城市天然气利用工程可行性研究报告.docx
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城市天然气利用工程可行性研究报告
城市天然气利用工程
可行性研究报告
附图1：
**市严明区天然气管网布置图
附图2：
严明区1#增压储气调峰站总平面布置图
附图3：
严明区2#增压储气调峰站总平面布置图
附图4：
严明区增压储气调峰站工艺流程图
前言
**市严明区位于##省东北部，是黄河三角洲的前沿城市，是中国第二大油田--胜利油田的主战场。
境内有严明、孤岛、孤东、桩西四个采油厂、海洋石油开发公司、渤海钻井总公司及济南军区生产基地等单位。
政区面积2365平方公里，常驻人口23万，年流动人口15万。
严明区内临黄河，东、北两面环海，海岸线长254.37公里，是环渤海经济区与黄河经济带的交汇点，具有显著的区位优势。
严明区具有巨大的资源优势和经济发展潜力，是油气、土地、草场、滩涂、海洋、盐卤等自然资源异常富集的“金三角”。
境内油气年产量占整个胜利油田的50%，-10米浅海水域350万亩。
天然草场67万亩，是全国重要的畜牧业基地。
芦苇面积36万亩，是##省最大的苇草基地。
出产的优质黄河大米、大豆、冬枣等被誉为“来自最佳生态环境的绿色食品”。
辖区内黄河三角洲国家级自然保护区，以其独有的广袤、古朴、新奇和野趣吸引着中外旅游观光者，是新世纪生态旅游的好去处。
改革开放以来，严明区经济突飞猛进，人民生活水平有了较大提高；特别是跨入新世纪随着经济的腾飞，严明区城市建设进入了一个崭新的阶段，城市职能逐渐向多功能、多元化方向发展，提高人民生活水平、改善居住环境已成为城市建设一个主要目标；与此同时随着经济的高速发展，能源短缺等矛盾日益突出，严明区各级政府有关部门对此也特别重视，根据国内外各县市的发展经验，解决该问题的根本措施就是引进高效、绿色能源—天然气，发展城市天然气事业。
发展严明区城市天然气事业，有利于解决经济发展与能源短缺的矛盾，有利于优化能源结构，有利于提高人民生活水平和生活质量，改善投资环境，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，是一件利国利民大事，因此进行本项目的可行性研究是十分必要的。
近年来随着西气东输的发展，天然气气源日益充足，借此机遇，**市天汇燃气有限责任公司提出了**市严明区城市天然气利用工程项目，##一通工程技术服务有限公司于2008年4月受**市天汇燃气有限责任公司委托进行《**市严明区城市天然气利用工程可行性研究报告》的编制工作，并得到了**市天汇燃气有限责任公司的大力支持，在此谨向为我们工作给予大力支持的严明区的有关领导和技术人员表示谢意。
1概述
1.1工程概况、编制依据及编制原则
1.1.1工程概况
1.1.1.1工程名称
本项目工程名称为城市天然气利用工程。
1.1.1.2工程建设规模
到2010年实现供气规模5.98万m3/日。
1.1.1.3工程内容
1、天然气压气站一座。
2、输气管线φ219、φ159和φ114分别为2.6km，9.5km，3km。
3、天然气增压储气调峰站两座。
4、SCADA系统一套。
1.1.1.4工程投资及经济指标
主要工程投资及技术经济指标见表1-1。
表1-1主要工程投资及技术经济指标
序号
指标名称
单位
数量（2010年）
备注
一
供气规模
1
年供气量
万Nm3/年
1915
2
年平均日供气量
万Nm3/日
5.25
3
计算月平均日供气量
万Nm3/日
5.98
4
高峰小时供气量
万Nm3/时
0.39
5
气化人口
万人
3.9
6
气化居民户数
万户
1.12
7
居民管道气平均气化率
%
65
二
主要工程量
1
天然气压气站
座
1
2
天然气增压储气调峰站
座
2
3
中压干管
km
15.1
4
调压箱
台
80
5
调压柜
台
2
6
专用调压站
座
4
7
干管阀门
个
32
8
劳动定员
人
140
”
三
经济指标
1
