北京市六环路天然气高压A（4.0兆帕）管网相关规划问题探讨

2007年03月目录1.概述...............................................................................................22.六环路高压管网建设的必要性...................................................33.六环路高压管网的功能定位.......................................................44.管网压力级制论证.......................................................................55.六环路高压管网建设时序分析...................................................66.社会及经济效益分析...................................................................77.反思及相关建议...........................................................................87.1对于向外围郊区新城和新农村建设供气需求预测不足....87.2结合六环路高压管网建设，应加快向各远郊区县供气....97.3随着燃气工程技术水平的进步，规划应根据需要适当放宽对于4.0兆帕管线向郊区发展的限制........................................9附图：六环路天然气高压A(4.0兆帕)管网建设方案示意图-1-北京市六环路天然气高压A(4.0兆帕)管网相关规划问题探讨1.概述根据北京城市总体规划（2004-2020），为满足北京市2010—2020年天然气需求，北京市2010年以后的天然气输配系统必须达到110—120亿立方米/年的输配能力。而目前北京市的输配系统仅是按照30亿立方米/年建设的（据陕京天然气市内工程可研报告）。要进一步增大系统输配能力，只有在外围新增一级高压输配管网。根据北京市城市总体规划，在城市的六环路附近安排新的高压输配管网是最合适的。该输气管网的主要功能将是连接并输送分配各个气源的来气，向市区和外围的远郊区新城及中心镇供气，最终各个气源联网后，将大大提高整个系统的供气安全可靠性。根据北京城市空间发展产略提出的发展目标，今后北京市城市建设的重点将向外围的新城、新的产业带转移，郊区的城镇化水平将进一步加快。在这一原则指导下，基础设施的建设必须先行。目前，六环路以外的管道天然气供应基本上是空白，各远郊区县的新城、中心镇的发展急需优质、价格合理、供应有保障的管道天然气供应。因此，结合六环路高压输配管网的建设，带动外围输配支线建设、向各远郊区县供气意义十分重大。目前六环路高压天燃气管线已在建设中，针对该工程的建设规模、功能定位、建设时序等在工程的前期规划工作中曾有过激烈的争论，至今一些问题仍有不同看法和意见，本人参加了该工程前期规划论证的主要工作，现就其中涉及的一些主要的规划问题作进一步的分析探讨、总结得失，为今后进一步的规划工作提供参考依据。-2-2.六环路高压管网建设的必要性六环路高压天然气管网是在2004年修编北京城市总体规划时提出的，针对其建设的必要性问题，曾经有过较大的争议，经过反复调研、论证，我们提出了四个有说服力的理由，最终使得方案得到认可，写入了《北京城市总体规划》。六环路高压管网建设的四个理由是：1、城市用气量增大，系统输气能力需要提升从北京市2010—2020年天然气需求及可能的气源供给情况分析，北京市2010年以后的天然气输配系统必须达到80—120亿立方米/年的输配能力。而目前北京市的输配系统仅是按照30亿立方米/年建设的（据陕京天然气市内工程可研报告）。