《输气管道设计与管理》.docx

《《输气管道设计与管理》.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《输气管道设计与管理》.docx（10页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、输气管道设计与治理复习资料一、填空题1、自然气是指从地层内开发生产出来的、可燃的、烃和非烃混合气体，这种气体有的是根本上以气态 形式从气井中开采出来的，称为；有的是随液石油一块儿从油井中开采出来的，称为。2、输气系统从生产到使用各环节严密相连，自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：、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。3、自然气是一种混合气体，混合气体的物理性质打算于自然气组成和各组分气体的性质。自然气的组成有三种表示方法：即、摩尔组成和。4、在温度不变的条件下，气体的粘度随着压力的增大而。在高压下大于 10

2、0atm，气体的粘度随着温度的增大而。5、气体被水蒸气所饱和，开头产生水滴时的最高温度称气体在该压力下的，它从另一侧面反映气体中的。6、自然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是：、固体吸附脱水和。P2 - P27、对于长距离输气管线，当 Q、D、P 、P肯定时，输气管末段的最大长度为：L=1max2min，1max2minmaxCQ2此时管末段的储气力量为。储气力量最大的末段长度为L 的倍。max8、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：、。9、工程上用压缩因子来表示真实气体与抱负气体PVT 特性之间的差异，该值偏离

3、1 愈远，说明气体的PVT 性质偏离性质愈远。10、自然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与之比，无量纲。11、“输气管道工程设计标准(GB50251-2023)”中规定：进入输气管道的气体必需去除机械杂质，应比输送条件下最低环境温度低 5；烃露点应低于，气体中的不应对于 20mg/m3。12、在工程上，一般依据推断管线内的含水量是否到达形成水合物的条件。管线内形成水合物后实行方法可快速使水合物分解，管路畅通。13、对简洁输气管路，提高起点压力或降低终点压力都会增加输量，但对输量增加更有利。终点压力在低压范围内变化对输量的影响。14、对于长距离输气管线，由于节流效应的影响，输气温度可能低

4、于。15、在常压下，气体动力粘度随温度上升而，随气体密度的增大而。16、单位体积干自然气中所含水蒸汽的质量称，它与自然气的、有关。当自然气被水饱和时，其温度也称为。17、管输自然气最主要的三项质量指标为： 、 、 和 。18、输气管设计标准规定：自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。管输自然气含水量不变，为确保到达上述要求，用气体露点沿管长变化曲线和气体温降曲线校核时，承受冬 季工况还是夏季工况？在冬季或夏季上打O即可假设输气管压降、温降曲线如图，起点露点为Td， 试画出露点沿管长的变化曲线。,TT dPL19、沿线地形剧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

5、水平线所围面积为正时， 其输量；面积为负时，输量。这是由于气体沿管长变化所致。20、输气管内能否形成水合物主要取决于：(1)；(2) 。密度 的自然气易形成水合物。21、输气管内产生水合物堵塞事故时，承受方法最简便，可快速使水合物分解，管路畅通。22、为离心压气机配管时，常有出、入口相连的回流管路，其目的是避开压气机产生 。23、自然气是易燃、易爆物质，在常压下空气中含有 体积浓度的自然气时，遇明火即可燃烧或爆炸。24、首站入口压力肯定的多压气站输气干线，假设某站停运，则停运站号愈 ，输量下降愈 。与正常运行相比，停运站上游各站压力均 ，停运站下游各站压力均 ，愈靠近停运站， 压力变化幅度 。

6、25、为防止未经深度加工自然气输送管道中消灭水化物，工业上常用 和 作为防冻剂。二、分析题 (P2 - P2 )D5 0.51、输气管流量根本公式为：Q = C QZ，分析管路的终点压力对流量的影响。l zDTL2、水合物的形成条件是什么？生产中如何防止水合物的形成？P2 - (P2 - P2 )xQQZL3、分析自然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？4、输气管压力分布方程为： P =x，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 四周变化的依据5、输气系统的组成及特点有哪些？6、输气管的流量根本公式为：(P2 - P2 )D5l ZDTLQZQ= C0分析管径、管长、温度对

