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天然气代输模式应用及气量偏差控制

来源:大理沧龙物流有限公司   发布人:admin   发布时间:2021年1月26日   点击:76次
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        2015年3月4日,中国首个石油天然气交易中心--上海石油天然气交易中心在上海自贸区注册成立,为天然气的线上交易提供了平台,天然气用户可以通过交易中心直接向上游售气方购买天然气资源。自2017年以来,国家大力推动天然气产供储销体系建设和天然气互联互通工程建设,天然气管道"全国一张网"初步具备工程基础[1]。2019年12月9日,国家石油天然气管网集团有限公司在北京成立,天然气用户通过交易中心购买的天然气可以通过上游管网输送到达预定的分输站或门站,天然气市场进入一个全新时期。天然气到达门站后如何进入用户的管网,这对于已建有城市燃气门站的城市燃气公司来说不是问题,但对于没有城市燃气门站、不具备直接接气条件的城市燃气公司或大用户来说,则需要借助其他城市燃气公司的门站或管道进行代输。

本文中的代输,指城市燃气公司或大用户与天然气卖方签订天然气购销合同、取得管道用气指标后,无法直接从天然气卖方处或通过上游管网接入该气量,需要借助其他城市燃气公司管道及设施,代其从天然气卖方或上游管网下载该气量并输送至指定交气点的方式。

淄博绿博燃气有限公司(以下简称绿博公司)经过多年发展,建有从上游(中石油、中石化)接气的城市燃气门站5座,在方便自行接气的同时,也为其他城市燃气公司代输天然气,形成了多种代输模式。本文结合绿博公司的实际代输场景,就天然气代输模式及代输过程中的偏差分配等用户关注的问题进行分析。

2 代输方式的种类

2.1 天然气代输简介

城市燃气公司与上游天然气卖方签订天然气购销合同,并约定合同项下天然气的交付点为某指定上游分输站。所购天然气通过上游管网输送至该指定上游分输站后,通过该分输站内结算流量计进行结算计量,完成交付。对于需代输的天然气,被代输方与代输方签订代输协议,由代输方替被代输方从上游分输站结算流量计处进行下载,通过代输方所建门站专用或共用燃气设施(以下简称接气设施)进行净化、控压等处理后,经代输方输气管道或其为被代输方所建的专用输气管道将被代输气量输送至双方指定交气点,由被代输方进行接收。目前常用代输方式分为独立下载代输模式与混合下载代输模式两种。

2.2 独立下载代输模式

独立下载代输模式见图1。需要说明的是,图1中,为了表达简明,将上游结算流量计1、上游结算流量计2画在上游分输站之外,实际上,上游结算流量计1、上游结算流量计2均设置在上游分输站内,以下各图的类似情况都采用这种表达方式。

 

图1 独立下载代输模式
被代输气量进入上游分输站,经上游结算流量计1计量后下载,进入代输方为被代输方建设的专用接气设施及专用输气管道,按照双方要求输送至指定交气点,由被代输方进行接收。代输方自购的气量则通过上游结算流量计2计量后下载,进入代输方自建的专用接气设施及自有输气管道。

从图1可以看出,采用独立下载代输模式,下载并输送的代输气量不与代输方自购气量混供。这种代输模式通常存在于区域性管网公司或直接与上游(中石油、中石化)建立背靠背门站、专门为其他城市燃气公司实施代输的燃气公司。

2.3 混合下载代输模式

混合下载代输模式见图2。

 

图2 混合下载代输模式
被代输气量进入上游分输站,汇同代输方自购天然气共同通过上游结算流量计计量后下载,进入代输方的接气设施及输气管道,代输方自购气量通过该管道输送至自供气点,被代输气量按照双方要求输送至指定交气点,由被代输方进行接收。采用混合下载代输模式时,在指定交气点,代输方会安装交接计量表,对被代输方实际接收气量进行计量结算。

从图2可以看出,采用混合下载代输模式,下载并输送的代输气量汇同代输方自购气量从上游分输站共同计量、下载并通过代输方管道及设施进行混输。这种代输模式通常存在于较早建成城市燃气门站的城市燃气公司为其他的后来取得供气指标但不具备接驳条件的城市燃气公司或直供大用户进行的代输。

2.4 代输模式的选择

对于上述两种代输模式,在代输方的门站、输气管道建成后便基本确定了为被代输方采用什么样的代输模式,根据具体的实际情况确定代输模式。

3 代输气量的确定

3.1 代输气量的确定原则

代输方在与被代输方确定代输气量时,应充分考虑自身门站及输气管道的设计输送能力及近远期发展规划情况。当门站输气量及输气管道现有输气量远未达到设计输送能力时,代输气量越多则可以为公司带来更多的经济效益。但对于门站输气量、输气管道现有输气量已接近设计输送能力的城市燃气公司来说,在确定代输气量时应从以下3个方面来考虑与测算:代输气量对公司发展规划的影响、代输距离对输气管道运行的影响、被代输方天然气调峰需求的影响。

