输气工应知应会手册1

输气工应知应会手册一、输气基本知识什么是天然气？答：广义的天然气是指自然界中天然生成的气体化合物，专指岩石圈中生成并蕴藏的以气态烷烃混合物为主的可燃性气体，是一种洁净、方便、高效的优质能源和化工原料。天然气由那些成分组成？答：天然气是以底分子饱和烃为主的烃类气体与少量非烃类气体组成的混合气体，是一种低相对密度、低粘度的无色流体。其中，甲烷占有绝大部分，乙烷、丁烷、戊烷含量不多，庚烷以上的烷烃含量极少，另外，还含有少量非烃类气体，如硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、氮、氢和水蒸气以及硫醇、溜醚、二硫化碳等有机物，有时也含有微量的稀有气体，有时也还有极少量的环状烃化合物。什么是气井气，有那些特点？答：即纯气田天然气，气藏中的天然气以气相存在，通过气井开采出来，其中甲烷含量高。什么是凝析井气，有那些特点？答：即凝析气田天然气，在气藏中以气体状态存在，具有高含量可回收烃液的气田气，其凝析液主要为凝析油，其次可能有部分被凝析水，这类气除含有甲烷、乙烷外，还含有一定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烃类。什么是油田气，有那些特点？答：也叫油田伴生气，它伴随原油共生，是在油藏中与原油呈相平衡的气体，包括游离气（气层气）和溶解在原油中的溶解气。其特点组成和气油比因产层和开采条件不同而不同，不能人为控制，一般富含丁烷以上组分。什么是炼厂气，有那些特点？答：炼油工艺工程中产生的尾气，其主要成份是甲烷和氢气。炼厂气主要用于：①经济高效生产氢气；②用于合成生产化学产品；③作为燃料气。什么叫干气？答：在101.325kPa、20℃下计量的井口流出物中，C5以上烃液含量低于13.5cm3的天然气。什么叫湿气？答：在101.325kPa、20℃下计量的井口流出物中，C5以上烃液含量高于13.5cm3的天然气。什么叫贫气？答：在101.325kPa、20℃下计量的井口流出物中，C3以上烃液含量低于94cm3的天然气。什么叫富气？答：在101.325kPa、20℃下计量的井口流出物中，C3以上烃液含量高于94cm3的天然气。什么是天然气的露点答：在一定压力下，天然气的含水量刚达到饱和湿度时的温度，称为露点，也称为天然气的水露点。可燃气体的爆炸极限答：可燃气体与空气混合，对于密闭系统，遇明火可发生剧烈燃烧，即发生爆炸。可燃气体与空气的混合物，在密闭系统中遇到明火发生爆炸时，可燃气体在混合气体中的最低浓度称为爆炸下限，其最高浓度称为爆炸上限，爆炸下限与爆炸上限之间的可燃气体的浓度范围，称为爆炸极限。天然气的爆炸极限是多少？答：常温常压下，天然气的爆炸极限是5%~15%。天然气输送方式？答：非管道输送（液化输送）和管道输送两种。管输天然气有那些特点？答：密闭、连续的输气系统，不需常规的运输工具和装卸设备，不需要建筑和占用道路，能耗相对低，而且安全可靠，对环境无污染，便于自动化管理。但是由于管道埋地会发生腐蚀，需要采取防腐措施，而且施工和维修也不方便。非管道输送（液化输送）有那些特点？答：运输方便，与较大规模的储存设施结合，可达到较高的储运效率。但是，由于需要特制的容器和生产设备，而且只适用于小型用户。天然气有那些用途？答：天然气主要用作燃料和基本化工原料。天然气可以作为居民生活、汽车以及电厂的燃料气。天然气用作化工原料主要用于裂解制碳黑、乙炔及其系列产品；氯化制氯化烷烃；硝化制硝基甲烷；氧化制甲醛；与水蒸气反应制合成气及其系列产品等。另外，可以利用天然气中分离出二氧化碳、氦和硫化产品。什么是天然气水合物？答：也称天然气水化物，是一种天然气中的小分子与水分子形成的类似冰状固态化合物，是气体分子与水分子非化学计量的藏络和物，即是水分子与气体分子以物理结合体所形成的一种固体，它在结构上与冰不同。天然气水合物的结构答：在外观上是白色的结晶物体，依据它的生成条件，其类似于冰或致密的雪，它的化学成分不稳定，一般用M·nH2O表示，M为水合物中的气体分子，n为水分子数。