输气管道设计与管理习题答案

《输气管道设计与管理》综合复习资料
一、填空题
1、天然气是易燃、易爆物质，在常压下空气中含有5%-15% 体积浓度的天然气时，遇明火即可燃烧或爆炸。

17
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：矿场集气管网、干线输气管网和城市配气网。

这三套管网形成一个统一、连续、密闭的输气系统。

7
3、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。

78
4、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。

119
5、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。

164
6、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。

175
7、“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℃；烃露点应低于最低环境温度，气体中的硫化氢含量不应对于20mg/m3。

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。

289-293
9、为防止未经深度加工天然气输送管道中出现水化物，工业上常用甲醇和甘醇作为防冻剂。

85
10、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。

328
11、在高压下，气体动力粘度随温度升高而降低，随气体密度的减小而降
低。

12、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密度沿管长变化造成的。

线路1
起点终点
线路2
13、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，它从另一侧面反映气体中的含水量。

14、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性质偏离性质愈远。

15、天然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与同体积干燥空气之
比，无量纲。

16、天然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是：低温脱水、固体干燥剂吸
附脱水和甘醇脱水。

84
17、多压气站长距离输气管道中途泄漏气体时，漏点前的输量大于正常输量，
进出站压力均小于正常进出站压力；漏点后的输量小于正常输量，进出站压力均小于正常进出站压力；离漏点_越近，压力变化值越大。

293
18、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降低。

44
19、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 即可）若输气管压降、温降曲线如图，起点露点为T d，试画出露点沿管长的变化曲线。

L
20、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： 降低管壁粗糙度 、 提高输气量 。

21、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
提高起点压力 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 不大 。

二、回答分析题
1、分析天然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？84
2、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。

3、与不可压缩流体相比，分析输气管道温降变化特点。

4、已知输气管压力分布方程为：
x P =式以及平均压力点距起点的距离在0.5L 附近变化的依据。

6、水合物的形成条件及防止水合物形成的主要方法有哪些？162、174
7、如何确定管线内水合物的形成区间？166
8、天然气中杂质的主要类型以及危害是什么？77
9、天然气储存的主要方法有哪些？308-326
三、判断题
1. 天然气根据来源可以分为气田气、凝析气和油田伴生气三类。

√
2. 输气管末段比中间站间管段长，可调节供气和利用气量的不平衡，相当于
一个储气设备。

√
3. 天然气在低压、高温下与理想气体的性质差别很大。

×
4. 对应状态是指不同物质具有相同的对比温度和对比压力的状态。

√
5.天然气的绝对湿度是指天然气被水饱和时单位体积湿天然气所含水蒸汽的
量。

×
6.天然气的露点是指天然气被水蒸汽饱和，开始产生水滴时的最高温度。

√
7.固体干燥剂吸附脱水常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、铝矾土、分子
筛等。

√
8.根据输气管道设计规范中规定水平管是指沿线最高与最低点高程差小于
200米的输气管道。

√
9.在进行水平输气管的水力计算时，对于短距离大压降的输气管路可以忽略
速度头部分。

10.压气站进站压力在高压范围内波动时，对输气管输量影响较大，在低压范
围内波动时，对输气管输量影响较小。

四、选择题（不定项选择）
1.下列属于天然气的组成的有：ABCDE
A. CH4
B. H2O
C. CO
D. CO2
E. H2S
2. 按照C5界定法，天然气可以分为：C
A. 贫气和富气
B. 酸气和洁气
C. 干气和湿气
D. 气田气和伴生气
3. 输气系统的特点有：ABCD
A. 从生产到使用各环节紧密相连。

B. 上下站输量不等时，压力变化较平缓。

C. 输气管中体积流量沿管长而变，起始流量小，终点流量大。

D.可充分利用地层压力输气。

4. 天然气脱水的方法有：ABC
A. 低温分离
B. 固体干燥剂吸附脱水
C. 甘醇脱水
D. 沉降分离
5. 天然气水合物生成的必需条件有：ABCD
A. 有足够的水分
B. 高压、低温
C. 稳定脉动时，易形成水合物
D. H2S、CO2的含量高易形成水合物
五、计算题
1、已知某输气管内P=60×105Pa，T=20℃，气体的容积组成为CH4=90％,C2H6=5％,C3H8=2％,C4H10=3％，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。

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Q b /Q a 。

L/2b Q a 3、如图示，已知压气站方程：P P Q 2212722334810=-⨯..，管路方程：
P P Q L D Q Z 222521000-=/.。

式中单位：Q − m 3/s; P − Pa; L − m; D − m
L a =260km ， L b =145km ，D a =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P za ＝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％。

求：a 、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。

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