《输道设计与管理》与《_输气管道设计与管理》复习资料大合集

一、下图是一条等温管路原设计的纵断面图和水力坡降线，管内径为d0，按泵到泵方式运动，若在第一个站间新铺设一段长为L1的副管，副管内径为df。

（1）用H-Q曲线图定性表示出铺副管前后输量与全线所需的压头，并说明所画曲线的意义。

（2）用解析法判断各站进出站压力的变化趋势，并说明所用符号的意义。

（3）在题给的纵断面图上画出铺副管后的水力坡降线。

二、某Φ325×7的等温输线有两座泵站，每座泵站有两台同型号的泵串联工作，线路上几个测点所对应的里程和高程如下所示。问该管线的输量可达多少？当第二站停运后，该管线的输量又可达到多少？

已知：流态为水力光滑区，首站进站压头为20m，各站单泵特性方程为H=280.2-2030q1.75(q:m3/s;H:m)，油品的计算粘度υ=2.2×10-6m2/s，站内局部阻力和干线局部阻力均不计。

管输工艺考试题及答案

一、名词解释（本大题╳ ╳分，每小题╳ ╳分）

1可行性研究：是一种分析、评价各种建设方案和生产经营决策的一种科学方法。

2等温输送：管道输送原油过程中，如果不人为地向原油增加热量，提高原油的温度，而是使原油输送过程中基本保持接近管道周围土壤的温度，这种输送方式称为等温输送。

3原油凝固点：它是在规定的试验条件下，当原油在试管中被冷却到某一温度，将试管倾斜45℃，经一分钟后，液面未见有位置移动，此种现象即称为凝固，产生此现象的最高温度称为原油凝固点。

4、线路纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为线路纵断面图。

5、管路工作特性：是指管长、管内径和粘度等一定时，管路能量损失H与流量Q之间的关系。

6、泵站工作特性：是指泵站提供的扬程H和排量Q之间的相互关系。

7、工作点：管路特性曲线与泵站特性曲线的交点，称为工作点。

8、水力坡降：管道单位长度上的水力摩阻损失，叫做水力坡降。

9、水力坡降线：就斜率为水力坡降数值的直线。

10、翻越点：在地形起伏变化较大的管道线路上，从线路上某一凸起高点，管道中的原油如果能按设计量自流到达管道的终点，这个凸起高点就是管道的翻越点。

11、计算长度：从管道起点到翻越点的线路长度叫做计算长度。

12、总传热系数K：指油流与周围介质温差为1℃时，单位时间内通过管道单位传热表面所传递的热量。

13、析蜡点：蜡晶开始析出的温度，称为析蜡点。

14、反常点：牛顿流体转变为非牛顿流体的温度，称为反常点。

15、结蜡：是指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、胶质、凝油、砂和其它机械杂质的混合物。

16、失流点：含蜡原油形成网络结构，出现屈服值的温度。

17、含蜡原油的热处理：是将原油加热到一定温度，使原油中的石蜡、胶质和沥青质溶解，分散在原由中，再以一定的温降速率和方式冷却，以改变析出的蜡晶形态和强度，改善原油的低温流动性。