7、输量的影响。三、计算题1、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。2、图示两组管系起、终点压力一样，管径、管长等参数一样，求下述不同连接方式的输量比Q /Q 。QaL/2baQbL/23.某输气管内P=44105Pa，T=278.15K，气体的容积组成为CH =97, C H =2,C H =0.5,42 63 8C4H10=0.5，计算该自然气的平均分子量、工程标准条件下自然气的密度和相对密度。输气管道设计与治理复习资料参考答案一.填空

8、题1. 气田气; 油田伴生气2. 矿场集气网、输气干线3. 容积组成;质量组成4. 增大;减小5. 露点温度;含水量6. 低温脱水 ;甘醇脱水7. 0 ;0.58. 提高管线输气量、增加防腐性能。9. 抱负气体10. 空气密度11. 最低环境温度; H S 含量212. 水露点;降压13. 提高起点压力;不大14. 环境温度15. 增大 ,减小16. 含水量;压力 ; 温度;露点17. 热值 、 含水量 、 H S和 CO 含量2218.19. 减小 ; 增大 ;密度20. 压力和温度；(2)足够的水分; 大21. 降压22. 喘振23. 5%15%24 小;上升 ;下降; 大25. 甲醇;

9、乙二醇二、分析题 (P2 - P2 )D5 0.51、输气管流量根本公式为：Q = C QZ，分析管路的终点压力对流量的影响。l zDTL答：依据流量计算公式，得 p2 - p 2 Q 2=l ZDTL = Q 2QZ C D5 C” 令 p= dp(d : 0 1), 代入上式中，ZQQ得： C” p0Q2+ d 2 = 1假设 pZ= 0 ， d = 0 ， Q Qmax，由上式得C” P= QmaxQ2Q故max + d 2= 1 ，将 Q与d 看作变量，上式为圆方程，如下图：Qmax由图可以看出：（1） 终点压力 p在高压范围内的变化对Q 影响很大。Z（2） 终点压力 p在低压范围内的

10、变化对Q 影响不大。Z1（3） p一般保持在Z2p左右，这样不但节约功率，降低输气本钱，还能降低能耗。Q2、水合物的形成条件是什么？生产中如何防止水合物的形成？ 答：形成水合物的条件有三：1自然气中含有足够的水分；2肯定的温度与压力；3气体处于脉动、紊流等剧烈扰动之中，并有结晶中心存在。这三个条件，前两者是内在的、主要的，后者是外部的、 次要的。防止生成水合物不外乎破坏水合物形成的温度、压力和水分条件，使水合物是去存在的可能，主要方法有：1加热2降压3添加抑制剂4枯燥脱水。3、分析自然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？答：1水积聚在管道低洼处，削减管道输气截面，增加输气阻力；（2） 水能在管

11、内壁上形成一层水膜，遇酸性气体H S,CO 等形成酸性水溶液，对管内壁腐蚀极22为严峻，是造成输气管道破坏的主要缘由之一。（3） 水在肯定温度和压力条件下还能和自然气中的某些组分生成冰雪状水合物如CHnH O 等，42造成管路冰堵。P2 - (P2 - P2 )xQQZL4、输气管压力分布方程为： P =x，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 四周变化的依据。答：1输气管停顿输气时，全线最终到达某一压力，即平均压力。依据管内平衡前后质量守恒可得平均压力：2 p3=Q- p3Z23= p+p2Z3 p2Q- p2ZQp+ pQZ2输气管道上压力为平均压力的点距起点的距离：

12、p2 - p2x=QpjL0p2Q- p2Z2当 p 0, pZpjp时，得：x =5/9L0.55L3Q0()()p2 - p29 p2 p+ p- 4 p2 + p2 + pp当 p p时，得： x= limQpjL = limQQ(Z) (QZ) QZLZQ0p2 - p2QZ9 p+ pQZ2 p2 - p2QZ依据求极限的洛必达法则，以 pZ 为变量求导，得：36 p3 - 72 p3x=QZL = 0.5L0- 72 p3Q故 p从 0 变化到 p, x从 0.55L 变化到 0.5L。ZQ05.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

