天然气及所用阀门知识 Prepared on 24 November 2020输气工艺题库1. 天然气──从自然界中开采出来的、以碳氢化合物为主的可燃气体叫天然气。
2. 天然气的组成──以甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷为微量的重碳氢化合物和少量的其他气体如氮气、氦气、一氧化碳、二氧化碳、水汽、有机硫等组成。
3. 天然气的分类──（一）按天然气的来源分类：（1.）油田伴生气（2.）气井气（3.）凝析气井气（二）按凝析油含量分类（1）干气：甲烷含量占90%以上。
（2）湿气：甲烷含量低于90%，而甲、乙、丙、丁、戊烷含量占10%以上。
（三）按含硫量分类：（1）无硫和微硫（2）低含硫（3）中含硫（4）高含硫。
4. 天然气的含水量：研究含水量的意义──（1）对金属产生腐蚀（2）形成水化物堵塞管道、阀门、仪表（3）增大输气阻力（4）降低天然气的燃烧值。
（5）增加管理费用。
5. 相对湿度──单位体积天然气含水量与相同条件下（温度、压力）饱合状态空气含水量的比值。
6. 露点──在压力一定时，天然气中水蒸气达到饱和时的温度。
7. 天然气的燃烧值──单位体积、天然气燃烧时所产生的热值。
8. 影响天然气爆炸范围的因素：（1）温度的影响：温度越高爆炸范围越大。
（2）压力的影响：压力增大、低线变化不大，而高线明显增加。
（3）含惰性气体多少的影响：含惰性气体越多、爆炸范围越小。
9. 临界压力──在临界温度下、由气体变成液体的最小压力。
10. 临界温度──使气体变成液体的最高温度，当高于临界温度时、无论用多大的压力也不能把气体变成液体。
11. 节流效应──气体遇到压力突变时（例节气阀）引起温度极剧降低、甚至结冰，这种现象叫节流效应。
12. 节流效应的用途及危害：（1）危害：产生水合物堵塞管道、仪表和设备。
（2）用途：用节流降温可以除去天然气中的水和凝析油。
13. 形成水合物的条件：（1）气体处于水气过饱和状态或有液态水存在。
（2）有足够的压力或足够的温度。
（3）甚至还要有辅助条件{1}压力被动{2}流向突变产生搅动{3}晶体存在。
14. 防止水合物形成的方法：（1）长输管线上安装分水器，排出冷凝水。
（2）在矿物集气管上用加热管的方法预防水合物的形成（3）在无其他条件时遇到形成水合物时，可以暂时将气放空，降低输气压力或降低下游压力，让已形成的水合物分解。
（4）往输气管中喷注化学反应剂吸收气体中的水份，降低天然气露点，防止水合物形成，或使水合物分解。
（5）气体进入输气干线之前进行脱水。
15. 天然气的脱水方法：（1）冷冻法：[1]氨制冷，[2]节流膨胀，[3]加压后冷却。
（2）液体吸收法。
（3）固体吸附法。
16. 天然气净化的目的：天然气从地层中开采出来，含有大量的沙粒、岩屑、铁屑等固体物质，含有凝析油等液体杂质，还有水汽、硫化氢、二氧化碳等气体杂质，对管线、设备、仪表产生很大的危害。
17. 绝对温度：单位体积或单位重量天然气中所含水蒸气的量g/m3,g/kg.18. 天然气的爆炸范围：一般情况天然气占空气的5%--15%（体积比）。
（1）爆炸低限：当空气中含有天然气时，其含量一直减少到不能形成爆炸混合物的那个量，一般在5%；（2）爆炸高限：当空气中含有天然气时，其含量一直增加到不能形成爆炸混合物时的那个值，一般在15%；（3）天然气与空气形成混合物，即使达到爆炸的极限，但达不到爆炸温度也不能爆炸。
19. 爆炸：物质在极短的时间内激烈氧化，瞬间向外传播产生冲击波，也要发光、发热，这个过程叫爆炸。