18、热处理输送：利用原油热处理实现含蜡原油的常温输送或延长输送距离。

19、顺序输送：在一条管道内，按照一定批量和次序，连续地输送不同种类油品的输送方法。

20、压力越站：指油流不经过输油泵流程。

21、热力越站：指油流不经过加热炉的流程。

22、水悬浮输送：是将高凝点的原油注入温度比凝点低得多的水中，在一定的混合条件下，凝成大小不同的冻油粒，形成油粒是分散项、水是连续项的悬浮液。

23、液环输送：是利用稀的高聚物粘弹性水溶液在管道中形成壁面水环，高粘原油在管中心部分流动，使原油与管壁隔开。

24、纵向紊流扩散：紊流速度场内局部流速不均匀，紊流脉动以及在浓度差推动下沿管长方向的分子扩散而造成混油的原因，统称为纵向紊流扩散。

25．混油长度：混油段所占管道的长度。

26．起始接触面：前后两种（或A、B）油品开始接触且垂直于管轴的平面。

27、动水压力：油流沿管道流动过程中各点的剩余压力。

28、相对混油量：混油量与管道容积之比。

二、填空题

1、由于在层流状态时，两种油品在管道内交替所形成的混油量比紊流时 大得多 ，因而顺序输送管道运行时，一般应控制在 紊流  状态下运行。

2、采用顺序输送时，在层流 流态下，管道截面上流速 分布的不均匀时造成混油的主要原因。

3、石油运输包括水运、公路、铁路、管道等几种方式。

4、输道由输油站 和线路 两部分组成。

5、原道勘察工作一般按踏堪 、初步勘察与详细勘察 三个阶段进行。

6、在纵断面图上，其横坐标表示管道的实际长度 ，纵坐标为线路的海拔高程 。

8、雷诺数标志着油流中惯性力与粘滞力之比，雷诺数小时粘滞 阻力起主要作用；雷诺数大时，惯性 损失起主要作用。

9、管路特性曲线反映了当管长L，管内径D和粘度μ一定，Q 与Hz 的关系。

10、若管路的管径D增加，特性曲线变得较为平缓 ，并且下移 ；管长、粘度增加，特性曲线变陡 ，并且上升 。

11、线路上有没有翻越点，除了与地形起伏有关，还取决于水力坡降的大小，水力坡降愈小 ，愈易 出现翻越点。

12、泵站总的特性曲线都是站内各泵的特性曲线叠加起来的，方法是：并联时，把相同扬程 下的流量相加 ；串联时，把相同流量 下的扬程相加 。

13、短期停输后管内油温计算公式中的

，。

14、加热站加热原油所用设备有加热炉 和换热器两类。

15、泵站-管道系统的工作点是指在压力供需平衡条件下，管道流量与泵站进、出站压力等参数之间的关系。

16、有多个泵站的长输管道，中间站C停运后的工况变化具体情况是：在C以前各站的进出站压力均上升，在C以后各站的进出站压力均下降，且距C站愈远，变化幅度愈小。

17、在长输管道中C点漏油后，漏油前的泵站的进出站压力都下降，漏点后面各站的进出站压力也都下降，且距漏点愈近的站，压力下降幅度愈大。

18、热道中，对温降影响较大的两个参数是总传热系数K和流量G，K值增大，温降将加快，随着流量减小，温降将加快。

19、某油品20℃的粘度为，粘温指数，则出站温度℃，进站温度℃时，热道中的平均粘度为。

20、顺序输送时，循环周期越长，产生的混油量越少，所需要的油罐容量越大。

21、热道中，在m=0.25的紊流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(TR-T0)＞20；在层流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(TR-T0)＞3。

22、由于粘度对摩阻的影响，当Lc/C＞L/N时，由最大粘度确定允许最小进站压头；由最小粘度确定允许最大进站压头。

三、证明题及分析

1、设全线N座泵站，长为L，输量为Q，在C+1站入口处漏油，漏量为q，漏点前面流量为Q*，漏点后面流量为Q*-q。试证明漏点前的输量大于正常输量，漏点以后的输量小于正常输量（即Q*>Q>Q*-q）。

证明：从首站至漏油点的管段压降平衡式为：

 （1）

从漏油点至末站油罐液面的压降平衡式为：

 （2）

将（1）+（2）可得

 （3）

正常情况下全线的呀降平衡式为：

 整理为

 （4）

对比（3）和（4）可知

 证毕

2、设某管线长为L，有N座泵站，输量为Q（提高输量后为Q1）。提高管路输送能力的方法通常有倍增泵站、铺设副管和变径管，如果要求提高的输送能力大于倍，则可以采用既倍增泵站又铺设副管的综合方法，试证明此时所需要的副管长度为。（其中：，）。

证明：倍增泵站并铺副管前的能量平衡式为：

 （1）

倍增泵站并铺副管后的能量平衡式为：

 （2）

联立解（1）和（2）得

3、某等温输道，地形平坦沿线高程均相等，三个泵站等间距布置，每站二台相同型号的离心泵并联工作，输量为Q；现由于油田来油量减少，输量降为Q/2，问可对运行的泵组合及泵站出口阀进行哪些调节？哪种方案最好？说明理由（已知管线流态均为水力光滑区，忽约）。

解：设：管线长为L，输量为Q时各泵站的扬程均为hc，输量为Q/2时各泵站的扬程均为hc1，

输量为Q时的能量平衡方程为：

 ①

 输量为Q/2时的能量平衡方程为：

 ②

比较①和②可得： 

所以，按题意可知只需一个泵站的一台泵即可完成Q/2的输量。当然，还可采取把泵站出口关小节流、调节泵机组速度、换用离心泵的叶轮直径等措施。但以全线能耗费用最低为基本原则考虑，前者为最优。

4、在管道建设中，常为某种目的而铺设副管或变径管来降低摩阻，在流态相同（如水力光滑区）的情况下，试分析降低相同水力摩阻时，采用铺设副管还是变径管在经济上更为合理？（设铺设副管与变径管的长度均为Lf； 副管的管径与干线管径相同，即d=df；变径管直径为d0）

解：因为在水力光滑区，且d= df，ιf=ωι=ι/21.75= 0.298ι

据题意有ι0=0.298ι，即Ω=(d/d0)4.75=0.298，解得d0=1.29 d

钢材耗量分别为：副管为  2 πdδLfρ

 变径管为 1.29 πdδLfρ

可见铺设变径管可节约钢材35.5%，所以铺设变径管比铺设副管在经济上更为合理。

四、计算题

1、某埋地原道等温输送管线，任务输量2500×104t/a，管内径D=0.703m;年平均地温T0=19℃（µ19=82.2×10-6m2/s）；油温20℃时的密度为874Kg/m3；钢管绝对粗糙度e取0.1mm；全线长176Km。求全线的沿程摩阻损失hl。

解：（1）、计算输送温度下的流量

油品19℃时的密度为： 

Kg/m3 ℃

Kg/m3 ℃

体积流量: m3/s

(2)、计算雷诺数

故流态为水力光滑区，即m=0.25

（3）、用列宾宗公式计算沿程摩阻

2、某Φ325×7的等温输线有两座泵站，每座泵站有两台同型号的泵串联工作，线路上几个测点所对应的里程和高程如下所示。问该管线的输量可达多少？当第二站停运后，该管线的输量又可达到多少？

已知：流态为水力光滑区，首站进站压头为20m，各站单泵特性方程为H=280.2-2030q1.75(q:m3/s;H:m)，油品的计算粘度υ=2.2×10-6m2/s，站内局部阻力和干线局部阻力均不计。

