《输气管道设计与管理》课程综合复习资料Word文档格式.docx
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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理想气体
PVT
特性之间的差别，该值偏离
1
愈远，表明气体的
性质偏离性质愈远。
10、天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、“输气管道工程设计规范（GB50251-2003）”中规定：
进入输气管道的气体必须清除机械杂质，
应
比
送
条
件
下
低
环
境
温
5℃
；
烃
露
点
于，气体中的不应对于
20mg/m3。
12、在工程上，一般根据判断管线内的含水量是否达到形成水合物的条件。
管线内形成水合物后
采取方法可迅速使水合物分解，管路畅通。
13、对简单输气管路，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升高而，随气体密度的增大而。
16、单位体积干天然气中所含水蒸汽的质量称，它与天然气的、有关。
当天然气被
水饱和时，其温度也称为。
17、管输天然气最主要的三项质量指标为：
、、和。
18、输气管设计规范规定：
天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。
已知管输天
然气含水量不变，为确保达到上述要求，用气体露点沿管长变化曲线和气体温降曲线校核时，采用
冬季工况还是夏季工况？
（在冬季或夏季上打O即可）若输气管压降、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。
P,T
Td
L
19、沿线地形激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）。
密度的天然气易形成水合物。
21、输气管内产生水合物堵塞事故时，采用方法最简便，可迅速使水合物分解，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，其目的是避免压气机产生。
23、天然气是易燃、易爆物质，在常压下空气中含有体积浓度的天然气时，遇明火即可燃烧或
爆炸。
24、
首
站
入
口
压
力
多
干
若
某
停
运
则
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天然气输送管道中出现水化物，工业上常用和作为防冻剂。
二、分析题
0.5
1、已知输气管流量基本公式为：
Q
=
C
⎢⎥，分析管路的终点压力对流量的影响。
⎢⎥
2、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、分析天然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？
4、已知输气管压力分布方程为：
P
PQ
（
PZ2
）
x
，推导平均压力计算公式以及平均压力点距
起点的距离在
0.5L
附近变化的依据
5、输气系统的组成及特点有哪些？
6、输气管的流量基本公式为：
Q0
C
（PQ
）D5
λZ∆TL
分析管径、管长、温度对输量的影响。
三、计算题
1、已知输气管长
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、终点压力相同，管径、管长等参数相同，求下述不同连接方式的输量比
Qb/Qa。
Qa
Qb
L/2
3.已知某输气管内
P=44×
105Pa，T=278.15K，气体的容积组成为
CH4=97％,
C2H6=2％,C3H8=0.5％,
C4H10=0.5％，计算该天然气的平均分子量、工程标准条件下天然气的密度和相对密度。
《输气管道设计与管理》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
8.
提高管线输气量、增强防腐性能。
9.
理想气体
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
18.
19.
减小
密度
20.
压力和温度；
（2）足够的水分;
大
21.
22.
喘振
23.
5%~15%
24
小;
上升
下降;
25.
