行之有效的；或者是对该品种开展仿制药质量和疗效一致性评价研究。参考文献1 徐澜,安伟.紫外分光光度法同时测定色氨酸和酪氨酸J.光谱实验室,2011,28(5):2320-2323.2 张丽坤,于海瑞.活性炭和氮气对复方氨基酸注射液生产中色氨酸含量的影响 J.黑龙江医药,2009,22(6):840-841.3 任志才,赵芹.影响活性炭吸附作用的因素 J.中国医院药学杂志,1999,19(8):502-503.4 邵义红,范建伟,丁美.复方氨基酸注射液残氧量控制与色氨酸稳定性的关系 J.齐鲁药事,2010,29(8):497-499.5 郭雷,周长明,李辉,等.复方氨基酸注射液(18AA-)有关物质 2-磺基色氨酸的研究 J.药物分析杂志,2022,42(11):2050-2055.6 邓红英,张永文,李永贵.柱前衍生高效液相色谱法测定复方氨基酸注射液中氨基酸的含量 J.药学研究,2020,39(1):27-30.西部科技,2008,7(6):43-45,17.3 严铭卿.城镇燃气规划与编制 J.煤气与热力,2009,29(1):54-57.4 韩旭,赖建波,马俊峰,等.燃气规划用气量的预测方法 J.煤气与热力,2015,35(8):1-4.5 王引平,吴华,杨军.城镇燃气各类用户用气量预测方法研究 J.煤气与热力,2011,31(5):7-11.6 阎海鹏,马俊峰,韩旭.城镇燃气设计规范储气调峰条文修订建议 J.煤气与热力,2019,39(3):后插 28-后插 31.7 张海俊,徐海洋,刘苗.基于 SaaS 云平台模式的行业大数据挖掘应用 J.煤气与热力,2019,39(1):43-46.8 孙震.大数据分析在城镇燃气企业生产运营中的应用研究 J.城市燃气,2022(5):1-8.9 任小林,张卓军,施纪卫.利用管道模拟软件提升技术管理水平 J.石油工业技术监督,2005,21(9):15-19.（上接第153页）