20. 水化物的特点：（1）水合物是一种白色结晶物质，类似冰和微密的雪。
（2）水合物是由碳氢化合物和几分子水组成。
（3）水合物是一种不稳定的化合物，当其所处的温度升高或压力降低至适当值时，他会分解为碳氢化合物和水。
21. 形成水合物临界温度：天然气温度升高到一定值，无论压力多大，也不能形成水合物。
22. 水合物的形成与压力温度的关系：（1）压力一定时，温度越高，越不容易形成水合物。
（2）温度一定时，压力越低，越不容易形成水合物。
（3）只有压力、温度都达到一定值时，才可能形成水合物。
23. 天然气的气质要求：（1）减少环境污染，符合卫生要求。
（2）对管线、设备、仪表腐蚀性小。
（3）天然气露点在最大输送压力下，低于管线周围介质最低温度5℃，以保证管线不产生凝析水。
（4）尽量满足用户要求。
24. 闸阀的结构和工作原理：（1）结构：由阀杆、闸板、阀体、阀盖、密封圈、传动装置等部件组成。
（2）工作原理：反时针方向转动手轮时，闸板上升，阀体通道被打开，气体通过阀体。
由一端流向另一端。
相反，顺时针方向转动手轮，阀杆和闸板下降，阀关闭。
即：“顺开”“逆关”。
25. 闸板阀的操作注意事项：（1）带手轮或手柄开关的阀门，顺时针转动为“开”，逆时针转动为“关”，其他看说明书。
（2）开关要稳，用力均匀，不能采用冲击方式开关阀门。
（3）闸阀不能做节流用，必须处于全开式、或全关状态。
不允许半开、半关，开完后将手轮回转1-2圈。
（4）开关阀门时，人不能正对阀门手轮和手柄。
26. 球阀的结构：主要由球体、密封结构、执行机构等几大件组成。
27. 球阀的操作注意事项：（1）球阀只能全开、全关、不能做节流用。
（2）操作前应检查球阀的开关位置，执行机构各部位是否完好灵敏。
（3）开关操作前一定要平衡两端压力和泄去密封圈压力后才能进行，开关后应及时向密封圈充压，严禁阀前后存在压差下强行操作。
（4）当球阀需要紧急关闭时，动作应尽快完成，以免球阀前后形成较大压差后，还未关闭完全。
28. 球阀密封结构的几种形式：（1）一侧密封。
（2）两侧密封。
（3）外加压力的密封机构。
（4）向阀座注入密封脂。
（5）球阀阀座防火措施（金属与金属密封）。
29. 截止阀的结构：由阀体、阀瓣、阀盖密封圈、传动结构等组成。
30. 截止阀的密封原理：截止阀的密封是通过密封圈与阀杆上阀瓣以锥面或平面紧压来实现的。
锥面密封多用于小口径阀，平面密封多用于大口径的阀。
31. 截止阀的传动形式：有手轮、齿轮、电动、气动等形式。
32. 截止阀的安装注意事项：（1）手轮和传动机构在搬运、安装中不能做吊点。
（2）安装时一定要使阀体方向符合流动方向，即：低进、高出。
（3）用手轮手柄传动者，为顺关逆开，其余机构见说明书。
（4）本类阀只用全开全关，一般不允许节流用。
33. 止回阀的概念及分类：概念：用于限制气流单方向流动，防止倒流。
分类：（1）升降式；（2）旋启式34. 止回阀的结构：（1）升降式：由阀体、阀盖、阀瓣、密封圈等组成。
（2）旋启式：由阀体、阀盖、阀瓣、密封圈、摇杆等组成。
35. 止回阀的工作原理：流体由低端进入，由于阀前后流体压差所产生推力，大于阀瓣重力，将阀瓣顶开，流体由阀瓣与密封圈环缝通过，高端流出。
当流体发生倒流时，出口端压力大于进口端压力，阀瓣在重力和压差的作用下下降，座于密封圈上，阻止流体反向流动。
36. 安全阀：超过压力给定值自动放空泄压，报警。