甲醇;
乙二醇
2
⎛
Q
⎝
⎪
⎭
D5
⎫
C'
⎭
令
pZ
δpQ
（δ
:
→
1）
代入上式中，
得：
ç
⎝
δ
Qmax
，由上式得
P0
Qmax
与
看作变量，上式为圆方程，如图所示：
由图可以看出：
（1）
终点压力
在高压范围内的变化对
影响很大。
（2）
在低压范围内的变化对
影响不大。
（3）
一般保持在
1
pQ
左右，这样不但节省功率，降低输气成本，还能降低能耗。
答：
形成水合物的条件有三：
（1）天然气中含有足够的水分；
（2）一定的温度与压力；
（3）气体处
于脉动、紊流等激烈扰动之中，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）干燥脱水。
（1）水积聚在管道低洼处，减少管道输气截面，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（H2S,CO2
等）形成酸性水溶液，对管内壁腐蚀
极为严重，是造成输气管道破坏的主要原因之一。
（3）水在一定温度和压力条件下还能和天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。
附近变化的依据。
（1）输气管停止输气时，全线最终达到某一压力，即平均压力。
根据管内平衡前后质量守恒
可得平均压力：
3
3
2
⎛
+
+
pZ
（2）输气管道上压力为平均压力的点距起点的距离：
x0
p
pj
时，得：
limL
lim
9
4
9（pQ
）2
（pQ
根据求极限的洛必达法则，以
为变量求导，得：
36
pQ3
72
pQ3
L
0.5L
故
从
变化到
0.55L
0.5L。
5.输气系统的组成及特点有哪些？
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：
⑴
从生产到使用各环节紧密相连。
主要有采气、净气（除尘、脱水、脱硫等）、输气、储气、供配气
个环节。
⑵
气体可压缩性对输气和储气的影响。
①上下站输量不等时，压力变化较为平缓。
②输气管中体积流量沿着管长而改变，起始流量小，
终点流量大。
③输气管末端储气。
⑶
可充分利用地层压力输气。
（1）管径。
Q1
Q2
D2
8
输气管的通过能力与管径的
2.67
次方成正比。
管径越大，输气量越大。
直径增大
倍，流量增大
6.4
故加大直径是增加输气管流量的好办法。
（2）管长。
L1
流量与长度的
0.5
次方成反比。
长度越短，输气能力越大。
长度减小
半，流量增加
41.4%。
（3）温度。
T
T1
流量与输气温度的
输气温度越低，输气能力越大。
三,计算题
解：
（1）气体临界压力
Pcm
105Pa
临界温度
Tcm
191.05K
（2）对比压力
Pr
50
44.91
1.113
对比温度
Tr
278.15
191.05
1.456
（3）查图知：
Z1=0.88
（4）求气体体积：
输气管体积V1
π
4
D
⨯
3.14
0.92
⨯100000
63585m3
标准状态下气体体积
V0
V1
P1ZT0
PZ1T1
63585
44.91⨯105
293.15
101325
0.88
⨯191.05
491407m3
式中，Z=1
由于两组管系起终点压力相同，管径管长等参数相同，故输气量之比就是流量系数之比,设
长
度的单独管道流量系数为
K。
K
a
（3K
）2
9K
3K
Kb
72
13
2.3534K
故
Kb
a
0.7845
3、如图示，已知压气站方程：
P2
2.3P1
3.48
10
，管路方程：
PZ
1000Q
/
D
22722225.2
式中单位：
−
m3/s;
Pa;
m;
m
La=260km，
Lb=145km，Da=1m，T＝293K，Z＝0.9，压气站入口压力保持不变，为
5.2MPa。
压气站仅向
A
城供气，当管
Pza＝1.5MPa
时，求压气站出口压力和城市
的供气量
Qa。
管线
B
建成后，压气站同时向城市
和城市
供气，站流量增大为原流量的
1.2
倍，A
城的供气量
减少为原流量的
98.2％。
a、求管路
Pza；
b、若管
Pzb=1MPa，求
城供气量和管
的直径。
（3）
若运行最高出站压力为
7.5MPa，B
管尾端最低压力为
1MPa，求不影响城市
用户用气的最长检修
时间。
P1
Da
A
Db
（1）仅向
城供气，联立压气站方程和管路方程，
P22
2.3P12
107
1000Q2
D5.2
其中，
p2
pQ
B
27222
5.2
求得：
Qa
450.92m
s
1000Qa
260
⨯103
/1
压气站出口压力
⨯107
450.922
7.424MPa
（2）①压气站流量
Q总
1.2Qa
541.104m
现在
城的供气量
QA
98.2%Qa
442.80m
2272
541.1042
7.211MPa
2225.2
，求得：
管路
pZa
6
1000
442.802
1.010MPa
②B
城供气量
QB
541.104
442.80
98.304m
利用管路方程
，代入数据，得：
（7.211⨯10
）
（10
26
98.3042
⨯145
⨯1000
D=0.5m.
（3）已知
max
7.5MPa
1MPa
P2max
2.179MPa
min
2.397MPa
求
Ppj
min
max
P2max
同理，得
1.794MPa
Vs
πD2
T0
TZ
lz
π
0.52
⨯
（5.327
1.794）
⨯106
101325
293.15
0.9
⨯1000
1102458.4m3
Vs
186.92
升级会员 