城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉渚毩?xí)題含答案與解析一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于燃?xì)夥诸惖拿枋鲋?，正確的是（）。A.人工煤氣的華白數(shù)一定小于天然氣B.液化石油氣的主要成分是甲烷和乙烷C.天然氣按來源可分為氣田氣、油田伴生氣、凝析氣田氣和頁巖氣D.人工煤氣的相對密度通常小于1答案：C解析：華白數(shù)是燃?xì)鉄嶂蹬c其相對密度平方根的比值（W=H/√d），人工煤氣熱值（約16-20MJ/m3）低于天然氣（36-46MJ/m3），但人工煤氣相對密度（約0.4-0.6）小于天然氣（約0.55-0.75），因此華白數(shù)不一定更小（如焦?fàn)t煤氣W≈50MJ/m3，天然氣W≈45-50MJ/m3），A錯誤。液化石油氣主要成分為丙烷、丁烷（C3、C4），B錯誤。人工煤氣主要成分為H2、CO、CH4，相對密度通常小于1（如焦?fàn)t煤氣d≈0.45），但部分氣化煤氣可能含較多CO（d≈0.97），D表述不嚴(yán)謹(jǐn)。天然氣按來源分為氣田氣、油田伴生氣、凝析氣田氣、頁巖氣等，C正確。2.根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》（GB50028-2006），次高壓B級燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計壓力范圍是（）。A.0.4MPa<P≤0.8MPaB.0.2MPa<P≤0.4MPaC.0.8MPa<P≤1.6MPaD.1.6MPa<P≤2.5MPa答案：B解析：城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿缐毫Ψ旨墸焊邏篈（2.5MPa<P≤4.0MPa）、高壓B（1.6MPa<P≤2.5MPa）、次高壓A（0.8MPa<P≤1.6MPa）、次高壓B（0.4MPa<P≤0.8MPa？不，原規(guī)范次高壓B應(yīng)為0.2MPa<P≤0.4MPa？需核對最新規(guī)范。實際GB50028-2006（2020年版）中，次高壓B級為0.2MPa<P≤0.4MPa，次高壓A級為0.4MPa<P≤0.8MPa。因此正確選項為B。3.下列管材中，適用于中壓B級燃?xì)夤艿赖氖牵ǎ?。A.無縫鋼管（DN150）B.聚乙烯（PE）管（SDR11）C.球墨鑄鐵管（DN300）D.鍍鋅鋼管（DN50）答案：B解析：PE管適用壓力受SDR（標(biāo)準(zhǔn)尺寸比）影響，SDR11對應(yīng)最大工作壓力（MOP）為0.4MPa（中壓B級為0.01MPa<P≤0.2MPa），SDR17對應(yīng)0.2MPa。根據(jù)CJJ63-2018《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，PE管可用于中壓B（≤0.2MPa）及以下壓力，B正確。無縫鋼管可用于高壓、次高壓；球墨鑄鐵管多用于中低壓；鍍鋅鋼管一般用于低壓或戶內(nèi)管，C、D壓力適用范圍可能不足。4.燃?xì)夤艿浪τ嬎阒?，沿程壓力降的主要影響因素不包括（）。A.管道長度B.燃?xì)鉁囟菴.管道材質(zhì)D.燃?xì)饬髁看鸢福篊解析：沿程壓力降公式（如Weymouth公式）為ΔP=1.07×10?3×(Q2×L×ρ×T)/(d?×P)，其中Q為流量，L為長度，ρ為燃?xì)饷芏?，T為絕對溫度，d為管徑，P為平均壓力。管道材質(zhì)主要影響管壁粗糙度（ε），當(dāng)燃?xì)饬魉佥^高（紊流過渡區(qū)或阻力平方區(qū)）時，ε會影響摩阻系數(shù)（λ），但在城鎮(zhèn)燃?xì)庵?，常用公式（如Weymouth）已簡化為與管徑直接相關(guān)，材質(zhì)影響已隱含在公式常數(shù)中，因此主要影響因素不包括材質(zhì)，C正確。5.調(diào)壓器的出口壓力穩(wěn)定性主要取決于（）。A.入口壓力波動范圍B.敏感元件（薄膜）的靈敏度C.閥口通徑大小D.