《輸氣管道設計與管理》綜合復習題含答案(適用于2015年6月考試)(總6頁)

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1、輸氣管道設計與管理綜合復習題一、填空題1、天然氣是指從地層內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)出來的、可燃的、烴和非烴混合氣體，這種氣體有的是基本上以氣態(tài)形式從氣井中開采出來的，稱為 氣田氣 ；有的是隨液石油一塊兒從油井中開采出來的，稱為 油田伴生氣 。2、對于長距離輸氣管線，當Q、D、P1max、P2min一定時，輸氣管末段的最大長度為：，此時管末段的儲氣能力為 0 。儲氣能力最大的末段長度為Lmax的 0.5 倍。3、為離心壓氣機配管時，常有出、入口相連的回流管路，其目的是避免壓氣機產(chǎn)生 喘振 。4、北美、西歐有關的管道標準已規(guī)定，20英寸以上的氣管應加內(nèi)涂層，長距離輸氣管內(nèi)壁一般涂敷有機樹脂涂層的主要優(yōu)點有： 提

2、高管線輸氣量 、 增強防腐性能 。5、工程上用壓縮因子來表示真實氣體與理想氣體PVT特性之間的差別，該值偏離1愈遠，表明氣體的PVT性質(zhì)偏離 理想氣體 性質(zhì)愈遠。6、在工程上，一般根據(jù) 水露點 判斷管線內(nèi)的含水量是否達到形成水合物的條件。管線內(nèi)形成水合物后采取 降壓 方法可迅速使水合物分解，管路暢通。7、輸氣管內(nèi)能否形成水合物主要取決于：(1) 天然氣是否有足夠的含水量 ；(2) 輸氣管中的壓力、溫度曲線是否落入水合物的形成區(qū)內(nèi) 。密度 大 的天然氣易形成水合物。8、首站入口壓力一定的多壓氣站輸氣干線，若某站停運，則停運站號愈 小 ，輸量下降愈 多 。與正常運行相比，停運站上游各站壓力均 上升

3、 ，停運站下游各站壓力均 下降 ，愈靠近停運站，壓力變化幅度 越小 。9、管輸天然氣最主要的三項質(zhì)量指標為： 高發(fā)熱值 、 硫化氫含量 、 水含量 和 總硫含量 。10、沿線地形激烈起伏對輸氣管輸量有影響，當線路縱斷面圖與通過管路起點水平線所圍面積為正時，其輸量 減小 ；面積為負時，輸量 增大 。這是由于氣體 密度 沿管長變化所致。二、問答及分析題1、水合物的形成條件是什么？生產(chǎn)中如何防止水合物的形成？答：形成水合物的條件有三：（1）天然氣中含有足夠的水分；（2）一定的溫度與壓力；（3）氣體處于脈動、紊流等激烈擾動之中，并有結晶中心存在。這三個條件，前兩者是內(nèi)在的、主要的，后者是外部的、次要的

4、。防止生成水合物不外乎破壞水合物形成的溫度、壓力和水分條件，使水合物是去存在的可能，主要方法有（1）加熱（2）降壓（3）添加抑制劑（4）干燥脫水。2、分析天然氣中水的存在對輸氣管線具有哪些危害？答：（1）水積聚在管道低洼處，減少管道輸氣截面，增加輸氣阻力；（2）水能在管內(nèi)壁上形成一層水膜，遇酸性氣體（H2S,CO2等）形成酸性水溶液，對管內(nèi)壁腐蝕極為嚴重，是造成輸氣管道破壞的主要原因之一。（3）水在一定溫度和壓力條件下還能和天然氣中的某些組分生成冰雪狀水合物（如CH4 nH2O等），造成管路冰堵。3、輸氣系統(tǒng)的組成及特點有哪些？答：整個輸氣系統(tǒng)是由礦場集氣管網(wǎng)、干線輸氣管道（網(wǎng)）、城市配氣管網(wǎng)

