《输气管道设计与管理》综合复习资料
《输气管道设计与管理》综合复习资料
一、填空题
1、天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，这种气体有的是基本上以气态形式从气井中开采出来的，称为气田气；有的是随液石油一块儿从油井中开采出来的，称为油田伴生气。
2、输气系统从生产到使用各环节紧密相连，天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：矿场集气网、输气干线和城市配气网。这三套管网形成一个统一、连续、密闭的输气系统。
3、天然气是一种混合气体，混合气体的物理性质决定于天然气组成和各组分气体的性质。天然气的组成有三种表示方法：即容积组成、摩尔组成和质量组成。
4、在温度不变的条件下，气体的粘度随着压力的增大而增大。在高压下（大于100atm ），气体的粘度随着温度的增大而减小。
5、气体被水蒸气所饱和，开始产生水滴时的最高温度称气体在该压力下的露点温度，它从另一侧面反映气体中的含水量。
6、天然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是： 冷凝分离 、固体吸附脱水和 吸附脱水 。
7、对于长距离输气管线，当Q 、D 、P 1max 、P 2min 一定时，输气管末段的最大长度为：
221max 2min max 2
P P L CQ -=，此时管末段的储气能力为 0 。储气能力最大的末段长度为L max 的 0.5 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： 提高输送效率 、 降低管道腐蚀速度 。
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PVT 性质偏离 理想气体 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 空气密度 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， 水露点 应比输送条件下最低环境温度低5℃；烃露点应低于 -17℃ ，气体中的H 2S 含量不应高于
6mg/m 3
。
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可采取 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变化的影响 。
14、在高压下，气体动力粘度随温度升高而减小，随气体密度的减小而减小。
15、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，水露点应比输送条件下最低环境温度低5-10℃，这是由于水的存在具有以下危害：加剧内壁设备腐蚀、减小管道流通面积、形成水合物堵塞管线。
16、当Q、D、P1max、P2min一定时，输气管末段的最大长度为：
2
2 min 2
2
max
1
max CQ P
P L -
=，此时管末段的储气能力为________。储气能力最大的末段长度为L max的___________倍。
17、对下图所示的两条简单管路，如果起点压力相同，在任一长度x处，线路1的各点流速（大于、小于、等于）线路2的流速，线路1的终点压力（大于、小于、等于）线路2的终点压力。这主要是由于气体的造成的。
线路1
线路2
起点终点
18、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。
19、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。
二、分析题
1、已知输气管流量基本公式为：
()0.5
225
Q Z
P P D
Q C
z TL
λ
??
-
??
=
?
??
??
，分析管路的终点压力
对流量的影响。
提示：参见教材第四章，第五节，P128
2、分析天然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？
1）会减少输气截面，增加输气阻力
2）酸性气体（H2S,CO2）形成酸性水溶液，对管内壁产生腐蚀。
3）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。（JZ20－2 →兴城输气管曾因水合物堵塞管道而停产一周）。
4）水蒸气会降低天然气热值。
3.试述输气系统的组成及长距离输气管的发展趋势
提示：输气系统的组成参见教材绪论，第三节，P7~11
长距离输气管的发展趋势参见教材绪论，第四节，P11~16
4、输气管的流量基本公式为： TL Z D P P C Q Z Q ?-=λ5
220)(
分析管径、管长、温度和压力平方差对输量的影响。
提示：参见教材第四章，第五节，P126~127
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。
提示：参见教材第四章，第二节和第四节，P1 14，P1 25-128
2、如图示，已知压气站方程：P P Q 2212722334810=-?..，管路方程：2.5222/1000D L Q P P Z Q =-。式中单位：Q ? m 3/s; P ? Pa; L ? m; D ? m
L a =400km ， L b =200km ，D a =1m ，T ＝290K ，Z ＝0.9，压气站入口压力保持不变，
为5MPa 。（20分）
(1) 压气站仅向A 城供气，当管A 终点压力P za ＝2MPa 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96％。a 、求管路A 终点压力P za ；b 、若管B 终点压力P zb =1MPa ，求B 城供气量和管B 的直径。
(3) 若运行最高出站压力为8MPa ，A 管尾端最低压力为1MPa ，求不影响城市A 用户用气的最长检修时间。
提示：参见教材第八章，第一节，P273
3、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。（10分）
提示：参见教材第四章，第二节和第四节，P1 14，P1 25-128
4、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Q b /Q a 。（10分）
L/2b Q a
提示：参见教材第四章，第七节，P132~141
四、问答及推导题：
1、 已知输气管压力分布方程为：()L x P P P P Z Q Q x 222--=，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~0.55L 之间变化的依据。
提示：参见教材第四章，第六节，P131
P
2、已知输气管流量基本公式为：
()5.05
2
2
?
?
?
?
?
?
?
-
=
TL
z
D
P
P
C
Q Z
Q
λ
，分析起终点压力对流
量的影响。
提示：参见教材第四章，第五节，P127
3、水合物的形成条件及防止水合物形成的主要方法有哪些？
提示：水合物的形成条件参见教材第五章，第四节，P162
防止水合物形成的主要方法参见教材第五章，第四节，P174-175