37. 安全阀的分类：（1）爆破式（2）杠杆式（3）弹簧式38. 弹簧式安全阀的工作原理：利用弹簧的预紧力平衡管内流体对阀瓣的上顶力，当管内压力升高到对阀瓣上顶力超过调定的弹簧压力值时，顶开阀瓣泻压，管内压力下降到给定压力以后停止泻压，调节弹簧的松紧程度可以获得不同的压力给定值。
39. 安全阀的结构：（1）保护罩、调节螺丝、弹簧、阀瓣、阀体、密封圈、阀座、板手、锁紧螺母。
（2）结构形式：{1}封闭式 {2}不封闭式40. 自力式压力调节器的结构：由指挥器、调节阀、节流阀、导压管、四部分组成。
41. 自力式调压阀的结构：由上膜盖、下膜盖、膜盘、阀体、阀芯、上下阀盖、弹簧等组成。
42. 自力式压力调节器的工作原理：拧动指挥器手轮，给定阀后压力P2为一定值，此时，喷嘴与挡板位置处于平衡，输出压力一定，调节阀膜头压差衡定，阀开度不变，则阀后压力为P2。
若P2增大，指挥器底部气室压力升高，使下膜片的作用力大于弹簧压力，挡板喷嘴原位置被破坏上移，靠近喷嘴，喷嘴喷出气量减少，使调节器上膜腔压力下降，膜头内膜片上下压差降低，调节阀关小，这样阀后输出压力逐步下降到原定值。
反之，阀后输出压力P2下降，挡板远离喷嘴，使喷嘴输出压力增大，从而使阀开大到阀后输出压力上升到原定值。
43. 自力式压力调节器的安装事项：（1）安装前应仔细检查阀的规格型号，是否与要求相符，指挥器、调节阀或针阀、导压管应畅通、密封完好、动作灵敏。
（2）被调流体应干净，无杂质，否则应在阀前加过滤器。
（3）调节阀上下流应安装闸阀，中间应设放空点。
（4）调节阀上下流取样应在直管段上，与调节阀法兰距离不小于0.5米。
（5）调节阀出口方向要符合管道天然气流向。
44. 自力式压力调节器的操作注意事项：（1）启动时：（当用旁通阀时）{1}全开节流阀。
{2}用旁通供气，并使供气压力稍低于要求压力值。
{3}待压力基本稳定后稍微打开一点指挥器，使弹簧初步压紧，然后，缓开调节阀下流阀门。
{4}缓开调节阀上流阀门并关闭旁通阀，同时关小针阀，调节指挥器手轮，使压力达到要求值。
{5}调节指挥器手轮时，调节器动作迟钝，可关小针阀，过于灵敏开大针阀。
{6}升压时，指挥器操作应缓慢，并注意不要超过仪表计量范围。
（2）关闭时：{1}稍开旁通（当用户不停产时）{2}关指挥器。
{3}调整旁通阀开度，达到输气要求压力。
{4}关调节阀上下流阀。
45. 分离器的分类：（1）重力式分离器：立式重力式分离器和卧式重力式分离器。
（2）离心式分离器（旋风式分离器）。
46. 立式重力分离器的工作原理：第一步分离：含有液滴和固体杂质的天然气，进入分离器，在离心力或惯性力的作用下，大量液滴和固体粒子，从天然气中初步分离。
第二步沉降：仍然悬浮在气体中的较小液滴或固体粒子，在此阶段依靠气体流速减小后，在其自身的重力作用下，从气体中沉降分离。
第三步除雾：天然气中尚未除去的液物或固体粒子，通过此段进一步除去，天然气从出气管排出。
第四步储液：前三部分分离出来的液体通过不同渠道进入储液段。
47. 立式分离器的结构：进口管、出口管、捕雾器、挡板、筒体。
48. 离心式分离器的结构：由筒体、锥型管、螺旋叶片、积液包、进、出口管和排液管组成。
49. 离心式分离器工作原理：天然气由切线方向从进口管进入，在螺旋叶片作用下，作回旋运动，由于气体和液体、固体质量不同，而产生不同的离心力，质量大的液体固体颗粒，离心力大，被丢向外圈，质量小的气体所受离心力小、处于内圈，从而使二者分开，液固体颗粒在重力作用下，沿锥型管下降到积液包或排污管排出，天然气经中间出口排出。
50. 分离器的操作要点：（1）分离器的工作条件要尽量符合原设计气量和压力，以保证分离效果。
