输气管道设计与管理课后习题

1、输气管道设计与管理习题一、根据下列气体组分，分别使用实际气体状态方程（BWRS）上机和通用压缩因子图两种方法计算天然气密度组分CH4C2H6C3H8C4%9N2(%)9410.50.531(1)P=101325Pa，t=O°C,t=20°C2)P=20MPa,t=0C,t=20C、根据第一题中的气体组分，计算天然气相对密度（1）P=101325Pa,t=0C,t=20C申P0PP一申Pg,0（2）P=20MPa,t=0C,t=20C三、天然气中，单位体积干空气所分摊的含水蒸汽质量称含水量，证明符号意义见教材。四、某输气管线，管长L=55km，起点压力P=20X105Pa,终

2、点压力P2=7X105Pa,用426X7mm螺旋焊接管，输气温度T=288K，天然气相对密度=0.56，水力摩阻系数入=1.059X10-2，压缩系数Z=0.99,求：（1）平均压力P;cp（2）输气量。五、一条管内径为300mm、长130km的水平输气管，起点压力PQ=58X105Pa，终点压力PZ=40X105Pa。平均温度TCP=293K,压缩系数Z=0.85，相对密度=0.6,试用威莫斯公式、潘汉得尔B式（取E=0.9）。苏联近期公式（a=1、0=1、E=1）分别计算该管线输量。并以潘汉得尔B式的输量为准，与其它公式的计算结果进行比较。六、有一条输气管线，管长L=114.5km,010

3、20X16mm,PQ=69kgf/cm2,PZ=39kgf/cm2，平均地温QZT=300K,=0.6,入=0.01，空气常数RB=287.1,Z=0.95，根据以下几种地形条件分别求出输气管B输量：】、SQ=SZ；2、SQ=0,SZ=-800m；3、SQ=0,SZ=800m；QZ4、SQ=0,S=200m,S2=-400m,S3=-200m,S4=-500m,S5=-300m,SZ=-800m,L_=20km,VQ12345Z1L2=30km,L3=20km,L4=20km,L5=10km,LZ=14.5km。235Zi七、有一条输气管线，管长L=180km，管径为0426X7mm，起点压力

4、P1=15X105Pa，终点压力P2=2X105Pa1、欲使管道输量增大10%，终点压力升至3.5X105Pa,将管道后半部的管径改建为0529X9mm的管道，求改建长度；2、欲使管道输量增大10%，终点压力保持不变，将管道后半部的管径改建为0529X9mm的管道，求改建长度；3、欲使管道输量增大15%，终点压力升至3.5X105Pa,采用增设副管的方法，副管采用529X9mm的管道，求副管长度；4、欲使管道输量增大15%，终点压力保持不变，采用增设副管的方法，副管与主管管径相同,求副管长度；八、简述天然气水合物的形成条件，并判断下列条件下能否形成水合物1、=0.6的水蒸气饱和天然气，压力P=

5、1MPa,温度t=8°C；2、=0.7的水蒸气饱和天然气，压力P=10MPa,温度t=15C；九、什么情况下采用多台压缩机并联？根据压缩机并联原则，推导出两台相同离心压缩机恒转速下并联后的特性方程。十、推导相似工况点下，离心压缩机功率的换算公式:p(n)3fpVn丿1、推导相似工况点下，离心压缩机压比的换算公式:mm1十二、已知某天然气管道中的压缩机在额定转速n=8700r/min下的特性如下：，入口温度T1=288K,气体压缩因子Z=0.9，用最小二乘法回归压缩机的特性方程（采用公式7-17的形式）测点1234流量(m3/d)322000305000278000246000压力比&

6、#163;6.789.9912.3416.90十三、如图所示压缩机站与管道联合工作，管长300km，管径0529X9mm，压缩机特性方程巴=594p24.3056x10-9Q2，压缩机入口压力P1=2.5X105Pa，温度T=288K，管路终点压力Pz=5X105Pa，平均输气温度T=313K，天然气相对密度=0.7，压缩系数Z=0.9，管路摩阻系数入=0.015，求：1）只开动一台压缩机时的工作点参数。2）两台压缩机并联与管路联合工作时的工作点参数。Pi压气PQ站十四、某天然气管道输量为Q=6.2X105m3/d，输气温度T=283K,天然气相对密度厶=0.6,水力摩阻系数入=0.013,压

7、缩系数Z=0.93，最后一个压气站出口最高压力不能超过5MPa，城市配气站进站压力不能低于1.2MPa，要求末段最大储气量为日输量的30%，求满足储气要求的最优管径和最优长度。十五、某输气管道有3个压气站，已知第1站有2台离心压缩机并联，其余2个站为1台压缩机,已知每台压缩机特性方程P2二548P2-4.322x10-9Q2(QNm3/d，P105Pa)，21管路特性：P2=P2+1.57x10-10Q2，PZ1=Ebar，PZ4=7.84呢厂，QZJ压气站1PqipP压气站2亠2PP压气站373pZ4-末站假设M=1，求：(1) Q及PQi，PZi(i=13)。(2) 令P1=3bar，重新

8、计算。(3) 令Pz4=25bar，重新计算。(4) 第2站停运，重新计算Q及各站Pd和PZ十六、某干线输气管道有多个压气站，每个压气站都采用相同型号的离心压缩机并联，其中一个中间压气站可以选择开3台或2台压缩机的运行方案。假设这些压缩机转速为定值，试用逻辑分析法定性分析在这两种运行方案分别对应的稳态工况下，管道流量及各压气站进/出站压力的变化趋势。十七、我国的西气东输管道全长3900Km，设计输气能力为120X108Nm3/a,全线选用外径为1016mm的内涂层钢管(按照APISPEC5L规范，对应于该管径的管壁厚度系列为7.9、8.7、9.5、10.3、11.1、11.9、12.7、14.3、15.9、17.5、19.1、20.6mm)，管材等级为X70(os=483MPa)，管内壁当量粗糙度为0.01mm。假设管道全线均为一级地区，平均输气温度为20°C，管段输气效率为0.95，所输天然气的相对密度为0.6,平均压缩因子为0.96，管道设计压力为10MPa,终点的允许最低压力为4.5MPa，压气站(不包括设在管道起点的第一个压气站)的站压比为1.45。(1) 根据输气管段的强度要求确定其管壁厚度。(2) 根据Cole-Brook公式及管段输气效率计算管段的摩阻系数。(3) 计算最优末段长度及