水合物的相对密度为0.96~0.98，可浮于水面，而沉于液烃中。天然气水合物有那些危害？答：经常造成输气管道、气井和一些工厂设备冰堵。天然气水合物生成条件的预测答：在一定条件下天然气才能形成水合物：①有游离水存在；②系统处于适宜的温度和压力下存在有天然气；③一些次要的条件。如高的气体流速、任何形式的搅动如孔板、弯管、温度计插孔及晶体的存在、含盐量和固体产物等。防止天然气水合物的形成的措施答：①给天然气加热，并且使天然气温度维持在天然气水合物形成温度之上；②向气流中加入化学处理剂（水合物抑制剂）使水合物形成温度降至天然气在管线或设备中可能达到的最低温度；③天然气脱水。天然气组分形成水合物的临界温度名称CH4C2H6C3H8iC4H10nC4H10CO2H2S临界温度℃21.514.55.52.5110.029.0为什么要对井口天然气进行脱水处理？答：井口天然气几乎都是水汽饱和的，含饱和水的天然气进入管线常常造成一系列问题。①管线中因有液态水的沉淀而增加压降并可引起阻塞流；②水分可形成冰，也可与天然气在一定条件下形成天然气水合物，影响平稳供气，严重时租塞整个管路；③天然气中的CO2和H2S溶于水中形成酸，从而腐蚀管线和设备；④天然气中的水分会造成不必要的动力消耗；⑤脱水使气质达到商业标准要求。天然气脱水的工艺方法答：低温脱水、溶剂吸收法脱水、固体吸附法脱水和化学反应法脱水等。低温脱水（也称膨胀制冷）就是低温分离，利用高压天然气节流膨胀制冷工艺或利用气波机膨胀降温而实现脱水并回收天然气液烃。溶剂吸收法就是利用甘醇类物质中由于有羟基和醚团也能与水分子结合的这一特点，从而达到脱水的目的。固体吸附法是利用内部有多孔结构的，具有较大内表面的吸附剂来脱水。化学反应法是利用某些物质与水分子的化学反应而实现脱水。氯化钙法就是利用氯化钙的较强的吸湿性的特点而进行。为什么酸性天然气要进行脱硫？答：酸性天然气中含有CO2和H2S以及有机硫化物等酸性组分，这些气相杂质在水存在的情况下会腐蚀金属，并污染环境。含硫组分有难闻的臭味、剧毒、使下游工厂的催化剂中毒。如何处理酸性天然气？答：①将酸气混合物中H2S转化成元素硫，即硫回收；②将酸气混合物送入火炬烟道或焚烧炉；③将酸其混合物增压后重新回注地层。什么是轻烃回收？答：将天然气中相对甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收下来的处理过程，为什么要进行轻烃回收？答：①控制天然气的烃露点以达到商用气质标准；②避免输气管道中发生气液两相流；③回收下来的液烃能带来更大的经济效益，可以用作燃料和化工原料。如何进行轻烃回收？答：轻烃回收工艺方法有吸附法、油吸附法和低温分离法。吸附法就是利用多孔结构的固体吸附剂对烃类组分吸附能力强弱的差异而实现气体中重组分与轻组分的分离。油吸附法就是基于天然气中各组分在吸收油中的溶解的差异而使轻、重烃组分得以分离的方法。低温分离法（也称冷凝分离法）则是利用原料气中各烃类组分冷凝温度不同的特点，通过制冷将原料气降温到一定温度从而将沸点较高的烃类冷凝分离，并经凝液分馏分离成合格产品的方法。井口天然气进入输气管道之前应进行那些工艺处理？答：脱水、脱硫和轻烃回收。输气管线的分类答：矿场集气支线、矿场集气干线、输气干线及城市配气管线。长距离输气管道有那些主要特点？答：①长距离连续运输天然气；②管道完全密闭，上下游紧密相连、互相制约；③必须保证安全、连续、可靠地供气；④管道具有一定的储气能力。输气管道的发展趋势是什么？答：长距离、大口径、高压力、高度自动化，形成大型供气管网系统。什么是管输天然气的气质标准？答：就是对有害于管道和管道输送过程的天然气成分的限制，根据《输气管道工程设计规范》（GB50251-94），具体规定如下：有害成分名称规范要求游离水水露点应低于输送气体最低输气温度5℃凝析烃烃露点应低于或等于最低输气温度硫化氢不能超过20mg/m3机械杂质应清除输气管线各类站场的设置原则？