全线能量平衡方程

第二站停运后

3、某管线，站间距，总传热系数K=1.8W/m2.℃,输量G=98Kg/S,出站温度65℃，沿线地温T0=3℃，所输油品物性为（粘温系数），按平均温度计算法求热路的站间摩阻。（按水力光滑区计算。

解：（1）计算平均温度

（2）由平均温度计算平均粘度

由粘温指数公式：得

（3）求站间摩阻

五、问答题

1、输油站的主要作业区由哪几部分组成？简述输油站的主要功能（或操作）。

主要作业区包括：输油泵房；阀组间；清管器收发装置；计量间；油罐区；加热系统；站控室；油品预处理设施。输油站的主要功能（或操作）包括：来油与计量；正输；反输；越站输送（包括全越站、压力越站、热力越站）；收发清管器；站内循环或倒罐；停输再启动。

2、简述顺序输送管道有哪几个特点？

顺序输送时会产生混油；混油需要采用合理的工艺进行处理和销售；批量和最优循环次数；首末站批量油品的储存；管道的水力特性不稳定。

3、简述管道输送的特点？

管道输送的优点：运费低，能耗少；运输量大、劳动生产率高；建设投资低，占地面积少；受外界影响小，安全性高。

管道输送的缺点：管道输送量的经济范围小、极限范围小；起输量高。

4、热道的泵站布置与等温管道相比有何特点？

①加热站间管道的水力坡降线是一条斜率不断增大的曲线。可根据各段油温对应的摩阻值在纵断面图上按比例画出，连成曲线。②在加热站处，由于进、出站油温突变，水力坡降线的斜率也会突变，而在加热站之间，水力坡降线斜率连续变化。

5、热道在中等流量区时，为什么随流量减小，摩阻反而增大？进入不稳定区的条件是什么？

在中等流量区，一方面随着流速的增大而使摩阻增加，另一方面随着流量的增加，终点油温TZ显著上升，对于µ或B值较大的含蜡原油和重油，当油温较低时，粘度随温度的变化是较剧烈的。因此T的上升会使油流的粘度显著下降，而使摩阻减小。加之层流时粘度对摩阻的影响较大，故可能出现随流量减小，摩阻反而增大的现象。进入不稳定区的条件是：在m=0.25的紊流情况下,;在层流情况下,。

6、简述顺序输送时，影响混油的因素有哪些？

答：管内流动状态、管径、混油界面所经过的管道长度（或时间）；此外还有输送次序、首站初始混油量、中间泵站、停输等对混油量均有影响。

7、两种油品在管内交替时，产生混油的主要原因是什么？

答：一是管道横截面沿径向流速分布不均匀使后行油品呈楔形进入前行的油品中；二是管内流体沿管道径向、轴向造成的紊流扩散作用；三是两种油品的密度差而引起的混油。

8、影响混油量多少的因素有哪些?

答：影响混油量的因素有管内流动状态、管径、混油界面所经过的管道长度、输送次序、首站初始混油量、中间泵站、停输对混油量的影响。

9、简述怎样用图解法判断翻越点？

在接近末端的纵断面的上方，按其纵横坐标的比例作一水力坡降线，将此线向下平移，直到与纵断面线相切为止。如水力坡降线在与终点相交之前，不与管道纵断面线上的任一点相切，即不存

在翻越点，如水力坡降线在与终点相交之前，与管道纵断面线相切，第一个切点就是翻越点。

10、为什么外伴随加热可以避免石蜡沉积？

答：（1）分子扩散方向从管壁向中心扩散；（2）剪切弥散被热运动削弱

六、判断题

1、一般情况下，紊流时，扩散混油是主要的；层流时，流速分布不均而形成楔形油头造成的混油是主要的。因此，对于长距离顺序输送管道，一般都在紊流区工作，主要是扩散混油。（√）

2、有一条顺序管道，设计输送n种油品，在一个循环内，形成混油段的数量m为：m=n-1。（×）

3、对于大直径的热含蜡道，加热站间常见流态变化顺序为：从加热站出口处的牛顿紊流→牛顿层流→非牛顿紊流→非牛顿层流。（×）

4、热道中，在m=0.25的紊流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(TR-T0)＞3；在层流情况下，可能出现不稳定区的条件是μ(TR-T0)＞20。（×）

