燃氣調(diào)峰與用戶發(fā)展策略

摘 要

摘要：通過對各類型燃氣用戶用氣不均勻特點的分析，從城市燃氣調(diào)峰的角度提出用戶發(fā)展的策略，從而最大限度利用管網(wǎng)供氣能力，提高供氣總量，降低供氣成本，提升燃氣企業(yè)的經(jīng)濟效益。關(guān)
摘要：通過對各類型燃氣用戶用氣不均勻特點的分析，從城市燃氣調(diào)峰的角度提出用戶發(fā)展的策略，從而最大限度利用管網(wǎng)供氣能力，提高供氣總量，降低供氣成本，提升燃氣企業(yè)的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：城市燃氣供應；用氣不均勻性；調(diào)峰；用戶發(fā)展策略
Strategy for Gas Peak Shaving and User Development
XU Songqiang
Abstract：Through analyzing the uneven gas consumption characteristics of different types of gas users，the strategy for the user development is proposed in terms of city gas peak shavin9，thus making full use of gas pipeline network capacity，increasing total gas supply，reducing gas supply cost and increasing the economic benefit of gas enterprises.
Key words：city gas supply；unevenness of gas consumption；peak shaving；strategy for user development
   受氣溫、作息時間、生活規(guī)律等影響，城市燃氣存在月、日、時用氣不均勻性，其中尤其以居民生活用氣、餐飲用氣和供暖用氣最為明顯。城市燃氣企業(yè)首先要保證居民和學校、醫(yī)院等非經(jīng)營性用戶的用氣需求，這些用戶往往對時調(diào)峰的要求非常高，同時對季節(jié)調(diào)峰也有一定的要求。在上游供氣有限的情況下，有選擇地合理發(fā)展用戶，利用用戶進行月、日甚至時調(diào)峰，將最大限度地利用管網(wǎng)的供氣能力，提高供氣總量，調(diào)整城市能源結(jié)構(gòu)，改善大氣環(huán)境，降低單位供氣造價和運行成本，提升城市燃氣企業(yè)的經(jīng)濟效益。
1 城市燃氣用戶類型與用氣不均勻特點
    城市居民用戶和商業(yè)餐飲用戶具有基本相同的用氣規(guī)律，由于地理位置和氣候的原因，南方城市用氣月高峰系數(shù)較小，而北方城市較大，在一個月或一周中，居民和餐飲用氣的日波動性主要取決于生活習慣及工作制度。城市居民和餐飲用戶的時用氣不均勻性波動幅度較大，表現(xiàn)為晚上最大，中午次之，早晨再次之。但兩者之間也有差別，居民用戶單戶的連續(xù)用氣時間比較短，因此在用戶數(shù)量大時，高峰用氣時段并不是所有的用戶同時在用氣，同時工作系數(shù)較??；而餐飲用戶的連續(xù)用氣時間相對較長，且集中在城市用氣的時高峰階段，可以認為餐飲用戶都是同時工作的，但每天總的用氣時間并不長。
鍋爐用氣多數(shù)是提供生活用蒸汽和熱水，也有部分是在冬季用于供暖。提供生活用蒸汽和熱水的鍋爐用戶，受氣溫影響有一定的季節(jié)性波動，每天的用氣時段一般用氣量較為穩(wěn)定，時不均勻性波動不大，同時為配合餐飲，高峰時段會比一般鍋爐要早些，用氣量也會稍大些。用于供暖的鍋爐，夏季根本不用氣，冬季用氣量非常大，季節(jié)不均勻波動很大，部分企事業(yè)單位用的鍋爐受工作時間影響，還有一定的日不均勻波動，而用氣時每天的時波動則較小。事實上，供暖鍋爐一般都同時提供生活用蒸汽和熱水，這種鍋爐總體上時不均勻波動較小，有一定的日不均勻波動，季節(jié)波動則很大，峰谷比可能會達到10:1甚至更大[1]。
    城市燃氣商業(yè)用戶中還有燃氣空調(diào)用戶，如大型商場、賓館、寫字樓等，一般夏季是用氣最高峰季節(jié)，冬季也有一個用氣高峰，但略低于夏季；在日用氣上，受工作時間的影響，寫字樓有一定的日不均勻波動，商場、賓館的日不均勻波動較小；從時用氣情況看，賓館一般全天24h運行，商場則在營業(yè)時間內(nèi)運行，每天約運行12h左右，而寫字樓則集中在上班時間，因而寫字樓的用氣時間與居民和餐飲用戶時用氣高峰有一定的錯峰。
