输气管道设计与管理

《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：

22

1max2min

max2

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、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。

线路1

线路2

起点终点

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：()0.5 22

5

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。

答：根据流量计算公式，得

2

5

2

2

2

'

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

=

∆

⎪

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

=

-

C

Q

D

TL

Z

C

Q

p

p Z

Q

λ

令()1

0:→

=δ

δ

Q

Z

p

p, 代入上式中，

得：1

'

2

2

=

+

⎪

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

δ

Q

p

C

Q

若0

=

Z

p，0

=

δ，max

Q

Q→，由上式得m ax

'Q

P

C=

故1

2

2

max

=

+

⎪⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

δ

Q

Q，将

max

Q

Q与

δ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

Z

p在高压范围内的变化对Q影响很大。

（2）终点压力

Z

p在低压范围内的变化对Q影响不大。

（3）

Z

p一般保持在Q p

2

1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：

()222x Q Q Z x

P P P P L

=--，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：

=322233Z Q Z Q p p p p --=32⎪⎪⎭

⎫

⎝

⎛++Z Q Z

Q p p p p 2

（2）输气管道上压力为平均压力的点距起点的距离：

L p p p p x Z

Q pj Q 2

2

220--=

当Q pj Z p p p 3

2

,0→→时，得：x 0=5/9L ≈0.55L 当Q Z p p →时，得：(

)(

)()()

L p p p p p p p p p p p L p p p p x Z Q Z Q Z

Q Z Q Z Q Q Z

Q pj Q 2222222

2

220949lim

lim

-+++-+=--=

根据求极限的洛必达法则，以Z p 为变量求导，得：

L L p p p x Q

Z Q 5.072372363

30=--=

故Z p 从0变化到Q p , 0x 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、