5、泵的扬程和泵的排出压力均等于泵的出口压力。（×）

6、如果一定输量的液体从某高点自流到终点还有能量富裕，且在所有的高点中该点的富裕量最大，则该高点就是翻越点。（√）

7、热道的运行方式是导致是否出现不稳定工作区的首要条件，当流态为层流时，维持进站温度TZ一定运行时，易出现不稳定工作区。（×）

8、我们知道只要铺设副管总有减阻效果，并且随雷诺数的升高，铺副管和变径管的减阻效果增强。（×）

9、管道某点堵塞后由于流量减小，因此堵点前后的压力均下降。（×）

10、在管道运行中反算总传热系数K时，若发现K减小，如果此时输量Q降低，摩阻Hl增大,则说明管壁结蜡可能较严重，应采取清蜡措施。（√）

七、多项选择题

1、评价含蜡原油流变特性的主要指标有：（A B D）

A 粘度，B 凝点，C 含蜡量，D 静屈服值。

2、含蜡原道中的蜡沉积机理主要包括：（B C D）

A 蜡晶吸附，B 分子扩散，C 布朗运动，D剪切弥散。

3、输道的勘察工作是设计工作的基础，勘察一般按以下哪几个阶段进行：（A C D）

A 踏勘，B 选线勘察，C 初步设计勘察，D 施工图勘察。

4、改变泵特性的方法主要有：（A B C）

A 切削叶轮，B 改变泵的转速，C 进口负压调节，D 调节泵的出口压力。

5、影响热道结蜡量的主要因数有：（A B C D）

A 油温和管壁温差，B 油流速度，C 原油的组成，D 管壁材质。

6、影响热道温降的因素包括：（A B C D）

A 土壤温度场，B 土壤湿度，C 大气温度，D 管道运行参数。

7、铺设副管的目的主要是为了：（B C D）

A 增大散热面积，B 降低摩阻，C 增大泵站布置范围，D增加输量。

8、影响管道特性曲线起点高低的因素是：（C）

A 流量，B 管径，C 地形高差，D 油流粘度。

9、影响管道特性曲线陡缓的因素是：（A B D）

A 流量，B 不同管径，C 地形高差，D 油流粘度。

10、热道的运行启动方法有：（A B C D）

1、长输管道由哪两部分组成？ P2

 答：输油站和线路

2、长输管道分为哪两类？ P2

答：原道和成品道

3、长距离输道的设计阶段一般分为哪三个阶段？ P13

 答：可行性研究、初步设计、施工图设计三个阶段

4、热含蜡原道、大直径轻质成品道，小直径轻质成品道，高粘原油和燃料道分别处于哪个流态？

 答：热含蜡原道、大直径轻质成品道：水力光滑区。小直径轻质成品道：混合摩擦区。高粘原油和燃料道：层流区

5、旁接油罐输油方式的工作特点有哪些？P42

 答：（1）各泵站的排量在短时间内可能不相等；（2）各泵站的进出口压力在短时间内相互没有直接影响。课件：●每个泵站与其相应的站间管路各自构成的水力系统; ●上下游站输量可以不等（由旁接罐调节）； ●各站的进出站压力没有直接联系； ●站间输量的求法与一个泵站的管道相同：

6、密闭输油方式的工作特点有哪些？P43

 答：（1）各站的输油量必然相等；（2）各站的进、出站压力相互直接影响。

课件：●全线为一个统一的水力系统，全线各站流量相同；●输量由全线所有泵站和全线管路总特性决定；

7、管道纵断面图的横坐标和纵坐标分别表示什么？P46

 答：横坐标表示管道的实际长度，常用的比例为1:10 000~1:100 000。

纵坐标为线路的海拔高程，常用的比例为1：500~1：1 000。

8、管道起点与翻越点之间的距离称为管道的计算长度 。不存在翻越点时，管线计算长度等于管线全长。 

存在翻越点时，计算长度为起点到翻越点的距离，计算高差为翻越点高程与起点高程之差。P48

9、当长输管道某中间站突然停运时，管道运行参数如何变化？P68（P70）

 答：在较短时间内，全线运行参数随时间剧烈变化，属于不稳定流动。（间站停运后流量减少；停运站前面各站的进、出站压力均上升；停运站后面各站的进、出压力均下降。）

课件：① c 站停运后，其前面一站(c-1站)的进站压力上升。停运站愈靠近末站( c 越大)，其前面一站的进站压力变化愈大。

②c站停运后，其前面各站的进站压力均上升。距停运站越远，变化幅度越小。

③停运站前面各站的出站压力均升高，距停运站越远，变化幅度越小

④c 站后面一站的进站压力下降， 且停运站愈靠近首站(c越小)，其后面一站的进站压力变化愈大。

⑤c站停运后，c站后面各站的进站压力均下降，且距停运站愈远，其变化幅度愈小。

⑥停运站后面一站的出站压力下降。同理可得出停运站后各站的出站压力均下降，且变化趋势与进站压力相同

全线水力坡降线的变化

① 某站停运后，输量下降，因而水力坡降变小，水力坡降线变平，但停运站前后水力坡降仍然相同，即水力坡降线平行。

② 停运站前各站的进出站压力升高，因而停运站前各站的水力坡降线的起点和终点均比原来高(且出站压力升高幅度比进站压力大)，且距停运站越近，高得越多。

③ 停运站后各站的进出站压力下降，因此停运站后各站间的水力坡降线的起点和终点均比原来低(且出站压力下降幅度比进站压力小) ，且距停运站越近，低得越多。

10、当管道某处发生泄漏时，管道运行参数如何变化？P72

 答：漏油后，漏点后面的各站的进出站压力都下降。漏油后全线工况变化情况如图2-27所示。

课件：漏油后，漏点前面各站的进出站压力均下降，且距漏点越远的站变化幅度越小。漏点距首站越远，漏点前面一站的进出站压力变化愈大。即： 也就是说漏点前面一站的出站压力也下降。漏点后面各站的进出站压力均下降，且漏点距首站愈近， 其后面一站的变化幅度愈大。

总之，管道漏油后，漏点前的流量增大，漏点后流量减小，全线各站进出站压力均下降，且距漏点越近的站进出站压力下降幅度愈大。漏点距首站愈远，漏点前一站的压力变化愈大，反之漏点后面一站的进出站压力变化愈大。

11、长输管道输量调节的方法主要有？

 答：（1）改变泵站特性：①改变运行的泵站数②改变运行的泵机组数③改变泵的转速④改变多级泵的级数⑤切削叶轮（2）改变管路特性：改变管路特性主要是节流调节。节流调节是人为地调节泵站出口阀门的开度，增加阀门的阻力来改变管路特性以降低管道的输量

