《输气管道设计与管理》综合复习题含标准答案适用于年月考试Word下载.docx
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明气体的PVT性质偏离理想气体性质愈远。
6、在工程上，一般根据水露点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降压方法可迅速使水合物分解，管路畅通。
7、输气管内能否形成水合物主要取决于：
（1）天然气是否有足够的含水量■:
（2）输气管中的压力、温度曲线是否落入水合物的形成区内。
密度大的天然气易形成水合物。
8、首站入口压力一定的多压气站输气干线，若某站停运，则停运站号愈小，输量下
降愈多。
与正常运行相比，停运站上游各站压力均上升，停运站下游各站压力
均下降，愈靠近停运站，压力变化幅度越小。
9、管输天然气最主要的三项质量指标为：
高发热值、硫化氢含量、水含量和
总硫含量。
10、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，其输量减小：
面积为负时，输量增大。
这是由于气体密度沿管长变化所致。
、问答及分析题
1、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）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。
2、分析天然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？
（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。
3、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：
1.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5个环节。
2.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。
3.可充分利用地层压力输气。
4、天然气中杂质的主要类型以及危害是什么？
地层中开采出来的天然气常含有砂、铁锈、水、水蒸气、硫化物、二氧化碳等杂质。
（1）砂、铁锈等固体尘粒：
会对管道、压气机、仪表设备等产生磨损。
（2）水：
会减少输气截面，增加输气阻力；
与酸性气体（H2S,CO2）形成酸性水溶液，对管
内壁产生腐蚀；
在一定压力、温度条件下，水还能和天然气中的轻组分生成固体冰雪状水合
物，堵塞管道；
水蒸气会降低天然气热值。
（3）硫化物：
①无机硫（H2S）。
H2S是酸性气体，H2S和其燃烧产物SO2是剧毒气体。
（空
气中含H2S910mg/m3,0.06%时，使人严重中毒）。
②有机硫，CS2和COS（硫氧化碳），天然气作为化工原料时易使催化剂中毒，影响产品质量。
（4）CO2：
遇水生成碳酸，腐蚀管壁外，还影响天然气热值。
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5C,输送介质为甲烷，其临界压力为44.91X105Pa,临界温度为191.05K，求工程标准状态下输气管内气体的体积。
解：
（1）气体临界压力Pcm=44.91xiO5Pa
临界温度Tcm=191.05K
50
（2）对比压力Pr501.113
44.91
对比温度Tr=278.15=1.456191.05
（3）查图知：
Z1=0.88
（4）求气体体积：
n231423
输气管体积Vi=—D2XL=^—x0.92X100000=63585m3
44
标准状态下气体体积
5
、，x/P1ZT063585x44.91x105x293.15,cV0=Vi04914m7
PZ1T1101325x0.88x191.05
式中，Z=1
2、如图示，已知压气站方程：
P2=2.3P；
—3.48O07Q2，管路方程：
Pq-P/=1000Q2L/D5.2。
式中单位：
Q_m3/s;
P一Pa;
L-m;
D一m
La=260km,Lb=145km,B=1m,T=293K,Z=0.9，压气站入口压力保持不变，为5.2MPa。
（1）压气站仅向A城供气，当管A终点压力FZa=1.5MPa时，求压气站出口压力和城市A的供
气量Qa
（2）管线B建成后，压气站同时向城市A和城市B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A终点压力Pza；
b、若管B终点压力Rb=1MPa
求B城供气量和管B的直径。
⑶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B用户用气的最长检修时间。
（1）仅向A城供气，联立压气站方程和管路方程，
2272
P,=2.3R—3.48汇10Q
Pq-P/=1000Q2L/d5.2
其中，P2=pQ
得到2.3p12-3.48107Qa2=pZ21000Qa2L/D5.2
代入数据,得:
2.3汉（5.2汉1062—3.48"
07Qa2=（1.5汉1062+1000Qa2汇260汉103/1
求得：
Q^450.92m3/s
压气站出口压力p2=*；
2.3x（5.2>
d06f_3.48"
07汇450.922=7.424MPa
（2）①压气站流量Q总=1.2Qa=541.104m3/s
现在A城的供气量Qa=98.2%Qa=442.80m3/s
利用压气站方程P22=2.3R2-348汉107Q2
，求得:
ip
压气站出口压力p^2.35.2106-3.48107541.104^7.211MPa
利用管路方程P；
—P2=1000Q2L/d5.2
IJ：
a厶CQ
管路A终点压力Pza=7.21110-1000442.8026010=1.010MPa
②B城供气量Qb=0总-QA=541.104-44280=98.304m3/s
-P2=1000Q2L/D5.2
，代入数据，得:
2
7.2111062-1062」00098.3041451000
D52
D=0.5m.
（3）已知Pmax=7.5MPaP2min=1MPa
利用管路方程Pq-FZ2=1000Q2L/D5'
P2max-2.179MPa
P1min=2.397MPa
求Ppjmax，Ppjmin
同理，得Ppjmin=1.794MPa
Vs」nD竝吐互J
4P0TZ
VS=186.92min
Qb
3、已知某输气管内*P=44X105Pa,T=278.15K，气体的容积组成为
CH=97%,C2H6=2%,C3H=0.5%,C4Ho=O.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。
平均相对分子质量
yi口=0.97160.02300.005440.00558=16.63
工程标准条件下天然气的密度
Vm
曲=0.742
22.414
相对密度
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