隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展以及環(huán)保力度的推進(jìn),我國天然氣需求量不斷增長,而多元的天然氣供給結(jié)構(gòu)和豐富的儲(chǔ)存調(diào)峰設(shè)施是保障天然氣供需平衡的重要手段。但目前大力推廣使用的地下儲(chǔ)氣庫和液化天然氣（LNG）調(diào)峰等方式由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)受限以及高成本等因素?zé)o法完全滿足調(diào)峰的需求,因此需要進(jìn)一步開發(fā)新型高效的調(diào)峰方式作為補(bǔ)充。天然氣水合物（NGH）是一種水分子與甲烷等分子結(jié)合形成的籠形晶體,因其儲(chǔ)氣率高儲(chǔ)存條件溫和得到了在儲(chǔ)氣領(lǐng)域中的廣泛關(guān)注和研究。因此,本文主要開展了基于水合物為媒介的LNG調(diào)峰工藝的初步概念設(shè)計(jì)。（1）針對水合物生成速率低的問題,本章利用對水合物生成促進(jìn)效果良好的表面活性劑中的功能基團(tuán)以及金屬粒子的高導(dǎo)熱性,合成了Ag&-SO3^-@PSNS納米球促進(jìn)劑。恒容水合物實(shí)驗(yàn)表明該促進(jìn)劑能夠在100min左右實(shí)現(xiàn)水合物的快速生成,同時(shí)也解決了在表面活性劑類中水合物分解時(shí)的起泡問題。而提高負(fù)載于促進(jìn)劑表面的Ag粒子濃度以及促進(jìn)劑納米球的粒徑能夠提高水合物生成速率使得在恒壓下水合物的誘導(dǎo)期和生長期在60min內(nèi)即可完成。高壓（6MPa）和低壓（5MPa）水合物生成對比實(shí)... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

各地區(qū)天然氣調(diào)峰量需求分布

基于水合物媒介的LNG調(diào)峰技術(shù)4圖1-2三種常用地下儲(chǔ)氣庫類型Fig1-2Threetypesofundergroundgasstoragecommonlyused目前地下儲(chǔ)氣庫類型主要包括枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫、含水層儲(chǔ)氣庫以及鹽穴儲(chǔ)氣庫等三種形式[8]，如圖1-2。枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫是利用地下枯竭油藏或氣藏建設(shè)的儲(chǔ)氣庫，是目前應(yīng)用最廣泛的地下儲(chǔ)氣庫方式；含水層儲(chǔ)氣庫是利用含水層中的孔隙，注氣后將水壓走、抽氣后水再返回，從而形成的人工氣田；鹽穴儲(chǔ)氣庫則是利用地下鹽層中經(jīng)過水溶解鹽而形成的空穴，直接儲(chǔ)存天然氣。表1-1為不同儲(chǔ)氣庫優(yōu)缺點(diǎn)的對比表1-1不同類型儲(chǔ)氣庫的優(yōu)缺點(diǎn)Table1-1Advantagesanddisadvantagesofdifferenttypesofundergroundgasstorage類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)枯竭油氣藏儲(chǔ)氣庫儲(chǔ)氣容量大；可以回收再利用目前廢舊的油氣藏。墊底氣不可回收；注氣采氣速率低。含水層儲(chǔ)氣庫儲(chǔ)氣容量大。需要持續(xù)的環(huán)境監(jiān)測；墊底氣只有部分可回收鹽穴儲(chǔ)氣庫注入采出速率高，靈活；相對其他方式墊底氣量小，可回收。成本高；存在溶漓以及蠕變等技術(shù)難題；儲(chǔ)氣量小[9]地下儲(chǔ)氣庫相比其他地上儲(chǔ)氣方式，其儲(chǔ)存容量大、調(diào)峰范圍廣、耐用性久、后續(xù)儲(chǔ)存成本低以及安全性高，但是其投資規(guī)模巨大、建設(shè)周期長（7-10年）、受限于地質(zhì)條件、同時(shí)需要高比例的墊底氣用于維持儲(chǔ)氣庫壓力而無法回收利用[10,11]。上述不利條件導(dǎo)致地下儲(chǔ)氣庫只適合部分地質(zhì)結(jié)構(gòu)地區(qū)，目前我國各類地下儲(chǔ)氣庫總計(jì)只有25座，因此不利于各地區(qū)大范圍推廣。從我國實(shí)際情況看，在眾多不利因素中地下儲(chǔ)氣庫對于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求以及建設(shè)周期長尤其嚴(yán)重限制著該技術(shù)的推廣。我國可建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫的地質(zhì)資源相對于歐美國家以及俄羅斯等國極度奇缺且長達(dá)7-10年的建設(shè)周期根本無法滿足我國近期儲(chǔ)氣調(diào)峰保供的迫切?