12、长输管道稳定性调节的方法主要有？

 答：①改变泵机组转速②回流调节。回流就是通过回流管路让泵出口的油流一部分流回入口③节流调节。节流是人为地造成油流的压能损失，降低节流调节机构后面的压力，它比回流调节节省能量

13、影响等温输道水力坡降的主要因素。P46

 答：主要因素：流量、粘度、管径

14、热不同于等温管的特点。P76

 答：在于输送过程中存在着两方面的能量损失。

课件：① 沿程的能量损失包括热能损失和压能损失两部分。② 热能损失和压能损失互相联系，且热能损失起主导作用。③ 沿程油温不同，油流粘度不同，沿程水力坡降不是常数，i≠const。一个加热站间，距加热站越远，油温越低，粘度越大，水力坡降越大

15、轴向温降公式的应用？P81

 答：(看课本) ①设计时确定加热站间距(加热站数)②运行中计算沿程温降, 特别是计算为保持要求的进站温度TZ 所必须的加热站出站温度TR③校核站间允许的最小输量④运行中反算总传热系数K 值 

16、热道摩阻计算方法有哪几种？P101

 答：有两种。一种是按平均油温的粘度作计算粘度，按此粘度计算摩阻；第二种是根据粘温关系式，计入粘度随温度的变化。（课件：①平均温度计算法②分段计算法③基于粘温关系的方法）

17、热道的设计计算的基本步骤？P105

 答：热道工艺设计过程是首先进行热力计算，得出全线所需加热站数。按加热站间管道进行水力计算，根据全线所需压头计算所需泵站数。在线路纵断面图上布置加热站、泵站并进行调整，根据布站结果再核算热力与水力工况。

课件：(1)热力计算①确定热力计算所需要的参数：TR、TZ、T0、K ②按最小设计输量计算加热站间距LR ③计算加热站数nR 并化整，重新计算加热站间距和出站油温TR ④计算加热站热负荷，选加热炉 

(2)水力计算①翻越点的确定：一般用作图法②计算最大输量下各加热站间的摩阻hR ③计算全线所需总压头④选择泵型号及其组合方式，计算泵站扬程⑤确定泵站数并化整

(3)确定最优管径方案。方法与等温管相同，只是能耗费用包括动力费用和热能费用两部分。

(4)站址的确定①按最小设计输量布置热站，最大输量布置泵站，兼顾最大最小输量要求，尽量使热站和泵站合并。②给出若干输量下的热站和泵站的允许组合。 

(5)校核① TR、TZ ②Hs、Hd③动静水压力④原动机功率及加热炉热负荷⑤Gmin

18、热泵站上先炉后泵流程的优点？

答：进泵油温高，泵效率高；站内油温高，管内结蜡较轻，站内阻力小；加热炉受压较低，投资小，危险性也小。在旁接灌流程下，若采用先炉后泵，则进站压力较低，加热炉受上一站的控制。目前我国有些管道已经将先泵后炉的流程改为先炉后泵流程。新设计的管线，不论是采用“泵到泵”输送还是采用“旁接灌”输送，都应设计为先炉后泵流程，但进站压力一定要满足加热炉工作压力的需要。

19、间接加热的优缺点？P329

 答：（看课本329页）课件：间接加热的优点：① 运行安全可靠②原油在热媒原油换热器中走壳程，压力损失为50～ 100kPa，与直接加热相比，压力损失可减少1/2以上③热效率高且效率基本上不随热负荷变化，因而对输量和热负荷的适应性强④ 体积小,重量轻,便于实现加热炉系统的轻型化和预制化。间接加热的缺点： ① 设备多，占地面积大，投资大；② 要求的自控水平和操作水平高；③ 热媒为一种低毒有机化合物，当热媒温度高于60℃时，热媒与大气接触发生氧化，所以必须用氮气密封。

20、热道投产程序一般包括哪些？P222

 答：（1）成立投产指挥机构，等；（2）制定《投产方案》，等；（3）生产准备；（4）投产试压；（5）投产试运；（6）投产检查；（7）干线清扫。（详细看课本222~223页）

课件：①各站单体及整体冷热水试运。单体试运包括：⑴油罐试水⑵加热炉和锅炉的烘炉及试烧⑶电机和主泵试运站内整体试运分冷水试运和热水试运，采用站内循环流程

②冲洗清扫站间管路。

③预热管路：一般采用热水预热。长距离管道一般采用正反输交替预热，短管道一般采用单向预热。 

④通油投产，管线预热达到要求并全面检查合格后便可投油。

21、热道的启动方法有？P214

 答：热道启动投产方式有三种：（1）冷管直接启动；（2）预热启动；（3）原油加稀释剂或降凝剂启动。（详细看课本214页）

课件：①冷管直接启动。只有当管道距离短，投油时地温高，并能保证大排量输送情况下，才能采用冷管直接启动。对于长输管道，当地温接近凝固点时，也可采用冷管直接启动

②加稀释剂或降粘剂启动。在原油中加入化学添加剂或稀油，降凝降粘后直接输入冷管

道，这种方法要受降粘剂或稀油的

③预热启动对于大多数输送易凝原油的长输管道，均采用此方法启动。即在输送原油前先在管道中输送热水，往土壤中蓄入部分热量，建立一定的温度场后再输油。预热的方法可以是单向预热(即一直从首站往末站输送热水)，也可以是正反输交替预热。对于较长的管道，为了节约水和燃料，并避免排放大量热水污染环境，常采用正反输交替预热

