油气管道输送习题

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PQ = 4.0 MPa，重点压力PZ = 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。

组分摩尔分数% 组分摩尔分数% H20 0.008256 nC4H10

1.024 CO2 3.497 iC4H10 0.86318 N2 0.7143 nC5H12 0.27785 CH4 81.628 iC5H12 0.16482 C2H6 7.1574 C6H14 0.18077 C3H8 3.9963 C7+ 0.038487 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NS、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。