估算总投资额
万元
2899
2
年输配平均运转总成本
万元
2762
3
单位输配总成本
元
1.45
4
年输配平均运转经营成本
万元
2528
5
单位输配平均经营成本
元
1.32
6
实际售气建议平均价格
民用气
元
1.50
工业用气
元
1.70
1.1.2编制依据
1.1.2.1编制依据
1、**市天汇燃气有限责任公司关于《**市严明区城市天然气利用工程可行性研究报告》的编制委托书；
2、《**市严明区城市总体规划》（2001-2010）；
3、**市严明区现状及规划图；
4、现场调研资料；
5、《##省燃气专项规划编制技术规定》（2005年11月）；
6、其他相关依据。
1.1.2.2参考文献
1、《中华人民共和国城市规划法》
2、《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
3、《输气管道工程设计规范》GB50251-2003
4、《埋地钢制管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002
5、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
6、《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92（1999版）
7、《工业金属管道设计规范》GB50316-2000
8、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
9、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB500236-98
10、《室外给水设计规范》GB50013-2006
11、《室外排水设计规范》GB50014-2006
12、《建筑给排水设计规范》GB50015-2003
13、《建筑灭火器配置规范》GB50140-2005
14、《电力电缆设计规范》GB50217-94
15、《供电系统设计规范》GB50052-95
16、《钢制管道及储罐腐蚀工程设计规范》SY0007-1999
17、《自动火灾报警系统设计规范》GB50116-98
18、《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002，2006年版
19、《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2001
20、《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999
21、《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002
22、《工业企业总平面设计规范》GB50187-93
23、《构筑物抗震设计规范》GB50191-93
24、《砌体结构设计规范》GB/T50003-2001（2002年局部修订条文）
25、《建筑抗震设防分类标准》GB50223-95
26、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
27、《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85
28、《城市区域环境噪声标准》GB3096-93
29、《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92
30、《低压配电设计规范》GB50054-95
31、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
32、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）