22、投油时应注意的问题？

 答：课件：①尽可能加大输油量，一般应大于预热输水量的一倍。

②在油头前(即油水界面处)连续放入2～3个隔离器(清管器)。

③首站油源和末站转运要衔接，投油后不得中途停输。 

④中间站尽可能采用压力越站流程。必须启泵时要在混油段（含隔离器）过站后再启泵。

⑤混油段进入末站后，要进专门的混油罐，混油罐的容量视情况而不同。放置隔离器时，可取混油罐容量为管道总容积的5％，未放置隔离器时，混油罐的容量为管道总容积的40％。混油进罐后，加温脱水，待含水合格后方允许外销。

23、管壁结蜡的机理 P228

 答：可以归纳为分子扩散、剪切弥散、布朗扩散和重力沉降四种机理

24、影响管壁结蜡强度的因素P231~233

 答：油温、原油与管壁的温差、流速、原油组成、管壁材质、蜡沉积层与运行时间的关系。六种因素

课件：①油温的影响②油壁温差的影响③流速的影响（流速对管壁结蜡强度的影响主要表现

为，随着流速的增大，管壁结蜡强度减弱）④原油组成的影响⑤管壁材质的影响

25、防止结蜡和清蜡的措施有哪些？

 答：(1) 保持沿线油温均高于析蜡点，可大大减少石蜡沉积。

(2) 缩小油壁温差。可采用保温的方法，既可以减少结蜡又可以降低热损失，但要进行技术经济比较，以确定是否采取保温措施。

(3) 保持管内流速在1.5m/s以上，避免在低输量下运行。 

(4) 采用不吸附蜡的管材或内涂层。

(5) 化学防蜡。可采用表面活性剂作为防蜡剂，阻止蜡分子在已结晶的表面上继续析出。也可以在原油中加入蜡晶改良剂，使石蜡晶体分散在油流中并保持悬浮，阻碍蜡晶的聚结或沉积。但目前这种方法还很不经济，因为化学添加剂太贵。

(6) 清管器清蜡。目前最常用的清管器有机械清管器和泡沫塑料清管器。

26、热道停输的原因分为哪两类？P239

答：停输的原因分为计划检修和事故抢修两类。

27、顺序输送的应用范围

 答：①输送性质相近的成品油。如汽、煤、柴及各种重油、农用柴油和燃料油等。

②输送性质不同的原油。如克拉玛依油田的低凝原油，可用于生产高质量的航空润滑油，若与油田所生产的高凝原油混合输送，就炼不出这种高级产品，因此需要分开输送，即采用顺序输送。

28、顺序输送管道的特点 P259

 答：（详细看课本259~260页）课件：①成品道输送的是直接进入市场的最终产品，对所输产品的质量和各种油品沿途的分输量均有严格要求。②成品道依托市场生存，要能适应市场的变化。③成品道大都是多分支、多出口，以方便向管道沿线及附近的城市供油，有的管道还可能有多个入口，接收多家炼油厂的来油。管道沿线任何一处分输或注入后， 其下游流量就发生变化。成品道可顺序输送多达几十种的油品，其注油和卸油均受货主和市场的，运行调度难度大④成品道的相邻批次油品之间必然产生混油，混油段的跟踪和混油的控制是成品道的关键技术，混油处理、贬值存在经济损失。⑤与原道相比，其首、末站，分输、注入站需要的罐容大、数量多，需要有足够容量的油罐进行油品收、发油作业；末站除了油品的收发油作业外，还要考虑油品的调和、混油的储存和处理。⑥当多种油品在管内运移时，随着不同油品在管内运行长度和位置的变化，管道的运行参数随时间而缓慢变化。

29、输道中油流温度升高的主要原因 P2

 答：（1）泵的轴功率不可能全部转化为油流的压力能，有一部分要克服流体与泵间的摩擦而转化为热能，造成温升；（2）油品经过泵的压缩也会产生温升；（3）油品通过节流装置时，一部分压力损失会转化为热能，造成温升；（4）油品沿管道流动过程中，会由于克服沿程和局部摩阻损失，使一部分机械能转化为油流内能，造成温升。

30、顺序输送管道的最大输量应考虑哪些约束条件？P267

答：应综合考虑以下几个约束条件来求解管道最大输送能力：1、泵站和管路的能量平衡；2、各泵站的进站压力应大于或等于最小允许进站压力；3、各泵站的进站压力应小于最大允许进站压力（有泵运行时）；4、各泵站的出站压力应小于或等于最大允许出站压力；5、管道沿线高、低特殊点的压力约束，即高点动水压力要高于输送油品的饱和蒸汽压、低点动水压力要低于管材强度允许的压力。

31、沿程混油的机理 P269

 答：沿程混油的生产是基于两个基本的机理：对流传递和（convective transport）扩散传递(diffusive transport)

32、减少混油的措施 P2

 答：（详细看课本2页）

33、在管道终点，A油罐中允许混入的B油量取决于两种油品的性质、油品的质量指标和油罐的容量。

34、混油在管道终点的处理方法有哪些？P303

答：目前国内外对混油的处理方法一般有两种：一种是就近送回炼厂重新加工，另一种是掺混后供用户使用或降级处理。混油处理还有一些其他方法（比如：金属氧化法、碱处理法、蒸馏法和过滤法），但它们不是很常用。以掺混方式处理顺序输送所产生的混油，是目前国内外所通用的一种行之有效的经济而且比较简便的方法。

