输气管道设计与管理复习题
输气管道设计与治理综合复习资料一、填空题1、自然气是指从地层内开发生产出来的、可燃的、烃和非烃混合气体，这种气体有的是根本上以气态形式从气井中开采出来的，称为；有的是随液石油一块儿从油井中开采出来的，称为。2、输气系统从生产到使用各环节严密相连，自然气从生产到使用大约有五个环节，采气、净气、输气、储气、供配气。这五个环节有三套管网相连，即：、和城市配气网。这三套管网形成一个统一、连续、密闭的输气系统。3、自然气是一种混合气体，混合气体的物理性质打算于自然气组成和各组分气体的性质。自然气的组成有三种表示方法：即、摩尔组成和。4、在温度不变的条件下，气体的粘度随着压力的增大而。在高压下大于 100atm，气体的粘度随着温度的增大而。5、气体被水蒸气所饱和，开头产生水滴时的最高温度称气体在该压力下的，它从另一侧面反映气体中的。6、自然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是：、固体吸附脱水和。7 、对于长距离输气管线， 当 Q 、D 、P1max 、P2min 确定时， 输气管末段的最大长度为：第10页共26页输气管道设计与治理PL=1max2 - P22min，此时管末段的储气力气为。储气力气最大的末段长maxCQ2度为 Lmax 的倍。8、北美、西欧有关的管道标准已规定，20 英寸以上的气管应加内涂层，长距离输气管内壁一般涂敷有机树脂涂层的主要优点有：、。9、工程上用压缩因子来表示真实气体与抱负气体PVT 特性之间的差异，该值偏离 1 愈远，说明气体的PVT 性质偏离性质愈远。10、自然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与之比，无量纲。11、“输气管道工程设计标准 (GB50251-2023)”中规定：进入输气管道的气体必需去除机械杂质， 应比输送条件下最低环境温度低5；烃露点应低于，气体中的不应低于20mg/m3。12、在工程上，一般依据推断管线内的含水量是否到达形成水合物的条件。管线内形成水合物后实行方法可快速使水合物分解，管路畅通。13、对简洁输气管路，提高起点压力或降低终点压力都会增加输量，但对输量增加更有利。终点压力在低压范围内变化对输量的影响。14、对于长距离输气管线，由于节流效应的影响，输气温度可能低于。15、在常压下，气体动力粘度随温度上升而，随气体密度的增大而。16、单位体积干自然气中所含水蒸汽的质量称，它与自然气的、有关。当自然气被水饱和时，其温度也称为。17、管输自然气最主要的三项质量指标为：、和。18、输气管设计标准规定：自然气水露点应低于输送条件下最低管输气体温度5 摄氏度。管输自然气含水量不变，为确保到达上述要求，用气体露点沿管长变化曲线和气体温降曲线校核时， 承受冬季工况还是夏季工况？在冬季或夏季上打 即可假设输气管压降、温降曲线如图，起点露点为Td，试画出露点沿管长的变化曲线。19、沿线地形猛烈起伏对输气管输量有影响，当线路纵断面图与通过管路起点水平线所围面积为正时，其输量；面积为负时，输量。这是由于气体沿管长变化所致。20、输气管内能否形成水合物主要取决于：(1)；(2)。密度的自然气易形成水合物。21、输气管内产生水合物堵塞事故时，承受方法最简便，可快速使水合物分解，管路畅通。22、为离心压气机配管时，常有出、入口相连的回流管路，其目的是避开压气机产生。23、自然气是易燃、易爆物质，在常压下空气中含有体积浓度的自然气时，遇明火即可燃烧或爆炸。24、首站入口压力确定的多压气站输气干线，假设某站停运，则停运站号愈，输量下降愈。与正常运行相比，停运站上游各站压力均，停运站下游各站压力均， 愈靠近停运站，压力变化幅度。25、为防止未经深度加工自然气输送管道中消灭水化物，工业上常用和作为防冻剂。二、分析题é (P2 - P2 )D5 ù0.51、输气管流量根本公式为：Q = C êQZú，分析管路的终点压力对流量的影响。ëêl zDTLúû2、水合物的形成条件是什么？生产中如何防止水合物的形成？3、分析自然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？()x4、输气管压力分布方程为：P =P2 -P2 - P2，推导平均压力计算公式以及平均压力点xQQZL距起点的距离在 0.5L 四周变化的依据5、输气系统的组成及特点有哪些？6、输气管的流量根本公式为：Q= C(P2 - P2 )D5QZ0l ZDTL分析管径、管长、温度对输量的影响。三、计算题1、输气管长 100 公里，内径 900mm，平均压力为 5MPa，平均温度为 5，输送介质为甲烷， 其临界压力为 44.91×105Pa，临界温度为 191.05K，求工程标准状态下输气管内气体的体积。