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天然气管道输送1 集输管道1．1天然气的预处理及气质要求从地层中开采出的天然气往往含有砂和混入的铁锈等固体杂质，以及水、硫化物和二氧化碳等有害物质。
固体杂质容易造成设备仪表损坏；水容易与硫化氢和二氧化碳形成酸性水溶液，腐蚀管道。
因此，天然气在进入干线之前，必须净化。
分离和除尘一般采用重力式和旋风式分离器；脱水方法有低温分离、干燥剂吸附和液体吸收三种；脱硫一般采用醇胺法和环丁砜法。
我国管输天然气的气质标准是：硫化氢含量不大于10mg/m3,气体的露点应比最低输气温度低5℃。
1．2天然气集输管道的功能和集输管网布局的原则气田内部集输系统是天然气集输配总系统的子系统，是整个系统的源头部分，它的主要功能是将各气井的天然气集输至集气站，然后在处理厂进行脱水、脱油、脱硫等预处理，最后计量调压后外输。
集输管网的布局主要是确定气田中各气井、处理厂和集气站等单元设施间的连接形式。
连接形式一般有三种：树枝状、放射状和环状。
管网布局是个复杂的系统工程，涉及很多因素：如气田地形地貌、地质构造、气体组成及特性和用户的不同需求等。
因此必须用系统工程的方法选择最优方案，首先确定最优网络布局，然后确定费用最小的管径组合。
2、干线管道2．1干线管道的系统构成和特点天然气长输管道系统是由输气站库、线路工程、通讯工程和监控系统等四个基本部分构成。
输气站库包括储气库、压气站、清管站、分输站、阴极保护站和调压计量站等。
压气站多采用以天然气为燃料的燃气轮机直接拖动压缩机为输送天然气增压；线路工程包括管道、防腐涂层、截断阀室、穿跨越工程和管道标志等；通讯工程包括通讯线路和站内交换系统，以传输调度指令和监控管道运行参数，保证管道安全和正常运行；监控系统包括调度中心、远传通道和监控终端三大部分，实现对管道运行工况的监测、数据采集和过程控制，是保证管道安全、平稳和优化运行的重要手段。
2．2干线管道的水力、热力分布和输气管沿线的压力是按抛物线规律变化的，靠近起点的管短压力降落比较缓慢，距离起点越远，压力降落越快，在前3/4的管段上，压力损失约占一半，另一半消耗在后面的1/4管段上。
第一章测试1【单选题】(2分)通常我们将20℃、1atm的工况称为（）A.基准标况B.化学标况C.工程标况D.物理标况2【单选题】(2分)如果一直天然气的相对分子量为M，则可通过下列哪个式子计算天然气的密度值？A.M/22.4B.M/1.293C.M/28.963【单选题】(2分)在计算天然气相对密度时，空气密度是一个很重要的常数。
空气在0℃和20℃下的密度值分别为（）kg/m3和（）kg/m3A.1.293；1.293B.1.206；1.293C.1.293；1.206D.1.206；1.2064【单选题】(2分)在定压条件下，以下关于气体粘度性质的表述正确的是（）A.温度越高，粘度越大。
B.温度越高，粘度越小。
C.在低压范围内，温度越高粘度越小；高压范围内，温度越高粘度越大。
D.在低压范围内，温度越高粘度越大；高压范围内，温度越高粘度越小。
5【单选题】(2分)对于纯净物的饱和蒸汽压是（）的单值函数。
A.压力B.密度C.温度D.热值6【单选题】(2分)世界第一条大型跨海洲际输气管线是（）A.阿意输气管道B.乌连戈伊-中央输气管道C.阿拉斯加输气管道7【单选题】(2分)我国最大规模的气田是（）A.元坝气田B.普光气田C.苏里格气田8【单选题】(2分)我国已探明页岩气储量31.58万亿立方，居世界（）A.第三B.第二C.第一9【单选题】(2分)输气干线上每隔（）会设有截断阀。
A.5-8kmB.200-500kmC.100-200kmD.20-30km10【单选题】(2分)城镇居民用户所使用的天然气中会加入（）作为添味剂。
A.乙硫醇B.氨气C.硫化氢11【多选题】(4分)天然气当中杂质水的危害体现在以下哪些方面？A.水蒸气会降低天然气热值B.在一定压力、温度条件下，水还能和天然气中的轻组分生成固体冰雪状水合物，堵塞管道C.会减少输气截面，增加输气阻力D.酸性气体（H2S,CO2）形成酸性水溶液，对管内壁产生腐蚀12【多选题】(4分)天然气比较公认的定义是（）的气体。
第四章输气管道的热力计算第一节输气管道的温度变化规律1 温降基本公式由能量方程推导温降公式。
