油气管道输送习题

天然气管道输送

第一章天然气输送概述

1、什么是天然气虚拟临界常数，在实际中有何应用？

2、根据热力学稳定判据，推导RK、SRK和PR状态方程的2个参数a、b的表达式。

3、按照压缩系数方程RK、SRK、PR和BWRS，编程计算不同压力和温度下的压缩系数，并说明它们的大致使用范围。

4、什么是气体的对比态原理，在实际中有何应用？

5、根据气体焓和熵的热力学关系，利用RK、SRK、PR状态方程分别推导实际气体焓和熵的计算公式。

6、根据表1-1和表1-2所提供的不同气田天然气组分，分别按照式1-95和1-102计算不同压力和温度下的气体焓和熵，并与按照图法得到的结果进行比较。

7、根据热力学关系，证明气体质量定压热容和质量定容热容满足式1-108。

8、根据气体热力学关系，证明气体焦耳-汤姆逊系数满足式1-119。

9、如何用RK、SRK、PR状态方程来计算气体的质量定压热容、质量定容热容和焦耳-汤姆逊系数？

10、什么是燃气的燃烧值？在实际生产中为什么采用低热值而不是高热值？

11、什么是燃气的爆炸极限？惰性气体含量对爆炸极限有何影响？

12、定性说明温度对液体和气体粘度的不同影响。

13、根据粘度计算方法，编程计算天然气在不同压力和温度下的粘度。

14、什么是气体的导热系数？给出计算实际气体导热系数的步骤并编程。

15、什么是天然气的水露点和烃露点？说明确定水露点和烃露点的几种方法。

16、如何根据平成常数列线图计算天然气的烃露点？

17、试说明气体流动连续方程1-159、运动方程1-161和能量方程1-163的物理意义和适用条件。

第二章输气管水力计算

1、在什么情况下，输气管的流量计算公式中可以忽略速度变化对流量的影响？

2、为什么管道沿线地形起伏、高差超过200m以上，要考虑地形对工艺参数Q或P 的影响？

3、公式2-53~2-62适用于何种流态？若管内实际流动偏离该液态，应如何处理？

4、为什么干线输气管道采用高压输气较为经济？

5、对于已建成的一条输气管道，若要增大输气量，其扩建工程可以采用哪些措施？

6、流量系数法能解决哪些复杂输气管道的设计计算？

7、用公式2-112、2-115、2-120、2-124计算的流量是整个输气管道的通过能力，这一说法是否正确？试说明用上述任意一个公式计算沿线既有分气工况又有进气工况时的步骤，并编写计算机程序。

8、试说明沿线有进、分气直线的环形输气管网如何设计？

9、如图所示，已知管道起点压力P Q = 4.0 MPa，重点压力P Z = 3.0 MPa，气体压缩系数Z=0.95，气体密度Δ = 0.6，气体温度T = 293K，求同径管管径D和节点压力P1、P2。

第三章输气管道热力计算

1、根据第二章所给的气体压力沿管道分布关系，由式3-10推导气体温度沿管道变化的计算公式。

2、若考虑气体质量定压热容和焦耳-汤姆逊系数随压力和温度变化，如何根据式3-10或3-12计算气体温度沿线变化？

3、在什么条件下，埋地输气管道中气体温度会低于地温？

4、试定性说明地温变化、土壤湿度变化如何影响埋地输气管道总传热系数？

5、在什么条件下，输气管道中会形成水合物？如何判断输气管道中形成水合物？

6、已知天然气组分如下表，试按照经验图解法、相平衡法和热力学统计学法计算压力为5 MPa和10 MPa时形成水合物的最高温度，计算温度为270K和300K时形成水合物的最低压力。

7、某天然气组分同上表，当气量为50×104 m3/d，压力为9 MPa、温度为40℃的天然气输入管径为φ159×9、管长为30km水平管道。试判断是否会形成水合物。管道不形成水合物的最低起点温度是多少？

第四章输气干线系统的设计与工况分析

1、什么情况下采用多台压缩机并联？根据压缩机并联原则，试写出两台相同压缩机恒定转速下并联后的特性方程？

2、输气管道最大通过能力受到哪些因素的影响？

3、讨论输气管道中间某站停运后，沿线各站压力、流量变化规律。

4、讨论输气管道某处分气或集气时，沿线各站压力、流量变化规律。

5、输气管道末段的作用是什么？如何设计末段的长度和管径？

6、对于地形起伏地区沿线有若干进、分气直线的输气管道，沿线压气站如何布置？

7、叙述用方案比较法优选输气管道设计方案的步骤。

8、试叙述用灰色关联分析法优选输气管道设计方案的思路，该方法与方案比较法

有什么区别？

9、已知天然气输气量80×106 m3/d，天然气相对密度Δ = 0.6，压气机入口处的绝对压力P1 = 5.8 MPa，入口温度T = 293K，压气站采用PCL-1002型离心式压缩机，两级压缩、两台年并联工作机组。压气机的额定转速n0 = 5100r/min，实际转速n = 4800r/min。对比条件下：气体进口状态下压缩技术为Z0 = 0.9、气体常数R0= 490J/（kg·K），进口温度T0 = 288K。用两种方式计算压气站的工况：压缩比ε、内功率N、轴功率N S、出站压力P2、出站温度T2和效率η。

（1）利用图4-1，用图解法计算；

（2）利用图4-1和公式4-15~4-21，建立压气站的特性后再计算，并与（1）题计算结果进行比较。

第五章输气战场工艺流程及主要设备

1、输气战场一般具有哪些基本功能？输气站的设计和布置应考虑哪些主要原则？

2、设计站的工艺流程应注意哪些主要问题？

3、试说明图6-6所示离心压缩机站启动和停运的操作过程。

4、试叙述图6-2和图6-4中各站主要工艺流程。

5、在首站，若需要将一部分天然气输送至用户，一部分天然气输送至长输管道，试设计并绘出其工艺流程图。

6、试说明旋风除尘器工作原理。设计旋风除尘器时应考虑哪些主要结构尺寸？

7、输气管道中所用平板阀和一般闸阀有何区别？球阀和平板阀各有什么特点？

8、试说明调节阀和安全阀各用于什么场合，并说明选择步骤。

9、试叙述天然气标准孔板、计量装置的适用范围和所适用的气流条件，编写一个用于流量计算的程序。

10、往复压缩机和离心压缩机各有什么特点？压缩机驱动设备有哪些？有何特点？

11、压缩机和驱动设备选用主要应考虑哪些因素？

12、试说明清管器的作用和清管器接收和发送过程。

第六章输气管道运行自动化

1、简述天然气管道自动调节系统对一个公益运行参数进行调节的原理和过程。

2、根据本书中所学的计算公式和计算方法，针对下述条件，推导出干线及进气支线首站出站压力调节设定值的计算公式：

（1）干线管径711.2mm，年输气量30亿m3，在距干线首站下游60km处有一条进气支线与干线汇合。

（2）支线管径500.8mm，年输气量5亿m3，无中间压气站，在支线首站下游50km 处与干线汇合。

（3）干线和进气支线汇合点下游60km处设置有压气站，要求在全线正常运行情况