    分布式能源用戶作為綜合供能系統(tǒng)，對燃氣的使用總體較為平穩(wěn)，但受氣溫和區(qū)域用能情況影響，也會有小幅的季節(jié)性波動。
    一般工業(yè)用戶用氣的不均勻性主要取決于生產(chǎn)工藝、氣候變化及輪休和節(jié)假日。平日波動較小，而在輪休和節(jié)假日波動較大。正常生產(chǎn)情況下，工業(yè)用戶月和日用氣的變化很小，或基本不變，時不均勻性則由工業(yè)用戶具體的工作時間而定。
    熱電廠用戶的用氣一般比較平穩(wěn)，如果要承擔夏季電力調(diào)峰和冬季供暖，則會存在夏、冬兩個用氣高峰季節(jié)，特別是在冬季用氣高峰需要同時承擔發(fā)電和供暖功能時，冬季用氣高峰會非常大，且供暖部分一般還不可中斷。
    公交出租車輛的月、日用氣不均勻性均較小，時用氣受出租車交接班和公交車營業(yè)時間影響，但總體波動不大。
    從影響全年用氣量的季節(jié)用氣不均勻來講，居民用氣、商業(yè)餐飲和鍋爐用氣變化不大，受氣溫影響，冬季用氣量最大，春秋季次之，夏季最?。蝗細饪照{(diào)的用氣則是夏季最大，冬季稍小些，而春秋兩季基本不用氣；分布式能源用戶、一般工業(yè)用戶和公交出租車用戶季節(jié)性不均勻用氣較??；熱電廠用戶則視其否承擔電力調(diào)峰和供暖而有不同的用氣季節(jié)高峰。從影響管網(wǎng)供氣能力的時不均勻性來講，居民用氣和商業(yè)餐飲用氣的不均勻性非常大，其他用戶則相對較均勻。
2 城市燃氣的調(diào)峰
    城市燃氣存在月、日、時用氣不均勻性，從月不均勻性看，一般城市冬季平均用氣量是夏季的2～3倍，北方冬季供暖城市甚至可以達到7～8倍或更高；從小時不均勻看，一般高峰用氣量也可達到低谷用氣量的2～3倍甚至更高些。上游對城市燃氣的供應量是相對平衡的，盡管上游會基本滿足城市燃氣的月、日調(diào)峰，但時用氣不均勻只能由城市燃氣自己解決。城市燃氣企業(yè)一般都需要建設高壓管道、高壓球罐及利用中壓管網(wǎng)設施在用氣低谷時儲存燃氣，或建設LNG站等儲存燃氣[2～3]，在用氣高峰時向管網(wǎng)補氣，城市燃氣的調(diào)峰隨時都在進行。
3 不同類型用戶對燃氣調(diào)峰的影響
    居民用戶、商業(yè)餐飲用戶對季節(jié)不均勻性的影響較小，但時用氣不均勻性特別大，是產(chǎn)生城市燃氣時高峰的主要因素。
    非供暖鍋爐用戶、分布式能源用戶、一般工業(yè)用戶、公交出租車用戶的用氣較為平穩(wěn)，特別是分布式能源和一般工業(yè)用戶，用氣量大，用氣穩(wěn)定，自身對調(diào)峰的要求很小，當用氣量足夠大時，還可有效平抑城市燃氣其他用戶不均勻用氣產(chǎn)生的高峰系數(shù)。
    供暖鍋爐用戶平時不用氣，冬季則需要大量用氣，是引起季節(jié)高峰的主要因素。
    燃氣空調(diào)用氣集中在夏季和冬季，正常情況下夏季是城市燃氣用氣的低谷，因此夏季窄調(diào)用氣對城市燃氣季節(jié)性高峰用氣沒有不利影響，但冬季空調(diào)用氣會增加高峰用氣負荷。從冬夏兩季綜合考慮，由于冬季空調(diào)用氣量往往小于夏季空調(diào)用氣量，因此燃氣空調(diào)能對季節(jié)不均勻用氣起到平衡作用，有助于平抑調(diào)峰系數(shù)。
    熱電廠用戶對燃氣調(diào)峰的影響與其是否承擔電力調(diào)峰和供暖有關(guān)，不承擔電力調(diào)峰和供暖時，用氣平穩(wěn)，不會引起調(diào)峰需求；承擔夏季用電高峰期的電力調(diào)峰時，能對季節(jié)不均勻用氣起到平衡作用，而承擔冬季供暖功能時，會明顯加劇調(diào)峰要求。
4 用戶發(fā)展策略
    對城市燃氣不同類型用戶用氣特點的分析，有助于城市燃氣企業(yè)合理發(fā)展用戶，在保障城市基本用氣需求的前提下，增加供氣規(guī)模，改善城市能源結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，促進燃氣企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
   ① 初期發(fā)展策略