根据工况计算分析，目前已建成的五环路高压管网（设计压力2.5兆帕，管径DN700）可承担向市区进行配气的功能，但是对于大于30亿立方米以上的输气量，则很难通过五环进行调度，对事故工况的应对能力也仅限于年输气量30亿立方米以下。因此要进一步增大系统输配能力和系统可靠性，只有在五环路管网外围新增一级高压输配管网。从北京市城市总体规划布局分析，在城市的六环路附近安排新的高压输配管网是最合适的。2、城市向外围地区发展，原有环网已满足不了发展需求根据北京城市空间发展产略提出的发展目标，今后北京市城市建设的重点将向外围的新城、新的产业带转移，郊区的城镇化水平将进一步加快。在这一原则指导下，基础设施的建设必须先行。目前，六环路以外的管道天然气供应基本上是空白，各远郊区县的新城、中心镇的发展急需优质、-3-价格合理、供应有保障的管道天然气供应。因此，结合六环路高压输配管网的建设，配套进行外围输配支线建设、向各远郊区县供气意义十分重大。3、从城市燃气用户的需求分析，迫切需要高压燃气供应随着燃气市场的扩大，目前天然气的应用已不仅限于民用炊事和生活热水以及一般工业加热，天然气热电联产、天然气汽车以及压缩天然气供应等新型用气方式都在快速增长，这些用户用气不仅量大，而且用气压力要求很高。特别是天然气热电联产，要求压力都在2.0-3.0兆帕。对于这样的压力需求，现有系统已不可能满足（目前系统能提供的最高压力为15.5兆帕）。随着陕京二线的建成，长输管线已能提供比4.0兆帕的压力，因此为满足用户需求，建设一个比目前五环路2.5兆帕管网更高压力的管网不仅是十分必要的，而且也是可行的。4、随着燃气市场的发展，需要一个接收、供应平台随着向北京供气量的增加，今后将有多个方向的多种气源向北京供气。目前可以预见的有陕北长庆气田、华北油田、进口LNG、进口俄罗斯天然气等，对于这些气源进京，迫切需要一个接收与销售平台进行天然气的调度与贸易。原来设计的五环路高压管网由于设计流量所限不可能实现这些功能，根据六环路高压管网的位置和输气能力，满足这些要求是非常合适的。3.六环路高压管网的功能定位对于六环路高压管网这样的重要骨干工程，其规划功能定位将直接影响到设计、建设及运营。在充分论证的基础上，我们为六环路高压管网的-4-功能进行了定位，定位为一个综合接收和分配平台，主要承担四个功能：1、作为一个接收和转输平台，一方面承担接收各个气源（陕甘宁气田、地下储气库、俄罗斯天然气、液化天然气）来气向用户配送的功能，提高系统的安全可靠性。另一方面又可以是一个贸易平台，起到连接上下游的中心枢纽作用。2、向中心城区管网配气，保障天然气供应3、向外围的新城、沿线乡镇供气4、向外围特大型用户（电厂、大型企业）直接供气4.管网压力级制论证对于六环路高压管网最终采取什么样的压力级制，主要有两种看法，一种是按照目前气源能够提供的最高压力4.0兆帕，另一种看法是提高到6.4兆帕。对于提升压力，其主要目的是：1、提高管线输送能力；2、满足电厂用户的压力需求；3、提高管道储气调峰能力。而对于这三个目的，我们认为是不可能同时实现。因为如果要满足电厂用户的压力需求，则必须将最低运行压力由目前的1.6-2.5，提高到3.0-3.5以上，这样就不可能提高管线输气量和调峰气量。因此在实际运行过程中只能选择1、3或2。在论证过程中，我们也参考了上海市的经验，上海市最终选择了6.4兆帕作为其外环线的设计压力，他们的选择目的很明确，提高管道储气应急调峰能力，兼顾为外环沿线的电厂服务。针对北京市的具体情况，由于我们的规划拟建的电厂都在四环路附近，-5-属于市中心地区，根据城镇燃气设计规范，4.0兆帕的管线都不能进入，因此六环路高压管网设计压力提高到6.4兆帕，只能起到上述提高管线输气量和储气调峰能力两项功能，但是如果结合长输管线综合评价，对于已经建成和即将建成的陕京一、二线管道来讲，如果提高输送压力，将长输管线末端门站压力提高的后果有两个：一是长输管线整体输气能力下降，二是长输管线末段储气量下降，调峰能力降低，相当于由城市自己解决储气调峰问题。