33、《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-1999
34、《污水综合排放标准》GB8978-1996
35、建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定劳动部3号令
36、建设项目环境保护管理条例国务院253号令（1998年）
1.1.3编制原则
1、在城市总体规划的指导下，从实际出发，本着统一考虑，分步实施、量力而行，逐步完善的原则，并为今后的发展留有余地。
2、贯彻城市燃气为人民生活和各行业服务的原则，民用、工业用气并重，确定合理燃气售价和供气比例。
3、贯彻节能的方针，从本地资源条件出发，选择合理的工艺路线，力求取得好的社会效益，环境效益和较好的经济效益，做到以最少的投资获得最大的回报。
4、坚持科学的态度，积极采用新工艺、新技术、新材料、新设备。
5、站址的选择要符合总体规划的要求，在满足安全防火的前提下，尽量节约用地。
6、燃气管道设计做到安全、适用、长期均衡、平稳供气。
7、燃气管道的建设尽量做到与市政规划建设同步施工。
8、充分利用现有的天然气资源，分期分批合理实施。
1.2项目建设的可行性及必要性
1.2.1项目建设的可行性
**市严明区燃气管网建设相对缓慢，目前还没有健全的燃气管网基础设施，根据规划，远期居民用气定额为1952兆焦/人·年，约0.15Nm3/人·日，居民天然气气化率远期至2020年达到65%。
城市总用气量为5.98万米3/日。
这为建设**市严明区城市天然气利用工程创造了机遇。
天然气是优质、高效的清洁能源，是国家大力提倡发展的绿色能源，来自严明采油厂中心压气站的天然气为严明区的发展提供了可靠的气源保证，对改变严明区及至全**市的能源结构，降低生产成本，改善生活环境，提高人民生活水平，促进地区经济持续发展具有重要意义。
因此，发展天然气事业是大势所趋，严明区城市天然气利用工程是切实可行的。
1.2.2项目建设的必要性
近年来，随着**市严明区经济的发展，能源短缺、环境污染和生态环境破坏也日益严重，已引起了严明区各级政府的高度重视，提高人民生活水平、改善居住环境和投资环境已成为各级政府共同关注的焦点。
根据国内外各大城市的发展经验，解决该问题的根本措施就是引进高效、绿色能源—天然气，发展城市天然气事业。
本工程项目的建设将为严明区优化城镇居民燃料结构，改善居民生活质量提供物质条件；同时将为高能耗企业调整燃料结构，提高产品的质量，降低产品成本创造有利条件；更重要的是将极大减轻环境污染，改善大气质量，为严明区招商引资创造更好的环境。
因此积极发展**市严明区城市天然气事业是非常必要的。
1.3编制范围
根据**市天汇燃气有限责任公司的可研报告编制委托书的要求，结合**市严明区城市总体规划地域范围，本可研报告的编制范围包括：
**市严明区的城市天然气压气站、天然气增压储气调峰站及城市燃气输配系统。
根据《**市严明区城市总体规划》（2001年-2010年），到2010年城区气化人口为3.3万人，到2020年气化人口将达到为3.9万人。
本可研考虑发展留有余地，总人口数确定为4万人。
1.4城市概况
**市严明区位于##省东北部，是黄河三角洲的前沿城市，是中国第二大油田--胜利油田的主战场。
境内有严明、孤岛、孤东、桩西四个采油厂、海洋石油开发公司、渤海钻井总公司及济南军区生产基地等单位。
政区面积2365平方公里，常驻人口23万，年流动人口15万。
严明区内临黄河，东、北两面环海，海岸线长254.37公里，是环渤海经济区与黄河经济带的交汇点，具有显著的区位优势。
严明区具有巨大的资源优势和经济发展潜力，是油气、土地、草场、滩涂、海洋、盐卤等自然资源异常富集的“金三角”。
境内油气年产量占整个胜利油田的50%，-10米浅海水域350万亩。
天然草场67万亩，是全国重要的畜牧业基地。
芦苇面积36万亩，是##省最大的苇草基地。
出产的优质黄河大米、大豆、冬枣等被誉为“来自最佳生态环境的绿色食品”。