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文5圖1-3各國天然氣對外依存度與地下儲(chǔ)氣庫工作氣量占比關(guān)系Fig1-3Countries"gasimportsofandworkinggascapacityoftotalconsumption圖1-3為各國天然氣對外依存度與地下儲(chǔ)氣庫工作氣量占比關(guān)系，橫坐標(biāo)為天然氣對外依存度，縱坐標(biāo)為地下儲(chǔ)氣庫工作氣量占總消耗量的比例。從圖中可以看出，我國地下儲(chǔ)氣庫占比總消耗量約為3%，遠(yuǎn)低于國際平均水平12-15%，目前全球地下儲(chǔ)氣庫工作氣量的66%都集中于北美和歐盟等發(fā)達(dá)國際地區(qū)。同時(shí)應(yīng)該注意到一個(gè)地區(qū)的地下儲(chǔ)氣庫工作氣量對耗氣總量的占比不是越大越好，這需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶烊粴庀M(fèi)結(jié)構(gòu)、管網(wǎng)的建設(shè)以及互通水平結(jié)合來調(diào)整。例如在歐美等發(fā)達(dá)國家，已建設(shè)管網(wǎng)里程長、互聯(lián)互通程度高。同時(shí)其天然氣的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，燃?xì)獍l(fā)電以及工業(yè)用氣占比大部分，該部分天然氣的需求波動(dòng)在一年周期內(nèi)不大，因而可以與上游供氣主體簽訂長期低價(jià)供氣合同，從而保證上游供氣和調(diào)峰儲(chǔ)氣企業(yè)能夠在低儲(chǔ)氣/耗氣比下仍能夠滿足調(diào)峰需求[12]。這一方面能夠降低上游供氣企業(yè)對于地下儲(chǔ)氣庫的維護(hù)成本，同時(shí)也能夠降低下游用氣用戶的用氣成本。但是在我國的用氣結(jié)構(gòu)中，不可中斷的城市燃?xì)庹急雀撸?0%左右）而化工用氣、發(fā)電用氣以及工業(yè)用氣低，同時(shí)我國管網(wǎng)長度以及互聯(lián)互通水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有跟上對于天然氣的需求。這導(dǎo)致即使在同樣的天然氣消耗量中，我國對于上游儲(chǔ)氣調(diào)峰企業(yè)的儲(chǔ)氣/耗氣比要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國際發(fā)達(dá)國家，從而增大了上下游企業(yè)的成本。同時(shí)在我國采暖季，由于往往出現(xiàn)較高的居民用氣波峰，對于工業(yè)用氣企業(yè)只能實(shí)行錯(cuò)峰供應(yīng)或者停供，這導(dǎo)致上下游企業(yè)根本無法進(jìn)行長期供氣協(xié)議的確定，導(dǎo)致上游調(diào)峰供氣企業(yè)、下游工業(yè)用氣企業(yè)以及下游居民用戶都面臨著供氣用氣成本高甚至無氣可用的局面

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Effect of nanoparticles on the nucleation and agglomeration rates of hydrate growth using THF-water clathrates[J]. Syed Y.Nahri,James L.Nielsen,Yuanhang Chen.  Petroleum Science. 2020(02)
[2]中國儲(chǔ)氣庫投資建設(shè)與運(yùn)營管理的政策沿革及研究進(jìn)展[J]. 徐東,唐國強(qiáng).  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2020(05)
[3]日本天然氣供應(yīng)安全政策與應(yīng)急保障[J]. 呂淼.  能源. 2020(01)
[4]儲(chǔ)氣庫可靠性一體化分析方法研究[J]. 喬長青.  化工管理. 2019(36)
[5]鹽穴儲(chǔ)氣庫表征滲透率研究[J]. 王元?jiǎng)?薛雨,李心凱.  重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(06)
[6]中國地下儲(chǔ)氣庫地質(zhì)理論與應(yīng)用[J]. 魏國齊,鄭雅麗,邱小松,孫軍昌,石磊,賴欣.  石油學(xué)報(bào). 2019(12)
[7]天然氣市場發(fā)展消費(fèi)特點(diǎn)及調(diào)峰方式分析[J]. 張金冬,譚羽非,于克成,王雪梅.  煤氣與熱力. 2019(10)
[8]LNG儲(chǔ)氣調(diào)峰站BOG再液化工藝探討[J]. 吳海峰.  中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2019(13)
[9]美國天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營與監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)[J]. 呂淼.  能源. 2019(07)
[10]地下儲(chǔ)氣庫發(fā)展現(xiàn)狀與安全事故原因綜述[J]. 王者超,李崴,劉杰,郭家繁,張宇鵬.  隧道與地下工程災(zāi)害防治. 2019(02)

碩士論文
[1]天然氣的液化工藝和儲(chǔ)運(yùn)安全性分析[D]. 杜鵬.東北石油大學(xué) 2015



本文編號：3523549