首页|能源情报| 论文专著| 报刊杂志| 法律法规| 焦点专题| 能源企业| 焦点论坛| 站点导航|关于我们|燃料电池| 中国热电| 燃气轮机| 循环流化床锅炉| 燃气内燃机| 国际能源会展 | 能源投资| 能源知识| 能源专家| 统计资料|

“十五”期间北京市天然气发展规划及实施措施

北京市煤气热力工程设计院  宋怀芳 张秀梅 福鹏

前言

    改革开放以来，北京市城市规模不断扩大，城市建设及经济建设迅速发展，人民生活水平大幅度提高。但是由于环境治理跟不上发展速度，造成能源、交通供需矛盾日趋尖锐，城市环境恶化。 以 1998年与1997年同期相比，各项污染指数均有所增加。 1997年10月，空气污染指数只有一周为4级， 1998年10月以来连续5周空气污染指数为4级，主要污染物是氮氧化物，主要污染为烟煤型污染，扬尘及机动车尾气污染。首都环境污染状况己咸为世界十大污染城市之一。尤其进入果暖期，大量直接烧煤，大气中的总悬淳颗粒物2／3来源于烟尘，大气污染更为严重。
    要改善北京市的大气环境，集世界大城市的经验，根本措施是要改变燃料结构，积极发展气体燃料。天然气是优质高效能源，污染物排放少，由于用管道输送减少了城市运送燃料。灰渣的车辆，同时也减少了因车辆过多增加的氮氧化物排放量、噪音等污染，只有大力发展天然气优质能源，才是改善大气环境的根本途径。
    党中央。国务院和北京市政府对北京市大气污染问题极其重视，1998年底，北京市政府向国务院发出《关于采取果断措施控制北京大气污染的紧急请示》，获得国务院及有关方面的全力支持和赞成。到1998年底，北京市政府控制大气污染的紧急措施得到了较好的落实，阻止了本市大气质量的继续恶化，但由于种种原因，主要是气象因素及机动车数量增加过快等，大气质量仍未有明显好转。 1999年初北京市再颁28项措施，明确指出积极推广使用天然气，加快无燃煤区建设。
    根据市政府有关部门的安排，北京市在2000ro2010年期间引进天然气将分几个阶段进行， 2000～2002年为第一阶段，预计到2002年底，天然气供应量达到18亿立方米／年； 2003～2005年为第二阶段，天然气供应量达到40亿立方米／年； 2005年以后为第三阶段，天然气供应量达到50～60亿立方米／年。
    2000年3月，北京市计划委员会批复了北京市燃气集团有限责任公司呈报的们匕京市引进陕甘宁天然气市内扩建工程项目建议书》，对2002年以前北京市天然气扩建工程内容作了明确规定。在北京市燃气集团有限责任公司的组织领导下，由北京市煤气热力工程设计院和北京市城市规划设计研究院负责，北京市环境保护科学研究院等单位参加，着手编制了《2002年及“十五”期间北京市天然气发展规划》。对用气负荷、输配气管网。接收站。调压站等工程内容及建设必要性，工程投资及财务分析，相应的环境效益和社会效益等做了重点论述及分析。
    规划编制原则是：
    （1）要尽可能与《”九五”期间北京市燃气供应调整规划及2010年远景规划》相一致，贯彻近期为主，远近结合的方针。
    （2）要与已制定的落实控制大气污染第二、三、四阶段措施、《北京市区扩大无燃煤区规划》。陕甘宁天然气进京后《市区燃气管网改、扩建规划》及北京市政府制定的大气环境治理第二。三、四阶段目标
等文件协调一致。
    （3）市区输配管网系统的扩建及改建要充分考虑安全。均衡、平稳供气。
    （4）合理利用季节调峰和日调峰设施，选择最佳储气调峰方案。
    （5）结合卧情尽量采用世界先进的新技木和设备，便输配管网系统达到国内先进水平。
    （6）合理优选方案，节约占地，节省投资。
    （7）执行国家。行业的有关标准、规程和规范。

