輸氣管道設計與管理

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

1max

2min

肯定時，輸氣管末段的最大長度為：L

2P P2minP

，此時管末段的儲氣力量為0。儲氣力量最大的max

CQ2末段長度為L

max

的 0.5倍。8、對以下圖所示的兩條簡潔管路，假設起點壓力一樣，在任一長度x1〔小于〕21〔大于〕線路2的終點壓力。這主要是由于氣體的可壓縮性造成的。1起點 終點23、為離心壓氣機配管時，常有出、入口相連的回流管路，其目的是避開壓氣機產生湍振 。4距離輸氣管內壁一般涂敷有機樹脂涂層的主要優(yōu)點有：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氣體與抱負氣體PVT1PVT6、自然氣的相對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量稱含水量，它與自然氣的壓力 、溫度 有關。當自然氣被水飽和時，其溫度也稱為露點 。8管輸自然氣最主要的三項質量指標為：熱值、含水量、HS 和 2 CO2含量 。9、沿線地形劇烈起伏對輸氣管輸量有影響，當線路縱斷面圖與通過管路起點水平線所圍面積為正時，其輸量減小；面積為負時，輸量增大。10、輸氣管內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、輸氣管內產生水合物堵塞事故時，承受 降壓 方法最簡便，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，假設某站停運，則停運站號愈小輸量下降愈大與正常運行相比停運站上游各站壓力均上升，停運站下游各站壓力均下降，愈靠近停運站，壓力變化幅度大。13、為防止未經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 ，分析管路的終點壓zTL 力對流量的影響。p

2p2

Q 2

ZTLQ2 Q Z C D5

C”令p Z QQQC”pQ

2 21假設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：終點壓力p 在高壓范圍內的變化對Q影響很大。Z終點壓力p 在低壓范圍內的變化對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〕管內平衡前后質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距起點的距離：p 2p 2x Q pj L0 p Q

p 2Z當p 0,pZ

p 23 Q2

=5/9L≈0.55L0

p 2p 2

9p 2p p

4p

2p

2p p當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依據求極限的洛必達法則，以p 為變量求導，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)的組成及特點有哪些？答：整個輸氣系統(tǒng)是由礦場集氣管網、干線輸氣管道〔網、城市配氣管網和與這些管網相匹配的站、場裝置組成。特點：1.從生產到使用各環(huán)節(jié)嚴密相連。主要有采氣、凈氣〔除塵、脫水、脫硫等、輸氣、儲氣、5氣體可壓縮性對輸氣和儲氣的影響。上下站輸量不等時，壓力變化較為平緩。終點流量大。輸氣管末端儲氣?？沙浞掷玫貙訅毫敋?。2、輸氣管的流量根本公式為：(P2(P2P2)D5QZ0分析管徑、管長、溫度對輸量的影響〔10〕1〕管徑。Q D 8331 1Q D2 22.6716.4量的好方法。管長。

Q L 1 Q L2

0.50.5141.4%。〔3〕溫度。Q T

0.51 2Q T2 10.5四、計算題110044.91×105Pa，臨界溫度為191.05K，求工程標準狀態(tài)下輸氣管內氣體的體積。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標準狀態(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、終點壓力一樣，管徑、管長等參數一樣，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終點壓力P＝1.5MPaza壓力和城市AQa。BAB1.2A98.2％。a、求管路A力P；b、假設管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，代入數據，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P=44105PaT=278.15K，氣體的容積組成為CH=97％,CH2％,CH=0.5％,CH