石油北京输气管道设计与管理在线考试（主观题）错误答案解析 ...

中国石油大学（北京）远程教育学院

《 输气管道设计与管理 》

石油北京的在线作业和在线考试快要截止了，其中部分在线考试较难，下面是以某位同学提交的输气管道设计管理答案为例，谈谈评判情况

教师批注：1、简答题：仅第1、4题答案勉强正确，第2、3、5、7、8、10题答案错误。 2、论述题：第1、3题答案均文不对题。

一、题型

简答题：10题，每题6分，共60分

案例分析题：4题，每题20分，根据学号与题号的奇偶对应关系选作2题。

二、题目

简答题:

1、什么叫天然气的相对密度？它与天然气组成有何关系？

答： 天然气相对密度是在相同压力和温度下天然气的密度与空气密度之比。天然气的相对密度一般在0.58～0.62之间，石油伴生产的相对密度在0.7～0.85之间，个别含重烃多的油田气也有大于1的。

2、如何将表示天然气组成的摩尔分数换算成质量分数？给出具体的换算公式。

答：bB=1000*ω/M

3、我国某LNG接收站进口一批LNG的价格为6美元/MMbtu，设这批LNG气化后的天然气低热值为34MJ/m³，美元对人民币的汇率为1美元兑换6.5元人民币，则这批LNG的进货价格相当于每标准立方米多少人民币？

答：72元。

4、按GB50251的规定，对进入输气管道的天然气的水露点和烃露点各有什么具体要求？

答：输气管道工程设计规范(GB50251-2003)中规定：进入输气管道的气体必须清除机械杂质，水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃；烃露点应低于 最低环境温度，气体中的硫化氢含量不应对于20mg/m3。

5、在输气管道运行的温度压力范围内，天然气的压缩因子通常明显小于1，这种情况对输气管段的摩阻压降有何影响？

答：增加输气管段的摩阻压降。

6、为什么水平输气管段可以允许不超过200米的高差？水平输气管段的定义是否适用于任何长度的管段？

答：当输气管道沿线地形平坦，任意二点的相对高差小于200m 输气压力不高时，按水平管公式计算误差很小可忽略不计，此时可采用水平管基本公式（l）计算。但是在输气压力 较高时，即使相对高程小于20Om ，气柱造成的压力也较大，如在6 4MPa压力下，相对 密度0 的天然气200m气柱造成的压力达0 MPa左右．为了说明公式（l）的使用 条件，条文中增加了“不考虑高差影响时”的限制条件。 当输气管道沿线地形起伏，任意二点的相对高差大于200m 时对输量有影响，在天然气在标准状态下，假设ρ m3,100m 气柱相当压力为700Pa ，可以忽略不计。但在地形起伏、高差大于20Om 的情况下，所造成输气量误差较大，则不能忽略。 例如压力7 5MPa、压缩因子为0. 87 m3，高差为1000m 603MPa的压力，这样的压力就不能忽略。因此，凡是在输气管线上出现有比管线 起点高或低200m 的点，就必须在输气管水力计算中考虑高差对地形的影响。

7、为什么高压输气是当今输气管道技术的发展趋势？

答：高压气管道是指运行压力在10～15 MPa 之间的陆上天然气管道。根据专家研究成果，年输量在10亿立方米以上时，采用高压输气可节省运输成本。当运输距离为5 000 km、年输量在15～30亿立方米之间时，采用高压输气比传统运输方式可节约运输成本20%～35%。采用高压输气可减小管径，通过高钢级管材的开发和应用可减小钢管壁厚，进而减轻钢管的重量，并减少焊接时间，从而降低建设成本。例如采用管材X100 比采用X65 和X70 节约费用约30%，节约管道建设成本10%～12%。目前X100 管道钢管已由日本NKK、新日铁、住友金属、欧洲钢管等公司开发出来。另外，复合材料增强管道钢管正在开发，即在高钢级管材外部包敷一层玻璃钢和合成树脂。采用这种管材，可进一步提高输送压力，降低建设成本，同时可增加管输量，增加管道抵抗各种破坏的能力和安全性。当管材钢级超过X120 及X125 时，单纯依靠提高钢级来减少成本已十分困难，必须采用复合材料增强管道钢管。X100 及以上管道钢管目前还未得到商业应用的主要原因是对材料性能、安装技术和现场试验还需进一步验证和更好的了解。。

8、从水合物形成温度的概念出发，分析天然气水合物形成与天然气温度和压力的关系。

答：天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%，燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。

天然气水合物赋存于水深大于100-250米（两极地区）和大于400-650米（赤道地区）的深海海底以下数百米至1000多米的沉积层内，这里的压力和温度条件能使天然气水合物处于稳定的固态。