辖区内黄河三角洲国家级自然保护区，以其独有的广袤、古朴、新奇和野趣吸引着中外旅游观光者，是新世纪生态旅游的好去处。
1.5燃气供应现状
目前，**市严明区燃气供应主要液化石油气和天然气为主，液化石油气由胜利油田直接供应，价格贵于天然气，且易出现跑、冒、滴、漏等问题，存在事故隐患，需加大管理力度；天然气供应比较混乱，并且收费困难。
1.6能源消耗状况、大气污染状况
目前**市严明区主要能源供应为石油、天然气和液化气，其中以石油、液化气的消耗量最大，能源结构相对比较单一，能源利用率比较低，尤其是随着近年来经济的飞速发展，能源日趋紧张，供不应求。
这无疑制约生产力的发展，造成一定的经济损失。
目前，严明区乃至**市机关、学校、医院、公共设施、商业服务设施等炊事、生活热水大都是用液化气做燃料，一次能源消耗量大，利用率低。
不仅给城区大气环境找成严重污染，而且由于燃料及燃料垃圾的运输量大，给城市交通增加了一定的负担。
随着经济发展和产业结构的调整，城市第三产业的比重增加，服务业将迅速发展刺激商业用天然气量的日益增长。
2燃气气源
2.1气源分析
目前我国城市燃气气源主要有取自地层蕴藏的天然气；以煤和石油为原料，经热加工生成的煤制气（见干馏煤气、气化煤气）和油制气；从油田采集或在石油炼制过程中产生的液化石油气等。
而严明区目前主要以液化石油气为气源。
2.1.1液化石油气
因为我国陆上油田和海上天然气只生产少量LPG，所以我国LPG的生产几乎全部依靠炼油厂，因此液化石油气供应规模小，经营分散，管理难度大，存在重大的安全隐患，且供气规模小，因此液化石油气只能是严明区的辅助气源。
2.1.2天然气
目前我国发展燃气事业的政策是“大力发展天然气，积极发展液化石油气”。
天然气作为清洁高效能源，为人类提供了巨大社会和环境效益已是不争的事实，不管是直接燃烧，还是用于发电或开车，都受到人们的普遍欢迎。
该气源与液化石油气相比较具有通用性好、投资少、运行成本低、建设周期短、供气稳定、安全可靠及无污染，环境效益等特点。
2.2气源的确定
来自严明采油厂中心压气站的天然气为严明区的发展提供了可靠的气源保证。
天然气输气干线起点是严明采油厂中心压气站，来气压力为0.3～2kgf/cm2。
输气干线管径为Φ219、Φ159和Φ114。
管材为无缝钢管执行标准《流体输送用无缝钢管》（GB/T8163－1999），供气量稳定，气源充足。
3供气规模及气化范围
3.1燃气市场需求调查与分析
本项目以天然气为主导气源，文本中的供气对象是严明区将要使用天然气的用户，主要分居民和工业用户两种类型。
现对两类用户逐一进行分析。
3.1.1居民用户
由天然气管道供气的居民用户，主要是指居住在城镇建成区内，具备管道供气条件的城镇居民。
在所有用户中，使用管道燃气的居民是用气市场最基本、最稳定的用户。
按照**市严明区供气的天然气管道路线，沿线居民基本具备管道气用气条件，因此在天然气管道覆盖区的居民用户，应大力推广使用天然气，逐步提高管道天然气的气化率。
管道天然气供应与瓶装液化气供应比较如表3-1所示。
表3-1管道天然气供应与瓶装液化气供应比较表
管道天然气供应
瓶装液化气供应
1.经营方式
统一经营
多家经营
2.气源及价格
长期稳定
市场浮动
3.计量
气量计费公正
有残液、缺斤短两
4.操作、使用
安全方便
安全性差
3.1.2工业用户
天然气在工业上主要是用做燃料和生产原料（如合成氨、合成甲醇等）。
在严明区，工业用气主要用于燃料和生产燃料。
对于目前使用液化石油气和柴油作为生产燃料的工业企业来讲，改用天然气后，其优势如下：
1、工业用户一般能耗较大，使用天然气可节省燃料储存用地，管理简单，燃烧设备结构简单，投资和操作费用较低。
2、天然气燃烧后产生的CO2和NOx较少，无SO2和颗粒物，无灰渣，对环境污染小。
3、工业窑炉燃烧天然气便于温度控制，炉膛温度均匀，过程升温平稳，产品变形小，不会产生积炭、颗粒、气泡、麻眼等缺陷，有利于生产优质建筑陶瓷，减少次品，并可提高装置生产率。