此外由于六环路沿线有多个新城，根据《城镇燃气设计规范》高压燃气管道从这些新城穿过将受到严格限制，而对于4.0兆帕以上的管网，已经超出了《城镇燃气设计规范》所规定的压力范围，建设困难会更大。而且根据目前陕京二线的设计参数，六环路管网在相当长一段时间内将在4.0兆帕以下运行，参照目前国内外的实际运行经验，以后如果升高到6.4兆帕，存在很多技术方面的问题，届时能否实现升压风险很大。综合考虑以上因素，我们认为根据北京市的具体情况，六环路管网的设计压力不宜大于4.0兆帕。目前的工程实践也表明，过高的设计压力，对于前期的路由选择和拆迁难度都很大，现在4.0兆帕的设计压力，工程难度已经很大，拆迁工作成为主要障碍,如再提高到6.4兆帕，则其拆迁量和穿过城市所要做的相关论证工作量必然加大，时间周期也将加长，对整个工程的实施都是十分不利的。5.六环路高压管网建设时序分析对于六环路高压管网建设时序分析，我们主要从管网工况要求和经济-6-分析两方面进行分析，根据方案水力工况、事故工况分析报告以及经济分析报告进行综合论证。根据管网工况分析结果，如果不考虑事故工况的影响，六环路高压管网的建设可以按照负荷发展需要进行建设，即2010年以前建设大兴—亦庄—通州—顺义—昌平—北安河段，2010—2020年建设北安河—门头沟—良乡—大兴段。根据上述测算结果，工程的投资周期对价格的影响不是很大，以带支线方案、按批发计税、低用气量方案计算：2010年成环的价格1.295元/立方米，2020年成环的价格1.283元/立方米，两方案价格相差约0.012元/立方米。对于高用气量方案，两方案价格仅相差约0.011元/立方米。综合负荷发展需要、管网工况分析、经济分析结果，我们建议六环高压管网的建设的合理时序应是：2008年以前建设完成大兴-亦庄-通州-顺义-西沙屯段，2008年-2010年左右完成全部沿六环路环线工程建设，对于配套支线的建设则需根据负荷发展需要适时进行建设。6.社会及经济效益分析六环路高压管网及配套支线的建设，将大大推动北京市天然气事业的发展。工程完成后，北京市接收天然气的能力将从目前的30亿立方米/年增加到140—160亿立方米/年，为北京市大力推广清洁能源、调整能源结构，从根本上解决北京市的大气环境污染，提供了基本保证。据测算，本工程建成后，除可以使市区的天然气供应得到保障外，还能使外围的11-7-个新城（通州、顺义、亦庄、大兴、房山、昌平、怀柔、密云、平谷、延庆、门头沟）以管道沿线的近40个乡镇（中心镇）及全部得到稳定的管道天然气供应。除市区外的近900万人外，管网沿线受益的卫星城、中心镇规划总人口近400万人，受益总人口约1300万人，占2020年规划总人口1800万人的72%。此外，从天然气的最终用途分析，新增的近100万立方米天然气量中，约40立方米用于冬季采暖，可解决4亿平方米建筑的取暖燃料，约占全市总建筑面积的50%。届时在城市终端能源消费结构中，燃气的比例将由目前的10%左右，提高到13.4%。从经济效益角度分析，本项目前期建设投资较大，因此初期经济效益不高，但远期固定资产投入较少，收益率较高。由于本项目年输气量达到100—120亿立方米/年，已达到了经济输送规模，当天然气购入价为1.13元／立方米(含税价)，销售价格1.3元、基准内部收益率11.26％考虑，所有方案的净现值均大于0，因此,方案获利较为丰厚。7.反思及相关建议7.1对于向外围郊区新城和新农村建设供气需求预测不足在最初的六环路高压管网方案的总体设计中，对于新城和新农村建设的发展速度和规模预计不足，以至于在本次总体规划修编完成后，一些新城规模大大超出预想，新农村建设也需要压缩天然气供应。原方案中对于新城以供应1.6兆帕压力为主，供气规模有限，且没有考虑在新城设置加气站满足新农村发展需求。现在拟定新城供气方案时，不得不对原方案进-8-行适当调整。7.2结合六环路高压管网建设，应加快向各远郊区县供