目前，30多个国家和地区已经进行“可燃冰”的研究与调查勘探，最近两年开采试验取得较大进展。我国计划于2015年在中国海域实施天然气水合物的钻探工程，将有力推动中国“可燃冰”勘探与开发的进程。

9、什么叫输气管道末段的储气能力？它是否随末段长度单调增加？

答：管道的末端储气能力等于管道储气量的最大值减去管道储气量的最小值。它随着末端长度单调减少，有两种分析方法，一种是静态近似法，一种瞬态分析法。  

10、在进行输气管道总体工艺方案设计时，若已知管道的设计输量、设计压力、管外径和管壁厚度，则中间压气站压比对全线需设置的压气站数目有何影响？

答：中间压气站压比随着全线需设置的压气站数目增加而增加。

论述题：（学号奇数者选序号1、3题，学号偶数者选2、4题）

1、当前国内外输气管道建设呈现长运距、大输量、大口径、高压力的发展趋势，试从技术和经济角度论述这些发展趋势之间的关系。

答：高压富气输送是指在输送过程中采用高压使输送气体始终保持在临界点上，保证重组分不呈液态析出。采用高压富气输送能取得很大的经济效益，但富气输送时天然气的热值较高，要求管材不但能防止裂纹的启裂，而且还要具有更高的防止延性裂纹扩展的止裂韧性。以Alliance 管道为代表的高压富气输送是天然气输送技术的重大创新，其断裂控制是该管道的关键技术之一。

　　深入了解高钢级管道钢管的断裂控制是未来以低成本建设管道的前提。由ECSC、CSM、SNAM 和European 联合进行的项目，就是研究大口径X100管道在15 MPa 的高压下的断裂行为。

20 世纪70 年代，各发达国家相继投入了大量资金和人力，进行多相流领域的应用基础与应用技术研究，取得了不少成果。目前，这些成果已在上百条长距离混输管道上得到了应用。

　　近年来，英国、美国、法国及挪威等国相继建成了不同规模的试验环道，采用多种先进测量仪表和计算机数据采集系统，在大量高质量的试验数据基础上进行多相流研究。已有的多相流商业软件中，著名的OLGA 软件可以进行多相流稳态和瞬态流动模拟。

2、含水量、绝对湿度、相对湿度和水露点都是表征天然气含水状况的数量指标，试从其各自的定义出发分析这些指标的相互关系。

3、某条正在运行的输气管道需要进行增输改造，试从输气工艺角度分析可以采取哪些措施。

答：（1）采用的设计和建设标准与国际接轨。

　　（2）采用卫星遥感技术、GPS 系统，优化管道线路走向。

　　（3）采用国际上通用的TGNET、SPS、AutoCAD等软件，进行工艺计算、特殊工况模拟分析和设计出图。

　　（4）管材采用高强度、高韧性管道钢，主要有X52、X60、X65 和X70，国内有生产大口径螺旋缝埋弧焊钢管和直缝钢管的能力。

　　（5）管理自动化、通信多种方式并用。运营管理采用SCADA 系统进行数据采集、在线检测、监控，进行生产管理和电子商务贸易；通信采用微波、卫星和租用地方邮网方式，新建管道将与国际接轨，向光缆通信发展。

　　（6）管道防腐。管道外防腐层主要采用煤焦油瓷漆、单层环氧粉末、双层环氧粉末、聚乙烯防腐层（二层PE）和环氧粉末聚乙烯复合结构（三层PE）。管道内涂层主要采用液体环氧涂料。

　　（7）天然气计量。我国早期建设的管道天然气计量大都采用孔板计量；而近年新建的几条输气管道采用超声波流量计。

　　（8）主要工艺设备。目前国内输气管道输气站主要工艺阀门大都采用气动球阀，今后新建管道将以采用气-液联动球阀为主。国内在役输气管道采用的增压机组有离心式和往复式压缩机，驱动方式有燃驱和电驱；将来我国的长距离输气管道主流机型采用离心式，在有电源保证的条件下采用变频电机驱动为发展方向。

　　（9）管道施工。目前我国的管道建设引进了国际上通行的HSE 管理技术，采用了第三方监理的机制；管道专业化施工企业整体水平达到国际水平，装备有先进的施工机具，如：大吨位吊管机、全自动焊机等；掌握了管道大型穿（跨）越工程的施工技术，如水平定向穿越技术、盾构穿越技术。

　　（10）优化运行。目前在役输气管道利用进口或国产软件进行在线或离线不同工况模拟，以确定既能满足供气需求，又使单位输气成本最低的运行操作方案。

4、论述输气管道总体工艺方案设计的条件、目的及步骤。

 希望各位学员在做作业的时候，一定要先熟悉课件，视频，对课程内容和相关专业知识有个初步了解，再动手做作业。

否则做出来的东西，文不对题，驴唇不对马嘴，提交上去也是通过不了的。既耽误自己时间，也耽误老师时间。