彈簧的預(yù)緊力答案：B解析：調(diào)壓器通過敏感元件（如薄膜）感知出口壓力變化，帶動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（閥門）動作。薄膜靈敏度（如面積、剛度）直接決定壓力波動時的響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)精度，是出口壓力穩(wěn)定的關(guān)鍵，B正確。入口壓力波動（A）會影響調(diào)節(jié)難度，但調(diào)壓器設(shè)計應(yīng)能適應(yīng)一定范圍波動；閥口通徑（C）影響流量調(diào)節(jié)能力；彈簧預(yù)緊力（D）決定初始出口壓力設(shè)定值，但穩(wěn)定性取決于敏感元件對偏差的感知能力。二、多項選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯選不得分）1.下列關(guān)于燃?xì)鈨ε湔竟δ艿拿枋鲋校_的有（）。A.平衡燃?xì)夤饬颗c用氣量的日、小時不均勻性B.對不同氣質(zhì)燃?xì)膺M(jìn)行混合，保證供氣質(zhì)量C.儲存一定量燃?xì)?，作為事故備用D.將燃?xì)鈮毫τ筛邏航抵林袎夯虻蛪捍鸢福篈BCD解析：儲配站核心功能包括：①調(diào)峰（平衡日、小時不均勻性，A正確）；②混合氣質(zhì)（如不同來源天然氣或與LPG摻混，B正確）；③事故儲備（C正確）；④調(diào)壓（通過調(diào)壓器將高壓降至用戶所需壓力，D正確）。2.影響燃?xì)夤艿缽姸仍囼灲Y(jié)果的主要因素有（）。A.試驗介質(zhì)的溫度B.管道焊接質(zhì)量C.試驗壓力保持時間D.管道埋深答案：ABC解析：強度試驗?zāi)康氖菣z驗管道材料和施工質(zhì)量（如焊接、接口）的強度，試驗介質(zhì)（通常為壓縮空氣）溫度會影響壓力換算（需修正至20℃），A正確；焊接缺陷（如未熔合）會導(dǎo)致泄漏或變形，B正確；壓力保持時間不足可能無法暴露隱患，C正確。管道埋深（D）影響土壤荷載，但強度試驗是內(nèi)壓試驗，與埋深無關(guān)。3.聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿肋B接方式中，適用于熱熔連接的有（）。A.電熔承插連接B.熱熔對接連接C.熱熔承插連接D.法蘭連接答案：BC解析：PE管連接方式包括熱熔連接（對接、承插）和電熔連接（承插、鞍型）。熱熔對接（B）適用于DN≥90mm的管道；熱熔承插（C）適用于DN≤63mm的管道。電熔連接（A）需專用電熔管件；法蘭連接（D）一般用于與金屬管道連接，不屬于熱熔連接，因此選BC。三、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述燃?xì)夤艿浪τ嬎阒小坝嬎懔髁俊钡拇_定方法。答案：燃?xì)夤艿烙嬎懔髁渴侵腹艿涝谠O(shè)計工況下需輸送的最大小時流量，確定方法如下：（1）居民用戶：采用同時工作系數(shù)法，Q=Σ(qi×Ni×Ki)，其中qi為單戶額定流量，Ni為戶數(shù)，Ki為同時工作系數(shù)（與用戶數(shù)成反比）。（2）商業(yè)用戶：根據(jù)實際用氣設(shè)備的額定流量和同時使用系數(shù)計算，Q=Σ(qi×Ki)。（3）工業(yè)用戶：按工藝要求的最大小時用氣量確定。（4）區(qū)域管網(wǎng)：取所供用戶計算流量之和，需考慮管網(wǎng)漏損系數(shù)（一般1.05-1.10）。解析：計算流量是管道設(shè)計的基礎(chǔ)，需結(jié)合用戶類型和用氣規(guī)律。居民用戶因同時使用概率低（如100戶Ki≈0.3），需引入同時工作系數(shù)；商業(yè)和工業(yè)用戶根據(jù)實際設(shè)備負(fù)荷確定；區(qū)域管網(wǎng)需考慮漏損補償，確保設(shè)計流量覆蓋所有可能的高峰需求。2.比較燃?xì)夤艿缽姸仍囼炁c嚴(yán)密性試驗的區(qū)別（從目的、介質(zhì)、壓力、時間、合格標(biāo)準(zhǔn)5方面回答）。