    一、北京市能源状况
    北京是一个拥有1000多万人口的特大城市，同时又是一个重化工业占有较大比重的工业城市，每年消耗大量的能源。根据有关统计资料， 1998年，金市能源总消费量为3769万吨标煤（含航空煤油）。从1990年至1998年，能源总消费量年均增长率为4． 17％平均每年增长近140万吨标煤。北京历年终端能源消费及构成见下表。

北京市历年部门能源终端消费及构成

注：消费量单位为万吨标煤，构成为％。

    由上表可见，北京市燃料消费结构中仍以煤为主。 1998年煤炭和焦炭所占比重高达75.3％，其中煤炭约占58.2％，焦炭约占17.1％。

    二、天然气供应现状

    北京的城市燃气事业起始于1958年。 1958年焦化厂开始供应人工煤气，七十年代叉增加了重油催化裂解气。随着石油工业的发展，1965年开始发展用瓶装方式供应的液化石油气。 1985年，华北油田第一条进京输气管线建成，北京市管遁供气又增加了天然气气源。
    经过近40年的发展，北京市已经形咸完整的“三气“（人工煤气、天然气。液化石油气）输配、供应管理系统。截止1999年底，使用“三气”的居民用户为265万户，城、近郊区居民气化普及率94％以上。两个管道气（人工煤气。天然气）的管网总长度为4413公里。

1、天然气气源：
    北京市的天然气目前由华北油田和陕甘宁长庆气田两家供应。
    华北油田共有20余口气并，分散在永清县、霸县、文安县、苏桥、雄县。 50％是油田伴生气，50％是气井气。经过三级处理后，汇集到永清处埋站。从1987年底开始，华北油田天然气经东线和南线两条输气
管线送到北京市。东线管径Ф219x8，全长69公里，输送到北京市东郊、（岱头）门站。南线管径Ф529x8，全长64公里，输送到北京市南郊（潘家庙）门站。目前华北油田平均日供气能力41万立方米，最大日供气80万立方米， 1997年9月陕甘宁长庆气田开始向北京市供应天然气，成为北京市第二个天然气气源。长庆气田共有100余口气井，经过靖边集气站净化厂净化处理后，加压到4．5ma，由长输管线送到北京市。输气管线管径Ф660x7～10，全长900公里，起点压力4.5Mpa，送到北京市西郊衙门口北京天然气集输公司北京集输站（长输管线末站），经调压后送到北京市衙门口接收站（北京市城市天然气门站），经调压、稳压后（出站压力1.6MPa，远期为2.5MPa），送到市内输气管网系统。
    截止到1999年底，天然气购入量75833万立方米，销售量64833万立方米。

2．天然气输配设施
    到1999年底，市内天然气管道总长3277公里，其中超高压和高压管道211公里，中压管道752公里，低压管道2314公里。管网压力级制为四级，超高压（1.6～2.5MPa），高压1.0MPa），中压（0.2～0.4MPa，目前为0.1MPa），低压（5000帕，目前为3000帕）。超高压管遁管径为DN700，高压和中压管道管径为DN200～500。
    现有天然气调压站319座，其中高中压21座，中低压298座。储罐站两座，总储气能力20万立方米。其中东郊罐站有罐容5000立方米球罐4个，储气能力10万立方米。北郊储罐站有罐容1万立方米球罐2个，储气能力106立方米。

3．天然气用户
    到1999年底，使用天然气的居民用户1042786户；年末居民家庭使用天然气量为17850万立方米，占天然气年销售量27.5%。
    居民生活平均每户每月用天然气14.3立方米。
    到1999年底，使用天然气的各类公共建筑用户，包括机关、学校、企事业食堂，宾馆、饭店、旅馆、招待所、营业餐馆、医院。涉外用户及科研单位等约6943户，年用气量15287万立方米，占天然气年销售量23．6％。使用天然气的工业用户44户，年用气量3759万立方米，占年销售气量的5．8％，天然气用于来暖制冷的气量27903万立方米，占年销售气量的43.1%。
    另有其他用气量约34万立方米。
    1999年天然气各类用户用气比例为：工业用户5.8%,民用户94．2％,其中居民生活27．5％,公共建筑23．6％，采暖及制冷43．1%。

