输送介质为甲烷，其临界压力为 44.91×105Pa，临界温度为 191.05K，求工
程标准状态下输气管内气体的体积。
解：(1)气体临界压力 Pcm 44.91×105Pa
临界温度Tcm 191.05K (2)对比压力 Pr 50 1.113
44.91
x0
pQ 2 p pj 2 pQ 2 pZ 2
L
当
pZ
0,
p pj
2 3
pQ 时，得：x0=5/9L≈0.55L
当
pZ
pQ 时，得： x0
lim
pQ 2 p pj 2 pQ 2 pZ 2
L
lim 9 pQ 2
pQ pZ 4 pQ2 pZ 2 pQ pZ 9 pQ pZ 2 pQ2 pZ 2
PQ2 PQ2 PZ2
x ，推导平均压力计算公
L
式以及平均压力点距起点的距离在 0.5L 附近变化的依据。
答：（1）输气管停止输气时，全线最终达到某一压力，即平均压力。根据
管内平衡前后质量守恒可得平均压力：
=2
3
pQ 3 pQ 2
pZ 3 pZ 2
=2
3
pQ
pZ 2 pQ pZ
（2）输气管道上压力为平均压力的点距起点的距离：
2、输气管的流量基本公式为：
Q0 C
(PQ2 PZ2 )D5 ZTL
分析管径、管长、温度对输量的影响。（10 分）
答：（1）管径。
8
Q1 Q2
D1 D2
3
输气管的通过能力与管径的 2.67 次方成正比。管径越大，输气量
越大。直径增大 1 倍，流量增大 6.4 倍。故加大直径是增加输气管流
量的好办法。
2
二、分析题
1、已知输气管流量基本公式为： Q C
PQ2 PZ2
D5 0.5
，分析管路的终点压
zTL
力对流量的影响。
答：根据流量计算公式，得
pQ 2
pZ 2
Q C
Hale Waihona Puke 2ZTL D5Q 2 C'
令 pZ pQ : 0 1, 代入上式中，
得：
C
Q ' pQ
2
2
1
若 pZ 0 ， 0 ， Q Qmax ，由上式得 C' P0 Qmax
特点：1. 从生产到使用各环节紧密相连。
主要有采气、净气（除尘、脱水、脱硫等）、输气、储气、
4
供配气 5 个环节。
2.气体可压缩性对输气和储气的影响。
（1）上下站输量不等时，压力变化较为平缓。
（2）输气管中体积流量沿着管长而改变，起始流量小，终
点流量大。
（3）输气管末端储气。
3.可充分利用地层压力输气。
P2 2 min
CQ2
，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。
8、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（小于） 线路 2 的流速，线路 1 的终点压力（大于）线路
2 的终点压力。这主要是由于气体的 可压缩性 造成的。
L
根据求极限的洛必达法则，以 pZ 为变量求导，得：
x0
36 pQ3 72 pZ 3 L 72 pQ3
0.5L
故 pZ 从 0 变化到 pQ , x0 从 0.55L 变化到 0.5L。
三、问答题
1、 输气系统的组成及特点有哪些？
答：整个输气系统是由矿场集气管网、干线输气管道（网）、城市配
气管网和与这些管网相匹配的站、场装置组成。
（2）管长。
Q1 Q2
L2 L1
0.5
流量与长度的 0.5 次方成反比。长度越短，输气能力越大。长度减
小 1 半，流量增加 41.4%。
（3）温度。
5
Q1 Q2
T2 T1
0.5
流量与输气温度的 0.5 次方成反比。输气温度越低，输气能力越大。
四、计算题
1、已知输气管长 100 公里，内径 900mm，平均压力为 5MPa，平均温度为 5℃，
(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。 11、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。 12、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。 13、 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。
《输气管道设计与管理》综合复习资料
一、填空题 1、天然气是一种混合气体，混合气体的物理性质决定于天然气组成和各组 分气体的性质。天然气的组成有三种表示方法：即容积组成、摩尔组成和 质量组成。
2、对于长距离输气管线，当 Q、D、P1max、P2min 一定时，输气管末段的最大
长度为： Lmax
P2 1max
线路 1
起点 线路 2
终点
3、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 湍振 。 4、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：提高管线输气量、 增强防腐性能。
1
5、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。 6、天然气的相对密度是指同一压力和温度下气体密度与空气密度之比，无 量纲。 7、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 。 8、管输天然气最主要的三项质量指标为： 热值 、 含水量 、 H2S 和 CO2 含量 。 9、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。 10、输气管内能否形成水合物主要取决于：
故
Q Qmax
2
2
1，将
Q Qmax
与
看作变量，上式为圆方程，如图所示：
由图可以看出：
（1）终点压力 pZ 在高压范围内的变化对 Q 影响很大。
（2）终点压力 pZ 在低压范围内的变化对 Q 影响不大。
（3）
pZ
一般保持在
1 2
pQ
左右，这样不但节省功率，降低输气成本，还
能降低能耗。
3
2、已知输气管压力分布方程为： Px