13、管网和与这些管网相匹配的站、场装置组成。特点： 从生产到使用各环节严密相连。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。 气体可压缩性对输气和储气的影响。上下站输量不等时，压力变化较为平缓。输气管中体积流量沿着管长而转变，起始流量小，终点流量大。输气管末端储气。 可充分利用地层压力输气。6、输气管的流量根本公式为：(P2 - P2 )D5l ZDTLQZQ= C0分析管径、管长、温度对输量的影响。答：1管径。Q D831 = 1 QD22输气管的通过力量与管径的 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

14、好方法。（2） 管长。Q L 1 = 2QL210.5流量与长度的 0.5 次方成反比。长度越短，输气力量越大。长度减小1 半，流量增加 41.4%。（3） 温度。Q T0.51 = 2 QT21流量与输气温度的 0.5 次方成反比。输气温度越低，输气力量越大。三,计算题1、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 44.91105Pa，临界温度为 191.05K，求工程标准状态下输气管内气体的体积。cm解：(1)气体临界压力P= 44.91105Pacm临界温度T(2)比照压力Pr = 191.05K50= 1.11344.91比照

15、温度Tr =278.15191.05= 1.456(3)查图知：Z =0.881(4)求气体体积：1输气管体积V=D 2 L =43.144 0.92 100000 = 63585m3标准状态下气体体积V= VP ZT= 63585 44.91105 293.15= 491407m01式中，Z=110PZ T1 13101325 0.88 191.052、图示两组管系起、终点压力一样，管径、管长等参数一样，求下述不同连接方式的输量比Q /Q 。QaL/2baQbL/2解：由于两组管系起终点压力一样，管径管长等参数一样，故输气量之比就是流量系数之比,设 L 2 长度的单独管道流量系数为K。L(3

16、K )2 + (3K )2L 2L 21119K 2 29K 2 2+K=a= 3K9K 2L(2K )2 + (3K )2L 2L 21114K 2 29K 2 2+7213 K 2K=b= 2.3534Kb故 Q= Kb QKaa= 2.3534K3K= 0.78453、如图示，压气站方程：，管路方程：。式中单位：Q m3/s; P Pa; L m; D mL =260km， L =145km，D =1m，T293K，Z0.9，压气站入口压力保持不变，为5.2MPa。aba(1) 压气站仅向A 城供气，当管A 终点压力P 1.5MPa 时，求压气站出口压力和城市A 的供气量Qa。za(2)

17、 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 城的供气量削减为原流量的 98.2。a、求管路 A 终点压力P；b、假设管B 终点压力P=1MPa，求B 城供气量和管B的直径。zazb(3) 假设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。DPa1ADbB解：1仅向 A 城供气，联立压气站方程和管路方程，其中， p= p2Qp得到2.321- 3.48107 Q(a2 = p2Z+ 1000Qa2 L / D5.22.3 5.2 106- 3.48 107 450.922()2代入数据，

18、得： 2.3 5.2 106 )2- 3.48 107 Q 2a= (1.5 106 )2+ 1000Qa2 260 103 /1求得： Qa= 450.92m3 / s压气站出口压力 p2 = 7.424MPa（2） 压气站流量Q总= 1.2Qa= 541.104m3 / s现在A 城的供气量Q= 98.2%Q= 442.80m3 / sAa利用压气站方程压气站出口压力 p=2，求得：2.3 5.2 106- 3.48 107 541.1042()2= 7.211MPa利用管路方程管路 A 终点压力 p=Za，求得：(7.211106- 1000 442.802 260 103)2= 1.0

19、10MPaB 城供气量QB= Q- Q总A= 541.104 - 442.80 = 98.304m3 / s利用管路方程，代入数据，得：(7.211106 )2 -()106 2= 1000 98.3042 145 1000D5.2求得：D=0.5m.（3） P1max= 7.5MPaP2 min= 1MPa利用管路方程，求得：P2 max= 2.179MPaP1min= 2.397MPa求 Ppj max， Ppj min2 P2P= P+2 max = 5.327MPa3pj max1maxP1max+ P2 max同理，得 Ppj min= 1.794MPa1P- PTVs =D2pj max4P0pj min0 lTZz1 (5.327 - 1.794) 106293.15= 0.52 145 1000 = 1102458.4m34101325293.15 0.9Vs = 186.92 minQb