    三、天然气发展过程中存在的问题
    （一）管网供气可靠性亟待提高
    1、冬夏季负荷差增大，现有输配系统难以承受
    为了配合北京市环境综合治理工作的开展，进一步改善首都环境质量，控制大气污染，北京市将大力发展天然气来暖用户，替代部分采暖用煤，加快实施无燃煤区。根据发展计划，预计采暖用气量将占年用气量的50％以上。
    采暖用气量的增加，将大大增加冬夏季贞荷差。 1999年天然气年供应量为7．6亿立方米时，采暖用气量占年用气量的43．1%，最高日用气量613万立方米，采暖用气量占日用气量30％以上。由于采暖季用气负荷的加大，给输配管网造成了极大的压力，管网输配能力不足的矛盾突出。长输管线需要建设中间加压站，建设调节季峰的地下储气库，市内管网和各级调压站则急需扩建或升压改造。
    2、长输管线单线供气，安全供气保障程度低
    北京市的供气主要由陕京天然气管线单线供应，一旦该管线出现事故，华北油田最高只能供应北京天然气100万立方米／日，远远不能满足北京市的用气需求。为了保证安全供气，一方面要建设第二条陕京天然气管线，另一方面则要考虑建设应急气源。
    （二）急需制定发展用户的相关政策
    按目前时陕甘宁天然气供应北京市规划，到2000年年供气10亿立方米， 2002年年供气18亿立方米。如何销售这么多气量，除了大量建设。改造城市输配设施外，最重要的就是大力发展用户，特别是必须发展大型公服用户。常年负荷的工业用户。但在目前的用户发展过程中，燃气价格和投资问题己成为重要的制约因素。
    目前的价格及收费政策是：居民用气价格最低（1．4元／立方米），工业，公服用气价格高（1．8～3．O元／立方米），而且还要根据用气量收取气源费（1200元／立方米）。目前的收费和价格政策不仅加大了用户工程投资和运行费用，使用户难以承担，而且无形中限制了大用户的发展。这种政策也是造成民用、工业用气比例失调。工业用气量减少的原因之一，长此下去不仅会造成输配。调度的困难，降低输配系统利用率，给安全运行带来影响，而且为了调节城市用气不均衡还需扩大储气设施，加大了供气的投资和运行成本。
    （三）投资和产权问题
    目前燃气的管线投资大体上有三种：政府拨款。公司自筹及用户集资。由于在燃气管线投资上，长期存在责任不明，产权不分的弊病，致便投资者不清楚偌大的投资所带来的具体的经济效益。因此，除市政府必须拨款外，企业和用户对管线投资缺乏积极性。

    四、天然气用气量预测及用气量分配
    1、供气原则
（1）居民炊事燃气化。有条件的居民用户全部使用管遁气，管道暂时达不到的居民用户使用液化石油气。
（2）大型公共建筑。涉外饭店和小区配套公共服务设施（包括茶炉、大灶）全部使用管遁气，管道暂时达不到的用户（包括临时建筑、餐饮摊点等）使用液化石油气。
（3）根据工业生产的要求和城市供气调峰的需要，供应部分工业生产用气。特别对全年用气贞荷稳定的大型工业用户，给予价格优惠，尽量创造条件，鼓励使用城市燃气。
（4）市区内推广使用燃气采暖。范围包括：各类新建建筑。划定的无燃煤区内（包括第一批40片无燃煤区、第二批无燃煤区）的燃煤锅炉改用燃气，以及部分大型燃煤供热厂和集中锅炉房改用燃气。
（5）为提高燃气使用效率、平衡季节差，适当发展一些天然气热电厂。
（6）发展天然气汽车，加速推广天然气汽车的改装和生产，提高天然气汽车的技术和管理水平。

    2、天然气供应规模
                2000年 10亿立方米／年
                2001年 14亿立方米／年
                2002年 18亿立方米／年
                2005年 40亿立方米／年

    3、供气范围
    按照《北京市区燃气供应规划》的要求，市区内新增天然气供气范围应沿前三门大街向南扩展，根据实际贞荷情况和管网结构情况测算，到2002年市区内供气范围至少要扩展到南三环路附近。具体范围为：市中心区（西起石景山区。东到东三环，南起南苑。北至清河）和清河。北苑。酒仙桥、东坝、定福庄、南苑、车台、西苑等边缘集团以及亦庄开发区、回龙观开发区、海淀山后等地区，同时还将向通州、黄村、良乡、顺义、沙河等卫星域供气。