4、天然气工业炉内气氛调节灵活，可方便迅速地调节炉内氧化、中性或还原的气氛，容易实现自动点火和火焰监视。
5、工业锅炉是工业用户中最大的耗能设备，我国燃煤锅炉效率约60%~80%，而燃烧天然气锅炉效率可达80%~90%。
对使用天然气后能获得较好的经济效益、环境效益和社会效益的工业企业，都应积极发展使用天然气。
3.2供气原则及气化范围
3.2.1供气原则
本项目的实施是改善城市燃料结构、减少大气污染、保护生态环境、促进经济发展的重要举措。
根据国家能源政策、燃料结构现状和城市总体规划，确定供气原则如下。
1、居民用户，首先气化已建成的居民区，并随城市建设、开发区的发展扩大供气范围，凡是在气化范围内具备条件的居民，均分期分批气化，逐步提高管道燃气普及率。
2、商业用户，随着国民经济发展和人民生活水平提高，第三产业比例加大，商服业大力发展，为满足其发展的需要，逐步扩大商服业的供气比例。
3、天然气锅炉替代各类小型燃煤锅炉，可实现获得巨大减排效益的特殊工业应用。
4、优先发展一些工业窑炉和干燥、精馏等工艺过程的工业用户。
3.2.2气化范围、气化率
根据《**市严明区城市总体规划》（2001年—2010年），并结合实际情况，确定本工程主要向**市严明区城区供气，2010年城区气化人口为3.3万人，到2020年气化人口将达到为3.9万人。
3.3各类用户耗热定额的确定
3.3.1居民耗热定额
居民用户耗热定额是确定居民用气量的一个重要基础数据，其数据的准确性、可靠性决定了城市居民用气量计算的准确性、可靠性。
影响居民生活用气指标的因素很多，除了与居民生活水平、生活习惯有关外，主要还有住宅内用气设备的设置情况、公共服务设施（食堂、熟食店、饮食店、浴室、洗衣房等）的发展程度以及市场主、副食的成品和半成品供应情况、热水供应情况、气价等。
因此各个城市或地区的居民用气量指标不尽相同，现将影响这一指标的几个主要因素分析如下。
（1）用户燃气设备的类型
通常燃具额定负荷越大居民用气量越大，但当用户使用的燃具额定负荷达到一定程度时，居民年用气量将不再随这一因素增长。
居民有无集中热水供应也直接影响到居民年用气量的大小，目前用户一般没有集中热水供应，所以居民用户用气包括炊事和热水（洗涤和淋浴）。
随着天然气的引进，并实现现代化管理，与LPG和电能源相比，天然气的成本将会降低，天然气市场将会扩大，居民的生活能耗除炊事用气外，燃气热水器将会普及，居民耗气量将会增加。
（2）能源多样化
其他能源的使用对用气量有一定影响，如电饭煲、微波炉、电热水器等设备使用比例增加时，燃气用量将有所减少。
（3）户内人口数
随着使用同一燃器具的人口数增加，人均年用气量将会降低。
由于社会综合因素的作用，我国的居民家庭向小型化发展，随之人均年用气量略有增加。
（4）社会配套设施的完善程度
社会的公共福利设施完备时，居民通常会选择省时、省力、较经济的用餐方式和消费形式，随着市场经济的发展，服务性设施日益完善，家庭用热日趋社会化，户内节能效益不断提高，这将使居民年用气量呈平稳发展的趋势。
（5）其他因素
随着国民经济的发展，社会生活总体水平、国民人均年收入的提高是激励消费的因素之一。
生活水平及质量的提高，人均生活能耗亦将随之增加，燃气价格、生活习惯、作息及节假日制度、气候条件等都会对居民年用气量产生影响。
考虑严明区居民生活习惯、人民生活水平的提高，用气内容的深化，以及城市居民的承受能力等因素，同时根据国家相关规范并参考其它相关城市指标及适当考虑发展确定本工程的居民耗热量定额为1952MJ/人·年（合46.5万千卡/人·年）。
3.3.2工业用户
工业用户燃气应用主要有生产工艺加热（加热炉、窑炉等）用气和锅炉用气两大部分。
工业用户生产耗热，根据现场调查结果，按所调查的工业企业工艺设备实际燃料消耗量进行折算；工业锅炉耗热指标根据锅炉的额定蒸发量（吨/时）、锅炉燃烧效率进行折算，人工燃气热值为17MJ/m3，天然气热值为35.11MJ/m3。
3.4不均匀系数的确定
3.4.1概述