稳定流动的能量方程：忽略高差和速度变化的影响，则：另外由热力学知识可知：因此：dxdQg dx dv v dx dPP h dx dTT h T P −=++⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂+⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂θsin dxdQdx dP P h dx dTT h T P −=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂+⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂hP T P T T h P h ⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂dxdQdx dP P T T h dx dTT h h P P −=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂−⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂1 温降基本公式由于：则：dQ 表示单位质量气体在单位管长上的热量损失，由传热学关系可知：因此：令则：非齐次线性微分方程，其通解为：ihP P D P T C T h =⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂dQdP D C dT C i P P −=−dxM T T D K dQ )(0−=πdTC dPD C dx M T T D K P i P −=−)(0πP MC D K a π=dxdPD T T a dx T T d i =−+−)()(00∫−−+=−dxe dx dP D e Ce T T axi ax ax 0，所以：(4-10)效应时下降得快。
所谓节流效应，就是气体在不与外界进行热交换的情况下，其本身的冷却现象。
输气管道沿线压力逐渐降低，气体不断膨胀，气体由于x=0时，T=T Q ，所以：(4-10)公式分析：（1）公式中最后一项是考虑焦耳—汤姆逊效应的影响，焦耳—汤姆逊效应也叫节流效应，这一项是小于零的，说明考虑节流效应后温度比不考虑节流效应时下降得快。
所谓节流效应，就是气体在不与外界进行热交换的情况下，其本身的冷却现象。
输气管道沿线压力逐渐降低，气体不断膨胀，气体分子间的距离增大，从而必须消耗能量来克服分子间的引力，在外界不补充能量的情况下，这个能量就由气体本身供给，从而使气体本身冷却。
第五章输气管道水力计算输气管道是将天然气从生产地运输到用户的重要通道，而输气管道水力计算是为了保证管道的安全运行和正常供气提供依据。
本章主要介绍输气管道水力计算的基本原理、方法和步骤。
一、输气管道水力计算的基本原理输气管道水力计算是根据沿程压力损失的原理，通过确定气体流量、管道尺寸和气体特性等参数，计算管道内气体的流量、速度、压力和泄漏等水力特性，以便确定管道的设计参数。
1.流量计算原理天然气输送的基本单位是标准立方米（Sm3），常用单位是立方米每小时（m3/h）。
流量计算的原理是根据其中一段管道中气体的压力、温度和流量，使用状态方程和流量公式计算出标准流量。
2.流速计算原理天然气在管道内的流速主要由管道尺寸和气体特性决定。
流速计算的原理是根据流量和管道截面积计算出流速，从而判断管道内气体的流动状态。
3.压力计算原理压力损失是指气体在输送过程中由于摩擦、弯头、阀门等引起的压力降低。
压力计算的原理是根据管道段内的阻力系数、流速和管道长度计算出压力损失，并根据起始压力和压力损失计算出终点压力。
4.泄漏计算原理泄漏是指管道系统中气体的无控制泄漏现象，会引起压力降低和能量损失。
泄漏计算的原理是根据管道的压力和泄漏速度计算泄漏量，并通过合理的泄漏措施来保证安全。
二、输气管道水力计算的方法和步骤输气管道水力计算通常包括以下几个步骤：1.确定设计参数根据天然气供应需求和管道的使用要求，确定气体流量、压力、温度和管道材质等设计参数，作为计算的基础。
2.确定管道特性确定管道截面形状、尺寸和摩阻系数等特性参数，以便计算流量、流速、压力和压力损失等水力特性。
3.流量计算使用状态方程和流量公式计算管道中的标准流量，以便确定管道内气体的流动状态。
4.流速计算根据管道截面积和流量计算出流速，并根据流速范围判断管道的液态或气态流动状态。
5.压力计算根据管道段的阻力系数、流速和长度等参数计算压力损失，并根据起始压力和压力损失计算出终点压力。