    4、天然气发展规划设想
    根据有关部门编制的《北京市近期和中长期能源结构调整规划》，北京市2005～2010年全市终端能源结构调整规划见下表：

2005～2010年全市终端能源结构表

    预计2010年全市天然气总消费量60亿立方米／年（不包括燕化用气量）。终端天然气消费量不含发电、供热厂、车用等，约为27亿立方米。其它天然气用量属于加工转换投入量，车用气属于替代油品用量。
    为实现《北京市近期和中长期能源结构调整规划》提出的目标，满足北京市建设的发展及控制大气污染。改善首都环境的边切需要，在2000～2010年期间，北京将进一步加大引进天然气的力度。引进的天然气除满足发展居民生活。工业。公服用气外，将主要用于改变以燃煤为主的燃料消费结构，替代果暖用煤，取消茶炉大灶燃煤，加快实施无燃煤区，并发展一定量天然气汽车，从而控制大气污染，改善首都的大气质量。

5、用气量预测
    根据北京市天然气发展方针、每年发展计划。各类用户用气指标进行预测，经2000～2002年天然气负荷动态发展，各类用户用气量汇总见表。

2000～2002年各类用户用气量预测汇总

                                                                 气量单位：万立方米

由表2一14可见， 2000年全年用气量约10亿立方米， 2001年全年用气量约14亿立方米， 2002年全年用气量约18亿立方米／年。
    2002年以后，北京市天然气将扩大应用领域，由生活型用气逐步向动力型用气转变。根据目前掌握的有关资料，预计2005年各类用户用气量如下表所示：

2002～2005年各类用户用气量预测汇总

                                                                       气量单位：万立方来

    由上表可见，与2002年相比，2005年天然气用气增加了燃气发电、燃气热电联产、燃气热电冷联产等领域。

    五。市区输配管网
    1、 2002年市区输配管网
    按照预测的负荷构成计算，到2002年最高日供气量将达到1578万立方米／日，全网最大小时流量95万立方米／时。届时，天然气将从三个方向进入北京市区输配管网。陕甘宁天然气进京长输管线进行首站及中间站加压后，使衙门口门站日供气能力达到800万立方米；新建地下储气库（市区东南大张蛇气库）供气能力达到700万立方米；华北油田（潘家庙门站）日供气能力为80万立方米。
    市区需要配套建设的输配管网设施主要包括：新建次渠天然气接收站、衙门口接收站改造、新建3座超高压调压站、2座高中压调压站、新建超高压、高压管道50．5公里、中压子管128．8公里、监控系统及生产配套设施等。
    到2002年，建议各级管网运行压力如下：
        超高压管网 1．7一1．9MPa
        高压管网 0．8一1．0MPa
        中压管网 0.1一0．2MPa

    2、 2005年市区输配管网
    按照2005年供气40亿立方米／年的设想，城市环网的进气点将由目前的三个（衙门口、潘家庙、东郊）扩大为六个（衙门口、潘家庙、东郊、次渠、清河、通县）。根据《九五”期间北京市区燃气供应调整规划及2010年远景规划》，当天然气供应量达到30亿立方米／年以上时，需要完成超高压管网（沿公路一环）建成，与超高压环网相配套的超高压站至少需要增设：潘家庙、南苑、亦庄等10个站。改造现存人工煤气高压环网（三环路）为天然气高压网（1．0MPa），使市区的四级管网输配系统更加完善。
    管网运行压力为：超高压管网：1．6一2．5MPa，高压管网0．8一1．0MPa，中压管网0．1一0．4MPa。