城市燃气各类用户的用气不是均匀的，而是随月、日、时而变化的，这是城市用气的一个显著特征。
用气不均匀系数是确定燃气输配管网、储气容积及设备能力的重要参数。
合理确定不均匀系数对城市燃气输配系统的设计和运行具有十分重要的意义。
各类用户用气不均匀性取决于很多因素，如气候条件、居民生活水平及生活习惯，机关的作息制度和工业企业的工作班次，建筑物和车间内装置用气设备的情况等，这些因素对不均匀性的影响，只有通过大量的积累资料，并加以科学的整理，才能取得需用工况的可靠数据。
各类用户的用气不均匀性可用月不均匀系数、日不均匀系数、时不均匀系数三个系数来反映，其最大值为高峰系数。
一年中各月的用气不均匀情况用月不均匀系数K1表示，其计算公式用公式3-1表示。
（3-1）
一个月中日用气量的变化情况用日不均匀系数K2表示，其计算公式用公式3-2表示。
（3-2）
一日中小时用气量的变化情况用小时不均匀系数K3表示，用公式3-3表示。
（3-3）
3.4.2居民用户不均匀系数
用气不均匀是城市燃气供应的重要特点，居民用户用气不均匀性尤为突出。
城市燃气耗量随月、日、时都是变化的，它与城市性质、气候、供气规模、用户结构、流动人口状况、居民生活水平和习惯以及节假日等均有密切关系，由于影响因素较多，所以不均匀系数可根据城市历年管道燃气供气状况统计数据，再分析发展变化情况而定。
根据**市严明区城市燃气实际运行情况调查，并参考其他同规模城市实际运行经验，最终确定严明区居民用户用气高峰系数取值如下：
=1.20
=1.15
=3.00
3.4.3工业用户不均匀系数
工业用气量是根据企业生产规模、耗气设备额定能力及燃烧效率、生产班制决定的，根据我们在现场调查的情况，分析严明区工业企业生产特点确定工业用户不均匀系数如下。
（1）月不均匀系数
工业企业用气的月不均匀性主要取决于生产工艺的性质及温度的变化，一般连续生产的工业窑炉由其它燃料转换为天然气后，能提高产品质量和燃烧效率，而且其用气比较均匀。
取月高峰系数
=1.1。
（2）日不均匀系数
工业企业用气的日变化量很小，正常生产情况每个工业用户的日用气量基本保持不变，所以本可研确定工业用户日高峰系数的取值为1，即
=1.0。
（3）时不均匀系数
工业用户用气量的变化体现在生产班制的不同，根据《城镇燃气设计规范》推荐方法，工业企业生产用气的不均匀性可按各类用户使用燃气量的变化迭加后确定。
按不同的生产班制均衡用气考虑工业用气时不均匀情况，小时高峰系数如下：
一班制：
=3.0；
二班制：
=1.5；
三班制：
=1.0；
根据以上分析，确定严明区工业用户用气高峰系数，详见表3-2。
表3-2工业用户用气高峰系数
月高峰系数
=1.1
日高峰系数
=1.0
小时高峰系数
=1.0,1.5,3.0（一，二，三班制）
3.5各类用户耗气量的计算
3.5.1供气参数
根据已经使用了该气源的城市数据显示，严明区拟使用的天然气组成及物理性质，见表3-3。
表3-3天然气组成及物理性质
名 称
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
CO2
N2
合计
V%
86.45
5.42
1.83
0.43
0.07
4.07
1.73
100
热 值
低热值
35.11兆焦/米3（8400千卡/米3）
高热值
38.61兆焦/米3（9240千卡/米3）
密 度
0.6519千克/米3
华白数
48.88兆焦/米3
燃烧势
45.18
运动粘度
12.1×10-6米2/秒
烃露点
-15℃
水露点
-20℃
爆炸极限V%
上限
16%
下限
4.8%
天然气类别
12T
状态
0℃1.01325×105帕
3.5.2各类用户耗气量计算
3.5.2.1居民用户
1．气化率及气化人口
目前，**市严明区市政局供严明区西部居民用气，胜利油田和严明开发区供应东部居民和工业用气。
根据严明区城市建设情况和城市规划，预测管
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