《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

1、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

2、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、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、

4、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，

5、堵塞管道；水蒸气会降低天然气热值。（3） 硫化物： 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H2S 910mg/m3,0.06%时，使人严重中毒）。 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44.91 X 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。解：（1）气体临界压力Pcm =44.91 xiO5

6、Pa临界温度Tcm =191.05K50（2）对比压力Pr 50 1.11344.91对比温度 Tr = 278.15 = 1.456 191.05（3）查图知：Z1 =0.88（4）求气体体积：n 2 3 14 2 3输气管体积 Vi = D2 XL = x0.92 X100000 = 63585m34 4标准状态下气体体积5、，x/ P1ZT0 63585 x 44.91x105 x 293.15 , c V0 =Vi 0 4 9 1 4 m7PZ1T1 101325x0.88x191.05式中，Z=12、如图示，已知压气站方程： P2 = 2.3P； 3.48O07Q2，管路方程：Pq

7、-P/ =1000Q2L/ D5.2。式中单位：Q_ m3/s; P 一 Pa; L - m; D 一 mLa=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。 若运行最高出站压力为 7.5MPa, B管

8、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，2 2 7 2P, =2.3R 3.48 汇 10 QPq -P/ =1000Q2L/ d5.2其中，P2 = pQ得到 2.3p12 -3.48 107Qa2=pZ2 1000Qa2L/D5.2代入数据,得: 2.3汉（5.2汉106 2 3.4807Qa2 =（1.5汉 106 2+1000Qa2 汇 260汉 103/1求得：Q 450.92m3/s压气站出 口压力 p2 =*；2.3x（5.2d06 f _3.4807 汇 450.922 =7.424MPa（2）压气站流量 Q

9、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:i p压气站出 口压力 p 2.3 5.2 106 -3.48 107 541.104 7.211MPa利用管路方程P； P2 =1000Q2L/d5.2I J： a 厶 C Q管路 A 终点压力 Pza = 7.211 10 -1000 442.80 260 10 =1.010MPaB 城供气量 Qb =0总-QA =541.104-44280 = 98.304m3/s -P2 =1000Q2L/D5.2，代入数据，得

10、:27.211 106 2 - 106 2000 98.304 145 1000D52D=0.5m.（3）已知 Pmax =7.5MPa P2min =1MPa利用管路方程 Pq -FZ2 =1000Q2L/ D5P2max - 2.179MPaP1m in = 2.397MPa求P pj max ， Ppj min同理，得 Ppj min =1.794MPaVsnD竝吐互J4 P0 TZVS =186.92 minQb3、已知某输气管内*P=44X 105Pa, 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 =0.97 16 0.02 30 0.005 44 0.005 58 = 16.63工程标准条件下天然气的密度Vm曲=0.74222.414相对密度