    六、储气与调峰
    1、季调峰
    由于采暖用气量的增加，使季节调峰量大大增加，采暖用气量约占全年用气量50％以上。约占果暖季最高月用气量90%。在外部气源没有联网，仅华北油田。陕甘宁气田向北京市供气，无其它备用气源的情况下，为保证北京市安全用气，建设地下储气库己成为当务之急。建设地下储气库及配套管线的主要功能是：当北京市的用气量处于高峰时，将地下储气库的天然气输往北京次渠接收站向北京市供气；当北京市用气量处于低峰时，将陕甘宁气田的天然气输送至地下储气库储存；当陕京输气管线万一发生事故时，将地下储气库的天然气输往北京，确保向北京供气的安全平稳。
    季节调峰方案有两种，一是气源调节， 二是气源调节加地下储气库调节。采用气源调节和地下储气库调节相配合的方式，近期内减轻了地下储气库的季节调峰负担，为增建新库争取了时间，是现阶段较为现实可行的方案。而且对市内管网而言，进气较为均衡，有利于节约管网建设投资。经储气方式比较，推荐气源调节十地下储气库调峰为近期北京市的季节调峰方案。
    目前，中国石油天然气集团公司正在天津大港大张坨建设地下储气库，这是国内第一座用于城市调峰的大型地下储气库。大张坨地下储气库建成后可保证日均调峰气量500万立方米，根据推荐的调峰方案计算结果，能满足北京市2000年。 2001年季节调峰的需求，但是，到2002年季节调峰量不足，还应尽快研究扩大其调峰能力。据悉，大张坨储气库气藏中凝析油含量较高，随者运行时间的增长，凝析油含量的逐渐下降，气库运行压力区间可逐步扩大，工作气量可达6亿立方米以上，储气能力也将随之提高。
    在气源可以保证、且平均供气条件下，2005年用气量为40亿立方米时，所需季节调峰量约为12.6亿立方米。
    通过初步方案比较，建地下储气库的方案是目前最可行的方案，但是考虑到北京作为首都的特殊地位，并且北京周边地区的地质状况建设地下储气库的难度和风险都比较大，因此也不能排除其他调峰手段，如建调峰气源（液化天然气、轻油裂解等等）、燃气热电厂采用双燃料系统（即冬季烧油、眷夏秋季烧天然气）等措施解决季节调峰问题。
   2、日调峰
    如果季节调峰按“气源干地下储气库”方案实施，按采暖用气量中40％为集中供热，60%为分散供热（对于分散供热方式，按不利的极端情况考虑），根据高月高日小时用气量不均匀系数，计算2000～2002年日调峰量分别为92．8万立方米、115．26万立方米、165．06万立方米。根据目前情况， 2000年市内日调峰设施总储气容积可达到140万立方米（长输管线70万立方米，东郊10万立方米，北郊20万立方米，小屯20万立方米，南湖渠20万立方米）。另外，市内高压输气管网可承担一部分日调峰量，可以满足2000年和2001年调节日用气不均匀性的需要。 2002年若以分散供热为主，即占60%，则现有日调峰设施不能够满足要求，需增建新的日调峰储气设施。
    根据各类用户高月高日小时用气变化情况， 2005年所需日调峰量为348万立方米。
    采取建高压球罐或其它调峰气源如液化石油气混气站、调峰气源厂。发展缓冲用户等措施满足日调峰需求。

    七、天然气输配调度网自动化系统
    北京市引进陕甘宁天然气市内工程中的天然气输配管网远程管理系统（简称SCADA系统），目前正在实施过程中。该系统完成后，将实现遥测。遥控。遥调。远程报警、远程流量计量等功能，同时，还具有与北京天然气集输公司（陕甘宁）中心调度室。天然气集输公司（华北油田）中心调度室、地下气库和上级机关的通讯能力。 SCADA系统总体结构见“SCADA系统总体结构图”。
    北京市引进陕甘宁天然气市内扩建工程是市内一期工程的继续，主要包括一座城市接收站。三座超高压调压站、两座高中压调压站及高压管线和中管线的建设。其中城市接收站、超高压调压站及高中压调压站将纳入北京市天然气输配管网远程管理系统（SCADA系统），统一调度。管理，故扩建工程天然气输配调度网自动化系统按照北京市天然气输配管网远程管理系统的统一模式设计。

    八、项目实施
    本规划由北京市燃气集团有限责任公司负责组织实施和管理。规划设计工作由北京市煤气热力工程设计院承担。该院自1958年成立至今己有42从事城市燃气供应设计的经验，是国内主要的燃气专业设计院，持有甲级设计证书和三类压力容器设计资格证书。