2、图示两组管系起、终点压力一样，管径、管长等参数一样，求下述不同连接方式的输量比Qb/Qa。QaL/2QbL/23.某输气管内P=44×105Pa，T=278.15K，气体的容积组成为CH4=97, C2H6=2,C3H8=0.5, C4H10=0.5，计算该自然气的平均分子量、工程标准条件下自然气的密度和相对密度。复习资料参考答案一.填空题1. 气田气; 油田伴生气2. 矿场集气网、输气干线3. 容积组成;质量组成4. 增大;减小5. 露点温度;含水量6. 低温脱水 ;甘醇脱水7.0 ;0.58. 提高管线输气量、增加防腐性能。9. 抱负气体10. 空气密度11. 最低环境温度;H2S 含量12. 水露点;降压13. 提高起点压力;不大14. 环境温度15. 增大 ,减小16. 含水量;压力 ; 温度;露点17. 热值 、 含水量 、 H2S和 CO2 含量18.19. 减小 ; 增大 ;密度20. 压力和温度；(2)足够的水分;大21. 降压22. 喘振23. 5%15%24 小;上升 ;下降; 大25. 甲醇; 乙二醇二、分析题é (P2 - P2 )D5 ù0.51、输气管流量根本公式为：Q = C êQZú，分析管路的终点压力对流量的影响。ëêl zDTLúû答：依据流量计算公式，得 p2 - p 2æ Q ö2=ç÷l ZDTL = æ Q ö2QZè CøD5è C” øç÷令 p= dp(d : 0 ® 1), 代入上式中，ZQQæ得： çèç C” pQö2÷÷+ d 2 = 1ø假设 pZ= 0 ， d = 0 ， Q ® Qmax，由上式得C” P0= QmaxæQö2Q故ç÷èmax ø+ d 2= 1 ，将 Q与d 看作变量，上式为圆方程，如以以下图：Qmax由图可以看出：（1） 终点压力 p在高压范围内的变化对Q 影响很大。Z（2） 终点压力 p在低压范围内的变化对Q 影响不大。Z1（3） p一般保持在Z2p左右，这样不但节约功率，降低输气本钱，还能降低能耗。Q2、水合物的形成条件是什么？生产中如何防止水合物的形成？ 答：形成水合物的条件有三：1自然气中含有足够的水分；2确定的温度与压力；3气体处于脉动、紊流等猛烈扰动之中，并有结晶中心存在。这三个条件，前两者是内在的、主要的，后者是外部的、次要的。防止生成水合物不外乎破坏水合物形成的温度、压力和水分条件，使水合物是去存在的可能， 主要方法有：1加热2降压3添加抑制剂4枯燥脱水。3、分析自然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？答：1水积聚在管道低洼处，削减管道输气截面，增加输气阻力；（2） 水能在管内壁上形成一层水膜，遇酸性气体H S,CO等形成酸性水溶液，对管内壁腐22蚀极为严峻，是造成输气管道破坏的主要缘由之一。（3） 水在确定温度和压力条件下还能和自然气中的某些组分生成冰雪状水合物如CH4 nH2O 等，造成管路冰堵。4、输气管压力分布方程为：P=P2 -P2 - P2 )x，推导平均压力计算公式以及平均压力点(xQQZL距起点的距离在 0.5L 四周变化的依据。答：1输气管停顿输气时，全线最终到达某一压力，即平均压力。依据管内平衡前后质量守恒可得平均压力：2 p3=Q- p3Zæ23èø=ç p+p2ö÷Z3 p2Q- p2çQZp+ p÷QZ2输气管道上压力为平均压力的点距起点的距离：px=Q2 - p2pjL0p2Q- p2Z2当 p® 0, p®p时，得：x=5/9L0.55L()Zpj3Q0()()当 p® p时，得： x= limp2 - p2QpjL = lim9 p2 p+ pQQZ- 4) p(Q2 + pZ2 + ppQZLZQ0p2 - p2QZ9 p+ pQZ2 p2 - p2QZ依据求极限的洛必达法则，以 p Z 为变量求导，得：36 px=Q3 - 72 p3ZL = 0.5L0- 72 p3Q故 p从 0 变化到 p,x从 0.55L 变化到 0.5L。ZQ05. 输气系统的组成及特点有哪些？答：整个输气系统是由矿场集气管网、干线输气管道网、城市配气管网和与这些管网相匹配的站、场装置组成。特点： 从生产到使用各环节严密相连。主要有采气、净气除尘、脱水、脱硫等、输气、储气、供配气 5 个环节。 气体可压缩性对输气和储气的影响。上下站输量不等时，压力变化较为平缓。输气管中体积流量沿着管长而转变，起始流量小， 终点流量大。输气管末端储气。 可充分利用地层压力输气。6、输气管的流量根本公式为：(P2 - P2 )D5l ZDTLQZQ= C0分析管径、管长、温度对输量的影响。答：1管径。ö3Qæ D8èø