3.2 代输气量对公司发展规划的影响

当新增代输气量后门站或输气管道达到或即将达到设计输送能力时,需要考虑代输气量的存在会不会影响公司的近、远期发展规划。如果代输是阶段性行为,被代输方后续会通过自建门站、输气管道或其他手段替代当前的代输,在代输行为持续期内对公司没有大的影响,则可以考虑签署代输协议。如果代输是长期行为,被代输方采取其他方式替代当前代输的可能性较小时,公司则需要综合考虑比较代输收益、自身下游市场发展规划与预期收益,进行经济性与可行性比较后,确定合理的代输气量,以防止出现受制于已签订的代输协议,导致自身无法继续发展下游市场的情形。

3.3 代输距离对输气管道运行的影响

代输距离是指代输气量下载点与代输气量指定交气点之间的距离。在代输气量相同的条件下,代输距离对输气管道,尤其是输气量接近设计输送能力的输气管道的影响差别较大。当代输距离较短时,代输气量所引起的管道压力损失较小,对输气管道的运行工况影响较小,输气管道远端和最不利端不会因代输而带来大的影响;当代输距离较长时,代输气量所引起的管道压力损失较大,对输气管道的运行、输气管道远端和最不利端的影响会变大,这时应根据水力计算及运行经验数据,慎重确定代输气量。

3.4 被代输方天然气调峰需求的影响

根据目前上游公司与城市燃气公司签订的合同来看,上游公司对天然气的小时调峰不予承担或付费承担,实际运行中小时调峰多由城市燃气公司自行调节。当输气管道输气量接近设计输送能力时,通过管道自身进行小时调峰的能力会大大减弱,只能采取其他的调峰措施进行[2]。因此,在确定代输气量时,需要考虑被代输方对天然气调峰的需求。如果被代输方没有天然气调峰的需求,则仅需要考虑代输气量本身的影响。当双方合同约定或默认需要对被代输方进行小时调峰时,代输方应了解被代输方每日各时段波动的用气数据,并确定自身的调峰设施是否能够满足该调峰需求,若不能满足时,则应下调代输气量或约定小时调峰限定值。

4 与上游日交接计量签单时的偏差分配

4.1 气量下载签单确认

在供气过程中,上游向城市燃气公司下达当日日指定计划,即在指定下载点城市燃气公司当日被允许下载气量,城市燃气公司根据下游用气需求及运行调控进行气量下载。当日实际下载的气量通过上游结算流量计计量后进入城市燃气公司接气设施。按照天然气购销合同约定,上游每日与城市燃气公司签署确认当日实际下载气量。该气量以上游结算流量计计量数据为准。当代输方与被代输方气量混合下载计量时,代输方、被代输方按照约定签单分量方式分别与上游进行签单确认,总签单气量为上游结算流量计混合下载计量的数据。

由此可以看出,当采用混合下载代输模式时,由于代输方与被代输方的气量被上游结算流量计混合计量,因此,签单时如何从总计量数据中确定每一方的签单气量,便需事先进行明确或在代输合同中进行约定。在确定签单气量分配时便牵涉到偏差分配的问题。

4.2 偏差及分类

4.2.1 偏差的概念

偏差是指在分输站进行气量下载时,上游向城市燃气公司下达的当日日指定计划与城市燃气公司当日在分输站实际下载气量(即上游结算流量计实际计量数据)之间的差值。在实际运行过程中,因偏差产生原因不同,我们将偏差分为控量偏差与计划偏差两种。

4.2.2 控量偏差

因调度管理需求,上游在向城市燃气公司供气时,多存在到量关阀状态,即当城市燃气公司用至当日日指定计划时,上游分输站会关闭输气阀门,停止向城市燃气公司供气。因此,为了使下载气量在符合日指定计划的基础上满足下游用气调度需求,城市燃气公司多通过调控门站接气设施完成气量下载。进行气量下载调控时参照的流量计为门站安装的流量计,该流量计与上游分输站结算流量计之间有一定的误差,由此会造成门站调控的下载气量与日指定计划之间产生偏差。另外,对没有采取计算机控制系统、站控系统,调控时依然需要进行现场操作的门站,现场操控不精准也会使门站调控的下载气量与日指定计划之间产生偏差。这两种原因产生的偏差称为控量偏差。

4.2.3 计划偏差

城市燃气公司在向上游提报日指定计划时因计划预测或核定失误,或者下游用气量产生不可预知的异常波动,这些情况都会导致下载气量与日指定计划之间产生大幅偏差。这种偏差称为计划偏差。

4.3 偏差对城市燃气公司的影响

在2018-2019年度的天然气购销合同中,中石油、中石化均提出"最低支付"的要求,即如果买方在某个供气月内未能提取合同规定的最小月度用气量,则买方必须支付最小月度用气量与该供气月买方实际下载气量差值部分的价款,该价款按照合同约定综合价的一定比例支付。由此可以看出,当月度内累计日下载气量低于合同规定的最低支付要求值时,城市燃气公司将需多支付合同约定价款,由此会直接导致天然气购气单价与购气成本的上升。因此,对于有代输气量存在的分输站,代输方与被代输方在与上游进行日交接计量签单时必须约定签单分量方式,明确实际下载气量少于日指定计划的偏差由哪一方来承担,即偏差如何分配。

4.4 独立下载代输模式签单时的偏差分配

以淄博绿博亿丰门站(以下简称绿博亿丰)独立下载代输模式(见图3)为例进行说明。