答：①站场的工艺流程必须满足输气工艺要求，并有旁通、安全泄放、越站输送等功能；②站场位置应符合线路总走向，并与周围建（构）筑物保持应有的安全距离；③站址应是地质稳定、无不良工程地质情况、水电供应交通方便；④应尽量使不同功能的站场合并建设，以方便管理，节约投资。输气管线最小埋设深度有何要求？答：北方应埋设在冰冻线以下，在南方旱地应为0.7米，水田0.8米，荒坡及土石地区不少于0.4米，穿越公路1米，公路边沟0.6米，穿越铁路1米，穿越溪沟1米。长距离输气管道系统的简单组成？答：一般包括输气干线、首站、中间分输站、干线截断阀室、中间气体接收站、清管站、障碍（江河、铁路、水利工程等）穿跨越、末站（或城市门站）、城市储配站及压气站。如何计算输气管线的通过能力？答：Q=11522Ed2.530.51式中：Q：气体流量（p0=0.101325Mpa,T0=293.15K）,Nm3/d；d：输气管内径，cm；p1,p2：输气管计算段起点、终点的气体压力（绝），MPa；Z：气体的压缩系数；T：气体的平均温度，非精确计算时可简化为加权平均值；L：计算段长度，km；G：气体的相对密度；E：输气管的效率系数，DN为300～800时，E=0.8～0.9影响输气管线通过能力的因素？答：①管线内径。管线内径增加一倍，输气量增加6.3倍；②管线长度。管线长度缩短一半，输气量增加1.41倍；③天然气温度和相对密度。温度和相对密度越高，输气量越少；④起点压力和终点压力。起点压力越高，输气量越大，终点压力越低，输气量越大。输气管线的压降特点？答：输气管线中压力变化呈抛物线降落，开始压力缓慢降落，但距离起点越远，压力降低越快。一般在输气管线前3/4管段上压力损失一半，另一半消耗在后面1/4管段上。如何计算输气管线某点压力？答：LXPPPPx)(222121(MPa)式中：p1,p2：输气管计算段起点、终点的气体压力（绝），MPa；L：输气管线计算长度，米；X：计算点距离计算段起点距离，米什么是输差？如何计算？答：一条输气管线每日输入和输出气量之差。Q5=（Q1+V1）-（Q2+Q3+Q4+V2）式中：Q5—某一时间输气管道内平衡输气量之差值，Nm3;Q1—同一时间内输入气量，Nm3;Q2—同一时间内输出气量，Nm3;Q3—同一时间内输气单位生产、生活用气量，Nm3;Q2—同一时间内放空气量，Nm3;V1—计算时间开始时，管道计算段内的储存气量，Nm3;V2—计算时间结束时，管道计算段内的储存气量，Nm3。相对输差计算式η=（Q5/Q1）×100%式中：η—相对输差，%；（行业标准规定，η≤±3%）。Q5—某一时间输气管道内平衡输气量之差值，Nm3;Q1—同一时间内输入气量，Nm3;管道内气体平均温度t、沿线任意点温度tX计算tX=t0+(t0+t0)e-aX式中：t—管道计算段内气体平均温度，℃；t0—管道周围介质温度，℃；t1—管道计算段内起点气体温度，℃；tX—管道任意点气体温度，℃；e—自然对数底数，e=2.718；L—管道计算段的实际长度，Km；X—管道计算段起点至任意点的长度，Km;a—计算常数；K—管道内气体到土壤的总传热系数，W/m2·℃；D—管道外直径，m；Q—气体流量（p0=0.101325Mpa,T0=293.15K），m3/d；G—气体的相对密度；CP—气体的定压比热，J/kg·℃。45．清管器运行距离计算式式中：L—清管器运行距离，Km；P0—0.101325Mpa；T0—293.15K；T—清管器后管段内气体平均温度，K；清管器运行距离计算式答：式中：L—清管器运行距离，Km；P0—0.101325Mpa；T0—293.15K；aL-1010eQLttttPQGCKDa610256.225mPTdZQTPL0204mPTdZQTPL0204T—清管器后管段内气体平均温度，K；我国天然气输差规定是多少？答：我国天然气输差暂定不超过±2%。然气流经孔板前，对其流束有何要求？答：流束必须与管线轴线平行，不能有旋转流。输气干线如何分类？答：按照压力等级分为低压、中压、高压输气干线。其中