輸氣管道設(shè)計(jì)與管理

10《輸氣管道設(shè)計(jì)與治理》綜合復(fù)習(xí)資料一、填空題1、自然氣是一種混合氣體，混合氣體的物理性質(zhì)打算于自然氣組成和各組分氣體的性質(zhì)。自然氣的組成有三種表示方法：即容積組成、摩爾組成和質(zhì)量組成。

1max

2min

肯定時(shí)，輸氣管末段的最大長(zhǎng)度為：L

2P P2minP

，此時(shí)管末段的儲(chǔ)氣力量為0。儲(chǔ)氣力量最大的max

CQ2末段長(zhǎng)度為L(zhǎng)

max

的 0.5倍。8、對(duì)以下圖所示的兩條簡(jiǎn)潔管路，假設(shè)起點(diǎn)壓力一樣，在任一長(zhǎng)度x1〔小于〕21〔大于〕線路2的終點(diǎn)壓力。這主要是由于氣體的可壓縮性造成的。1起點(diǎn) 終點(diǎn)23、為離心壓氣機(jī)配管時(shí)，常有出、入口相連的回流管路，其目的是避開壓氣機(jī)產(chǎn)生湍振 。4距離輸氣管內(nèi)壁一般涂敷有機(jī)樹脂涂層的主要優(yōu)點(diǎn)有：提高管線輸氣量、增加防腐性能。5、工程上用壓縮因子來表示真實(shí)氣體與抱負(fù)氣體PVT1PVT6、自然氣的相對(duì)密度是指同一壓力和溫度下氣體密度與空氣密度之比，無量綱。7、單位體積干自然氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱含水量，它與自然氣的壓力 、溫度 有關(guān)。當(dāng)自然氣被水飽和時(shí)，其溫度也稱為露點(diǎn) 。8管輸自然氣最主要的三項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)為：熱值、含水量、HS 和 2 CO2含量 。9、沿線地形劇烈起伏對(duì)輸氣管輸量有影響，當(dāng)線路縱斷面圖與通過管路起點(diǎn)水平線所圍面積為正時(shí)，其輸量減?。幻娣e為負(fù)時(shí)，輸量增大。10、輸氣管內(nèi)能否形成水合物主要取決于：壓力和溫度 ；足夠的水分 。密度大的自然氣易形成水合物。11、輸氣管內(nèi)產(chǎn)生水合物堵塞事故時(shí)，承受 降壓 方法最簡(jiǎn)便，可快速使水合物分解，管路暢通。12、首站入口壓力肯定的多壓氣站輸氣干線，假設(shè)某站停運(yùn)，則停運(yùn)站號(hào)愈小輸量下降愈大與正常運(yùn)行相比停運(yùn)站上游各站壓力均上升，停運(yùn)站下游各站壓力均下降，愈靠近停運(yùn)站，壓力變化幅度大。13、為防止未經(jīng)深度加工自然氣輸送管道中消滅水化物，工業(yè)上常用 甲醇 和乙二醇 作為防凍劑。二、分析題

P2P2D50.51、輸氣管流量根本公式為：QC Q Z ，分析管路的終點(diǎn)壓zTL 力對(duì)流量的影響。p

2p2

Q 2

ZTLQ2 Q Z C D5

C”令p Z QQQC”pQ

2 21假設(shè)p 0，0，QQ

，由上式得CPQZ Q 2

maxQ

0 max故 Qmax

1，將 與看作變量，上式為圓方程，如下圖：Qmax由圖可以看出：終點(diǎn)壓力p 在高壓范圍內(nèi)的變化對(duì)Q影響很大。Z終點(diǎn)壓力p 在低壓范圍內(nèi)的變化對(duì)Q影響不大。ZpZ

