输气管道设计和管理

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1、《输气管道设计与管理》综合复习资料一、填空题1、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。2、对于长距离输气管线，当Q、D、P1max、P2min一定时，输气管末段的最大长度为：，此时管末段的储气能力为0。储气能力最大的末段长度为Lmax的0.5倍。8、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（小于）线路2的流速，线路1的终点压力（大于）线路2的终点压力。这主要是由于气体的可压缩性造成的。3、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湍

2、振。4、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：提高管线输气量、增强防腐性能。5、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。6、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。7、单位体积干天然气中所含水蒸汽的质量称含水量，它与天然气的压力、温度有关。当天然气被水饱和时，其温度也称为露点。8、管输天然气最主要的三项质量指标为：热值、含水量、H2S和CO2含量。9、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

3、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。10、输气管内能否形成水合物主要取决于：(1)压力和温度；(2)足够的水分。密度大的天然气易形成水合物。11、输气管内产生水合物堵塞事故时，采用降压方法最简便，可迅速使水合物分解，管路畅通。12、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，输量下降愈大。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，压力变化幅度大。13、为防止未经深度加工天然气输送管道中出现水化物，工业上常用甲醇和乙二醇作为防冻剂。二、分析题1、已知输气管流量基本公式为：，分析管路

4、的终点压力对流量的影响。答：根据流量计算公式，得令,代入上式中，得：若，，，由上式得故，将与看作变量，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Q影响很大。（2）终点压力在低压范围内的变化对Q影响不大。（3）一般保持在左右，这样不但节省功率，降低输气成本，还能降低能耗。2、已知输气管压力分布方程为：，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。答：（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：==（2）输气管道上压力为平均压力的点距起点的距离：当时，得：x0=5/9L≈0.55L当时，

5、得：根据求极限的洛必达法则，以为变量求导，得：故从0变化到,从0.55L变化到0.5L。三、问答题1、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：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。2、输气管的流量基本公式为：分析管径、管长、温度对输量的影响。（10分

6、）答：（1）管径。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1倍，流量增大6.4倍。故加大直径是增加输气管流量的好办法。（2）管长。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1半，流量增加41.4%。（3）温度。流量与输气温度的0.5次方成反比。输气温度越低，输气能力越大。四、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。解：(1)气体临界压力44.91×105Pa临界温度191.05K(

7、2)对比压力对比温度(3)查图知：Z1=0.88(4)求气体体积：输气管体积标准状态下气体体积式中，Z=12、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。解：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。故3、如图示，已知压气站方程：，管路方程：。式中单位：Q¾m3/s;P¾Pa;L¾m;D¾mLa=2