    九、结论和规划实施措施
    1．结论：
    实现2002年规划，输配系统建设工程包括：新建次渠天然气接收站、衙门口接收站改造、新建3座超高压调压站、2座高中压调压站、新建超高压。高压管道50．5公里、中压干管128．8公里、监控系统及生产配套设施。
    实现2005年规划，输配系统建设工程包括：新建天然气接收门站三座，建设市区东部及南部超高压管道，超高压调压站10座，将原人工煤气三环高压线改造为天然气高压管网，改造其上的人工煤气调压站为天然气高中压调压站。为发展负荷的需要，还要西己套建设一批高中压调压站和相应的高中管线，监控系统及生产西己套设施。
    工程完工后，公路一环超高压管网成环，输气能力大大增强，也为今后北京市接收新气源供气创造了条件。华北油田和陕甘宁气田天然气由六个方向向北京市进气，使气量分配均衡，有利于输配管网的调度运行。同时，进气点结合考虑了周边地区用气负荷发展前景，为扩大供气范围提供了非常有利的保证，为用户发展创造了条件。

    2． 计划实施措施及建议：
    （1）．尽快落实向北京供气的新气源，确保2005年供气量达到40亿立方米／年
    根据目前的工作进展，增加向北京的天然气供应量，可有多种选择方案，如修建陕甘宁一北京的第二条管线，引进俄罗斯天然气、引进液化天然气等等，对于这些供气方案需要作进一步的前期工作后，才能做出进一步的选择。
    （2）．加大环保力度，制定限制燃煤、鼓励用气的优惠政策
    继续落实“在市区内新建、扩建、改建的工程项目，一律不淮烧煤，必须使用天然气、人工煤气、液化石油气等清洁燃料”的措施，并制定相应的配套措施。例如，征收燃煤排污治理费，做为发展燃气的专项资金，减免四源费等。
    （3）．解决建设资金问题
    要完成“十五”期间燃气基础设施建设需要巨大的建设资金，据初步佑算城市内（包括到用户） 的投资，每利用一立方米天然气需4一8元。政府、企业。用户应统筹解决，理顺产权关系。
    （4）．合理确定气价，推进城市燃气价格的改革
    根据用户用气规模、性质。城市调峰需要，制定不同气价，并协调相关能源（煤、电、油）价格。
    同时，加强企业管理。降低输配成本和争取优惠政策，尽可能加大国家投资比重，对天然气的建设和经营是十分重要的。
    （5）．加快建设地下储气库，解决季节调峰问题
    在北京市区继续寻找储气构造，对目前将要投产的天津大港大张坨地下储气库，应尽快提高技术管理水平，保证2000年来暖期日供气500万立方米，并争取近期内达到储气6亿立方米的能力，以保证北京市调峰和安全供气的需要。
    （6）．确保市区输配系统重点工程建设和管网改造
    2000一2005年完成输配系统的重点工程的建设：
    ①市区外围（公路一环）2． 5MPa超高压管网；
    ②改造三环人工燥气管网和相应的高中压调压站；
    ③市区老管网升压改造；
    ④二环路以内中压管网的建设。
    （7）．研究居民燃气栗暖方式问题
    建议尽快发展一些不同采暖方式的示范区，编制相应的设计、施工、验收、管理技术规定，为今后发展经济、实用的居民燃气果暖打下基础。
    （8）．开展燃气热电厂（试点）的建设
    在市区适当发展用燃气发电、供热制冷的联合供能方式，对节约能源、调节燃气的峰谷差都是十分有利的。建议开展试点工程建设，尽快取得经验。
    （9）．做好燃气开发利用的协调工作
    为保证燃气市场的健康发展，尤其在项目启动阶段，城市要充分做好各种用户的市场调查和技术准备，做到同步规划、同步建设。
    （10）．随着天然气6bk量引进，人工煤气应逐步退出市区燃气系统
    北京市的城市燃气是从发展人工煤气开始的，从1958年至今已经有40多年历史了，为北京市的城市发展和人民生活做出了重大贡献。
    关于人工煤气退出的具体时间表，应视引进天然气的进度而定，初步考虑当天然气供应量达到30亿立方米／年左右时，可以考虑开始实施北京焦化厂和751厂转产或停产。

                                                                  2000，9