《输气管道设计与管理》

一、填空题

1、天然气是易燃、易爆物质，在常压下空气中含有   5%-15%      体积浓度的天然气时，遇明火即可燃烧或爆炸。

2、单位体积干天然气中所含水蒸汽的质量称 含水量   ，它与天然气的  压力 、   温度  有关。当天然气被水饱和时，其温度也称为  露点     。

3、管输天然气最主要的三项质量指标为： 热值    、 CO2     、  H2S     和 含水量       。

4、沿线地形激烈起伏对输气管输量有影响，当线路纵断面图与通过管路起点水平线所围面积为正时，其输量  减小      ；面积为负时，输量 增大       。这是由于气体 密度   沿管长变化所致。

5、输气管内能否形成水合物主要取决于：

   (1)  压力和温度        ；

   (2)   足够的水分       。密度  大   的天然气易形成水合物。

6、输气管内产生水合物堵塞事故时，采用    降压              方法最简便，可迅速使水合物分解，管路畅通。

7、为离心压气机配管时，常有出、入口相连的回流管路，其目的是避免压气机产生  喘振    。

8、首站入口压力一定的多压气站输气干线，若某站停运，则停运站号愈  小     ，输量下降愈  大     。与正常运行相比，停运站上游各站压力均   上升   ，停运站下游各站压力均 下降      ，愈靠近停运站，压力变化幅度   大     。

9、为防止未经深度加工天然气输送管道中出现水化物，工业上常用 甲醇 和 乙二醇  作为防冻剂。

10、当Q、D、P1max、P2min一定时，输气管末段的最大长度为：，此时管末段的储气能力为___0_____。储气能力最大的末段长度为Lmax的____0.5_______倍。

11、在高压下（大于100atm），气体动力粘度随温度升高而 下降     ，随气体相对密度的增大而 减小     。

12、对下图所示的两条简单管路，如果起点压力相同，在任一长度x处，线路1的各点流速  <   线路2的流速，线路1的终点压力   >    线路2的终点压力。这主要是由于气体的  可压缩性           造成的。

13、北美、西欧有关的管道标准已规定，20英寸以上的气管应加内涂层，长距离输气管内壁一般涂敷有机树脂涂层的主要优点有：   减小内腐蚀                、    粗糙度下降                 。

14、工程上用压缩因子来表示真实气体与理想气体PVT特性之间的差别，该值偏离1愈远，表明气体的PVT性质偏离  理想气体       性质愈远。

15、天然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与   干空气密度     之比，无量纲。

16、天然气工业中最常用的脱水方法有三种分别是： 低温分离脱水        、固体干燥剂吸附脱水和甘醇脱水。

17、多压气站长距离输气管道中途泄漏气体时，漏点前的输量 >      正常输量，进出站压力均   <   正常进出站压力；漏点后的输量_<___正常输量，进出站压力均   <    正常进出站压力；离漏点__越近____，压力变化值    越大       。

18、在低压下（小于100atm），气体的粘度随着温度的增大而 增大     ，气体的粘度随着气体分子量的增大而 降低       。

19、输气管设计规范规定：天然气水露点应低于输送条件下最低管输气体温度5摄氏度。已知管输天然气含水量不变，为确保达到上述要求，用气体露点沿管长变化曲线和气体温降曲线校核时，采用冬季工况还是夏季工况？（在冬季或夏季上打 即可）若输气管压降、温降曲线如图，起点露点为Td，试画出露点沿管长的变化曲线。