城市燃氣企業(yè)發(fā)展初期，用氣規(guī)模小，無論是季節(jié)用氣高峰還是時用氣高峰，對燃氣企業(yè)的供氣都不會產(chǎn)生影響，企業(yè)面臨的壓力是用氣量不足，此時的用戶發(fā)展策略就是盡一切可能多發(fā)展用戶。
   ② 長期發(fā)展策略
   當城市用氣規(guī)模發(fā)展到一定程度，上游正常的供氣規(guī)模不能滿足高峰用氣需求時，新增用戶選擇不當就可能會影響到整個城市的供氣安全，此時應當有選擇地發(fā)展用戶。經(jīng)營性餐飲用戶時不均勻系數(shù)大，對時供氣負荷占用比例大，會嚴重影響到城市整體的時設計供氣能力；供暖鍋爐用戶季節(jié)性不均勻系數(shù)大，對年度供氣總量有不利影響，因此，對這兩類用戶就應適當限制發(fā)展。用氣量特別大而又沒有自備氣源或替代能源的大型工業(yè)用戶和熱電廠用戶，對供氣保障性要求較高，特別是熱電廠用戶要承擔城市供暖任務時，會對城市用氣帶來很大的影響，應當謹慎發(fā)展。對于其他工商業(yè)用戶，特別是分布式能源用戶和一般工業(yè)用戶(尤其是有自備氣源或替代能源的用戶[1])，這類用戶對調(diào)峰要求低，甚至可以平抑城市調(diào)峰負荷，應當優(yōu)先發(fā)展。
    ③ 初期策略與長期策略的銜接
    在城市燃氣的發(fā)展過程中，為了快速提升用氣量，初期發(fā)展的對象往往是經(jīng)營性小餐館、供暖鍋爐等用戶，燃氣企業(yè)也需要這些用戶來實現(xiàn)企業(yè)的起步和發(fā)展。但當用氣量達到一定規(guī)模后，這些用戶又會成為企業(yè)進一步發(fā)展的障礙。城市燃氣企業(yè)有普遍服務的義務，對已經(jīng)發(fā)展的用戶不可能隨意要求其退出，對有供氣條件的用戶也不可能拒絕其用氣申請。因此，燃氣企業(yè)在制定初期用戶發(fā)展策略時，就要從發(fā)展需要出發(fā)，按長期發(fā)展需要制定用戶發(fā)展策略，對不同性質(zhì)的用戶設立不同的開戶條件和氣價政策，充分利用經(jīng)濟手段，積極吸引優(yōu)質(zhì)用戶。在發(fā)展初期，對經(jīng)營性小餐飲用戶、供暖鍋爐用戶等在開戶費用、用氣價格等方面可給予一定期限的優(yōu)惠，用氣總量發(fā)展到一定規(guī)模后，取消優(yōu)惠措施，適當限制這類用戶的發(fā)展。在制定用戶發(fā)展策略時，要統(tǒng)籌兼顧，做到初期策略和長期策略的無縫銜接。
    ④ 大力發(fā)展調(diào)峰用戶
    無論是在發(fā)展的哪個階段，發(fā)展調(diào)峰用戶始終是燃氣企業(yè)用戶發(fā)展的優(yōu)先選擇。如空調(diào)用戶有一定的季節(jié)調(diào)峰作用，寫字樓空調(diào)用戶還有一定的小時調(diào)峰作用，應當大力發(fā)展；而在發(fā)展工業(yè)用戶時，盡量發(fā)展有自備氣源或替代能源的用戶和可中斷用戶[1]，以此來支持城市燃氣的調(diào)峰。
5 結(jié)合調(diào)峰發(fā)展用戶的策略的意義
    發(fā)展時調(diào)峰用戶，可平抑時調(diào)峰系數(shù)，在管網(wǎng)供氣能力不變的情況下，時平均供氣量得到提高，從而提高管網(wǎng)系統(tǒng)的日供氣能力；發(fā)展季節(jié)調(diào)峰用戶，可以平抑季節(jié)調(diào)峰系數(shù)，在上游供氣能力不變的情況下，提升非高峰季節(jié)的供氣量，從而提高上游年度供氣總量。因此，發(fā)展調(diào)峰用戶，在不增加上下游管網(wǎng)建設造價的情況下，可以提高管網(wǎng)系統(tǒng)的時平均供氣能力和年度供氣總量。
    因此，結(jié)合調(diào)峰發(fā)展用戶，可以在上游供氣能力和城市管網(wǎng)系統(tǒng)不變的情況下，提高燃氣企業(yè)的實際供氣能力和年度供氣總量。一方面，使優(yōu)質(zhì)環(huán)保的燃氣資源能得到更充分的利用，有利于改善城市大氣環(huán)境，符合當前節(jié)能減排的大趨勢；另一方面，在提高年度供氣總量的同時，相應降低了單位燃氣的建設造價和運行成本，有利于提高城市燃氣企業(yè)的經(jīng)濟效益。
參考文獻：
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(本文作者：徐松強 嘉興市燃氣有限公司 浙江嘉興 314033)