5、和與這些管網(wǎng)相匹配的站、場裝置組成。特點：1. 從生產(chǎn)到使用各環(huán)節(jié)緊密相連。 主要有采氣、凈氣（除塵、脫水、脫硫等）、輸氣、儲氣、供配氣5個環(huán)節(jié)。 2.氣體可壓縮性對輸氣和儲氣的影響。 （1）上下站輸量不等時，壓力變化較為平緩。 （2）輸氣管中體積流量沿著管長而改變，起始流量小，終點流量大。 （3）輸氣管末端儲氣。 3.可充分利用地層壓力輸氣。4、天然氣中雜質(zhì)的主要類型以及危害是什么？答：地層中開采出來的天然氣常含有砂、鐵銹、水、水蒸氣、硫化物、二氧化碳等雜質(zhì)。（1）砂、鐵銹等固體塵粒：會對管道、壓氣機、儀表設備等產(chǎn)生磨損。（2）水：會減少輸氣截面，增加輸氣阻力；與酸性氣體（H2S,CO2）形

6、成酸性水溶液，對管內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕；在一定壓力、溫度條件下，水還能和天然氣中的輕組分生成固體冰雪狀水合物，堵塞管道；水蒸氣會降低天然氣熱值。（3）硫化物： 無機硫（H2S）。H2S是酸性氣體， H2S和其燃燒產(chǎn)物SO2是劇毒氣體。（空氣中含H2S 910mg/m3,0.06%時，使人嚴重中毒）。 有機硫，CS2和COS（硫氧化碳），天然氣作為化工原料時易使催化劑中毒，影響產(chǎn)品質(zhì)量。（4）CO2：遇水生成碳酸，腐蝕管壁外，還影響天然氣熱值。三、計算題1、已知輸氣管長100公里，內(nèi)徑900mm，平均壓力為5MPa，平均溫度為5，輸送介質(zhì)為甲烷，其臨界壓力為44.91105Pa，臨界溫度為191.05K

7、，求工程標準狀態(tài)下輸氣管內(nèi)氣體的體積。解：（1）氣體臨界壓力44.91105Pa 臨界溫度191.05K（2）對比壓力 對比溫度（3）查圖知：Z1=0.88（4）求氣體體積： 輸氣管體積 標準狀態(tài)下氣體體積 式中，Z=12、如圖示，已知壓氣站方程：，管路方程：。式中單位：Q m3/s; P Pa; L m; D mLa=260km， Lb=145km，Da=1m，T293K，Z0.9，壓氣站入口壓力保持不變，為5.2MPa。(1) 壓氣站僅向A城供氣，當管A終點壓力Pza1.5MPa時，求壓氣站出口壓力和城市A的供氣量Qa。(2) 管線B建成后，壓氣站同時向城市A和城市B供氣，站流量增大為原流

8、量的1.2倍，A城的供氣量減少為原流量的98.2。a、求管路A終點壓力Pza；b、若管B終點壓力Pzb=1MPa，求B城供氣量和管B的直徑。(3) 若運行最高出站壓力為7.5MPa，B管尾端最低壓力為1MPa，求不影響城市B用戶用氣的最長檢修時間。ABP1DbDa解：（1）僅向A城供氣，聯(lián)立壓氣站方程和管路方程， 其中，得到=代入數(shù)據(jù)，得：求得：壓氣站出口壓力（2）壓氣站流量 現(xiàn)在A城的供氣量利用壓氣站方程，求得：壓氣站出口壓力利用管路方程，求得：管路A終點壓力B城供氣量利用管路方程，代入數(shù)據(jù)，得：求得：D=0.5m.（3）已知 利用管路方程，求得： 求，同理，得3、已知某輸氣管內(nèi)P=44105Pa，T=278.15K，氣體的容積組成為CH4=97,C2H6=2,C3H8=0.5,C4H10=0.5，計算該天然氣的平均分子量、工程標準條件下天然氣的密度和相對密度。解：平均相對分子質(zhì)量工程標準條件下天然氣的密度相對密度