20、为防止未经深度加工天然气输送管道中出现水化物，工业上常用   甲醇    和     乙二醇             作为防冻剂。

二、回答分析题

1、分析天然气中水的存在对输气管线具有哪些危害？（5分）

答：1>水聚集在低洼处，使管道截面减小，输送能力降低；

2>在管道内层形成水膜，遇到酸性气体会形成腐蚀液；

3>在一定压力和温度下，形成水合物，会堵塞。

2已知输气管流量基本公式为：，试分析管路的终点压力对流量的影响。（10分）

3、与不可压缩流体相比，分析输气管道温降变化特点。（10分）

答：比输曲线陡。

4．已知输气管压力分布方程为：，推导平均压力计算公式以及平均压力点距起点的距离在0.5L~0.55L之间变化的依据(10分)。

5、已知输气管流量基本公式为：，分析管径、温度、管长对流量的影响。

T基数太大，t变化幅度小时，对Q的影响较小。Q∞（1/T）^0.5,输气量与气体绝对温度的0.5次方成反比，T下降——》Q上升，低温输送对增大输量有利。

6、水合物的形成条件及防止水合物形成的主要方法有哪些？

7、输气系统的组成及特点有哪些？（10分）

8、然气中杂质的主要类型以及危害是什么？（10分）

三、判断题

1.天然气根据来源可以分为气田气、凝析气和油田伴生气三类。  T      

2.输气管末段比中间站间管段长，可调节供气和利用气量的不平衡，相当于一个储气设备。 T                                       

3.天然气在低压、高温下与理想气体的性质差别很大。  F       

4.对应状态是指不同物质具有相同的对比温度和对比压力的状态。  T

5.天然气的绝对湿度是指天然气被水饱和时单位体积湿天然气所含水蒸汽的量。 F

6.天然气的露点是指天然气被水蒸汽饱和，开始产生水滴时的最高温度。T

7.固体干燥剂吸附脱水常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、铝矾土、分子筛等。    T

8.根据输气管道设计规范中规定水平管是指沿线最高与最低点高程差小于200米的输气管道。T                              

9.在进行水平输气管的水力计算时，对于短距离大压降的输气管路可以忽略速度头部分。  F                                     

10.压气站进站压力在高压范围内波动时，对输气管输量影响较大，在低压范围内波动时，对输气管输量影响较小。  T                       

11.由于气体的可压缩性，输气管后面的管线压降小于前面同等长度的管线压降。 F

12.与输相比，输气管的温降速度小于输的温降。  F        

13.天然气水合物可以实现天然气的储存和运输。 T             

14.首站进站压力上升，其它各站进站压力下降，且下降幅度基本相同。F  

15.某站停运，全线流量下降，且停运站距首站越近，对流量的影响越大。T   

16.某站停运，停运站之前的各进、出站压力均上升，停运站之后的各进、出站压力均下降。 T                                           

17.管路部分堵塞，堵塞点之前的各进、出站压力均下降，堵塞点之后的各进、出站压力均上升，越靠近堵塞点，进出站压力的变化幅度越大。F     

18.如果管路中有分气，则分气点之前的流量上升，分气点之后的流量下下降，越靠近分气点变化幅度越大。 T                             

19.如果管路中途集气，则集气点之前的流量上升，集气点之后的流量下降。F 

20.地下储气或液化储气适用于调节季节用气的不均衡，而用储气罐储气则适用于调节昼夜或几天内的用气不平衡问题。T                   

四、选择题（不定项选择）

1.下列属于天然气的组成的有： ADE 

A. CH4          B. H2O    C. CO     D. CO2       E. H2S 

  2. 按照C5界定法，天然气可以分为： C

     A. 贫气和富气   B. 酸气和洁气   C. 干气和湿气    D. 气田气和伴生气

  3. 输气系统的特点有： ABCD  

 A. 从生产到使用各环节紧密相连。

     B. 上下站输量不等时，压力变化较平缓。

     C. 输气管中体积流量沿管长而变，起始流量小，终点流量大。

     D.可充分利用地层压力输气。

  4. 天然气脱水的方法有：ABC 

    A. 低温分离   B. 固体干燥剂吸附脱水   C. 甘醇脱水   D. 沉降分离

  5. 天然气水合物生成的必需条件有：AB 

     A. 有足够的水分   B. 高压、低温    C. 稳定脉动时，易形成水合物   

D. H2S、CO2的含量高易形成水合物 

  6. 防止水合物的方法有： ABCD

     A. 脱水          B.加热         C.降压          D. 添加防冻剂

  7脱酸气的方法有： ABC

     A. 化学溶剂法     B. 物理溶剂法    C. 直接转化法   D. 浅冷法

  7. 气体调峰的方式有：ABCD 

A. 机动气源       B. 缓冲型用户      C.储气设施     D.末段储气

  8. 储气方法有： ABCD

A. 地下储气       B.液化储存         C. 储气罐      D. 末段储气

  9.可以提高管线输气能力的措施有： AC

A. 铺设副管       B. 增加站间距       C. 倍增压气站   D. 增加管线长度

  10. 输气管线使用内涂层的好处有：ABCD 

A. 提高管线输量      B. 减少清管次数      C.减少内腐蚀    D. 保持天然气净化

  11.影响管输效率的因素有： ABD

A. 管线变形、结蜡     B. 天然气凝液、水分积累    C. 管材     D. 输量不足

12. 输气管计算中，平均压力的应用包括： ACD

  A. 用来计算压缩因子的数值

  B. 计算输气管的压降(?)

  C. 计算输气管的储气量

  D. 确定输气管线壁厚

13. 进行输气管热力计算的目的是：ABCD 

  A. 计算管线的储气能力

  B. 热应力和绝缘层选材

  C. 求气体的压缩因子

  D. 判断管线内水合物形成区

14. 输气管末段的工作特点包括： AC

  A. 末段流量是变化的         B. 末段流量稳定       

 C. 气体在末段管线中属于不稳定流动

D. 气体在末段管线中属于稳定流动

15. 在进行压气站的布置时需要考虑的问题有： ABCD

 A. 为充分利用地层能量可以省去首站

 B. 注意末段储气的要求

 C. 使运行压力接近管线承压

 D. 对于初期流量较小的管线，应分期建造压气站。

五、计算题

1、已知某输气管内P=60×105Pa，T=20℃，气体的容积组成为CH4=90％,C2H6=5％,C3H8=2％,C4H10=3％，计算该天然气的平均分子量、工程标准条件下天然气的密度和相对密度。

2、图示两组管系起、终点压力相同，管径、管长等参数相同，求下述不同连接方式的输量比Qb/Qa。（10分）

3、如图示，已知压气站方程：，管路方程：。式中单位：Q   m3/s; P   Pa; L   m; D   m

La=260km， Lb=145km，Da=1m，T＝293K，Z＝0.9，压气站入口压力保持不变，为5.2MPa。

(1)压气站仅向A城供气，当Pza＝1.5MPa时，求压气站出口压力和城市A的供气量Qa。

(2)管线B建成后，压气站同时向城市A和城市B供气，站流量增大为原流量的1.2倍，A城的供气量减少为原流量的98.2％。求：a、管路A终点压力Pza；b、若管B终点压力Pzb=1MPa，求B城供气量和管B的直径。

(3)若运行最高出站压力为7.5MPa，B管尾端最低压力为1MPa，求不影响城市B用户用气的最长检修时间。（20分）