一般保持在12

p 左右，這樣不但節(jié)約功率，降低輸氣本錢，還Q能降低能耗。P2P2P2P2xQ Q ZLx

0.5L1〕管內(nèi)平衡前后質(zhì)量守恒可得平均壓力：2 p 3p 3 2 p 2 = Q Z =p

Z 33p 23Q

p 2 QZ

p p Q Z〔2〕輸氣管道上壓力為平均壓力的點(diǎn)距起點(diǎn)的距離：p 2p 2x Q pj L0 p Q

p 2Z當(dāng)p 0,pZ

p 23 Q2

=5/9L≈0.55L0

p 2p 2

9p 2p p

4p

2p

2p p當(dāng)p p

lim Q pj Llim Q

Z

Q

Z Q Z LZ Q 0

p 2p 2Q Z

9p pQ

2p Q

p 2Z依據(jù)求極限的洛必達(dá)法則，以p 為變量求導(dǎo)，得：Z36p 372p 3x Q Z L0.5L0 72p 3Q故p 從0變化到p ,x從0.55L變化到0.5L。Z Q 0三、問答題1、 輸氣系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)有哪些？答：整個(gè)輸氣系統(tǒng)是由礦場(chǎng)集氣管網(wǎng)、干線輸氣管道〔網(wǎng)、城市配氣管網(wǎng)和與這些管網(wǎng)相匹配的站、場(chǎng)裝置組成。特點(diǎn)：1.從生產(chǎn)到使用各環(huán)節(jié)嚴(yán)密相連。主要有采氣、凈氣〔除塵、脫水、脫硫等、輸氣、儲(chǔ)氣、5氣體可壓縮性對(duì)輸氣和儲(chǔ)氣的影響。上下站輸量不等時(shí)，壓力變化較為平緩。終點(diǎn)流量大。輸氣管末端儲(chǔ)氣。可充分利用地層壓力輸氣。2、輸氣管的流量根本公式為：(P2(P2P2)D5QZ0分析管徑、管長(zhǎng)、溫度對(duì)輸量的影響〔10〕1〕管徑。Q D 8331 1Q D2 22.6716.4量的好方法。管長(zhǎng)。

Q L 1 Q L2

0.50.5141.4%?！?〕溫度。Q T

0.51 2Q T2 10.5四、計(jì)算題110044.91×105Pa，臨界溫度為191.05K，求工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下輸氣管內(nèi)氣體的體積。解：(1)氣體臨界壓力Pcm

44.91×105Pa臨界溫度Tcm

191.05K比照壓力Pr比照溫度Tr

501.11344.91278.151.456191.05

=0.881求氣體體積：π

3.14輸氣管體積V1

D2L4

0.9210000063585m34標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積PZT

6358544.91105293.15V V0 1

1 0PZT11

1013250.88191.05 491407m3式中，Z=12、圖示兩組管系起、終點(diǎn)壓力一樣，管徑、管長(zhǎng)等參數(shù)一樣，求下述不同連接方式的輸量比Q/Q。b aQaL/2

QbL/21119K22 91119K22 9K229K2LLL2L272137213K2

3KLLL2L21114K22 9K22b

2.3534KQ故 QQa

KKKa

3K3、如圖示，壓氣站方程：P22.3P23.48107Q2，管路方程：2 1P2P21000Q2L/D5.2。式中單位：Qm3/s;PPa;Lm;DmQ ZLLa b a5.2MPa。壓氣站僅向AA終點(diǎn)壓力P＝1.5MPaza壓力和城市AQa。BAB1.2A98.2％。a、求管路A力P；b、假設(shè)管BP=1MPa，求BBza zb7.5MPa，B1MPa，求不影響城市BDP a1 ADb B1〕僅向A城供氣，聯(lián)立壓氣站方程和管路方程，P22.3P23.48107Q22 1P2P21000Q2L/D5.2Q Z其中，p p2 Qp得到2.3p1

23.48107Qaa

2=pZ

21000Qa2a

2L/D5.2 22.3

5.2106

3.48107Q2a

1.5106

1000Qa

2260103/1Qa

p壓氣站出口壓力 p2

7.424MPa2.32.35.2106 3.48107450.9222總

a

541.104m3/s現(xiàn)在AQA

98.2%Qa

P22.3P23.48107Q2，求得：2.32.35.2106 3.48107541.10422p壓氣站出口壓力 p2

7.211MPaP2Q管路A

P21000Q2L/D5.2，求得：7.2117.21110621000442.802260103p 1.010MPaZa②BQB

Q Q總

/sP2Q

P21000Q2L/D5.2，代入數(shù)據(jù)，得：Z

100098.304214510007.21110621062

D5.2P1max

7.5MPa P2min

P2Q

P21000Q2L/D5.2，求得：ZP求P

2.179MPa P1min，P

2.397MPapjmax pjmin2 P 2 3P P 2max 5.327MPa3pjmax

1max

P1max

P 2max同理，得Ppjmin

1.794MPa1 P P TVs πD2 pjmax4 P0

0lTZ z1π (5.3271.794)106 293.15 0.52 14510001102458.4m34 101325 293.150.9Vs186.92minQb4、某輸氣管內(nèi)P=44105PaT=278.15K，氣體的容積組成為CH=97％,CH2％,CH=0.5％,CH