答案：|項目|強度試驗|嚴(yán)密性試驗||--|--|--||目的|檢驗管道材料和施工強度（如焊接、接口）|檢驗管道接口和整體密封性||介質(zhì)|壓縮空氣（中高壓）或水（高壓）|壓縮空氣或燃?xì)鈢|壓力|設(shè)計壓力的1.5倍（鋼管）或1.25倍（PE管）|設(shè)計壓力的1.15倍（高壓）或1.0倍（中低壓）||時間|鋼管30分鐘，PE管1小時|高壓24小時，中低壓24小時||合格標(biāo)準(zhǔn)|無壓降、無變形、無滲漏|壓降符合公式ΔP≤(P0×T1)/(P1×T0)-1（P0初始壓力，P1終了壓力，T0、T1為絕對溫度）|解析：強度試驗是“破壞性”試驗，驗證管道能否承受超設(shè)計壓力；嚴(yán)密性試驗是“非破壞性”試驗，驗證正常壓力下的密封性能。介質(zhì)選擇考慮安全性（高壓用空氣或水），壓力倍數(shù)依據(jù)規(guī)范（GB50028），時間和合格標(biāo)準(zhǔn)確保隱患充分暴露。3.簡述調(diào)壓器的工作原理，并說明其“切斷閥”的作用。答案：調(diào)壓器工作原理：通過敏感元件（如薄膜）感知出口壓力變化，當(dāng)出口壓力低于設(shè)定值時，薄膜在入口壓力作用下向上變形，通過傳動機(jī)構(gòu)（閥桿）帶動閥門開大，增加流量；反之，出口壓力過高時，薄膜向下變形，閥門關(guān)小，維持出口壓力穩(wěn)定。切斷閥作用：當(dāng)調(diào)壓器故障導(dǎo)致出口壓力超過安全限值（如超壓切斷）或低于下限（如失壓切斷）時，切斷閥自動關(guān)閉，切斷燃?xì)夤?yīng)，防止超壓或欠壓事故。解析：調(diào)壓器是閉環(huán)控制系統(tǒng)，敏感元件（輸入）、傳動機(jī)構(gòu)（控制）、閥門（執(zhí)行）協(xié)同工作。切斷閥是安全冗余設(shè)計，防止調(diào)壓器失效（如薄膜破裂、彈簧失效）導(dǎo)致的安全風(fēng)險，屬于城鎮(zhèn)燃?xì)狻叭壈踩胧保ㄕ{(diào)壓器+切斷閥+放散閥）之一。四、計算題（每題10分，共20分）1.某中壓燃?xì)夤艿涝O(shè)計壓力為0.2MPa（表壓），管徑DN200（鋼管，內(nèi)徑d=194mm），輸送天然氣（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度ρ0=0.7kg/m3，運動黏度ν=15×10??m2/s），設(shè)計流量Q=5000m3/h（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，P0=101.325kPa，T0=293K）。環(huán)境溫度T=293K（20℃），管道長度L=2000m。試計算沿程壓力降（采用Weymouth公式，公式：ΔP=1.07×10?3×(Q2×L×ρ×T)/(d?×P)，其中P為管道平均絕對壓力，單位kPa；ρ為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度，單位kg/m3；d單位mm；Q單位m3/h；ΔP單位kPa）。解答步驟：（1）計算平均絕對壓力P：設(shè)計壓力為0.2MPa表壓，絕對壓力P1=0.2×1000+101.325=301.325kPa。假設(shè)沿程壓力降較小，平均壓力P≈P1=301.325kPa（誤差可忽略）。（2）代入公式計算ΔP：ΔP=1.07×10?3×(50002×2000×0.7×293)/(194?×301.325)計算各參數(shù)：50002=25×10?；2000×0.7=1400；293=293；194?≈(1942)2×194=376362×194≈1.416×10?×194≈2.747×1011；301.325=301.325。分子：1.07×10?3×25×10?×1400×293≈1.07×25×1400×293×103≈1.07×25×410200×103≈1.07×10,255,000×103≈1.097×101?分母：2.747×1011×301.325≈8.27×1013ΔP≈1.097×101?/8.27×1013≈1.326×10??kPa≈0.133Pa答案：沿程壓力降約為0.133kPa（注：實際計算中因平均壓力簡化可能存在誤差，若考慮壓力降修正，結(jié)果接近0.15kPa）。解析：Weymouth公式適用于高壓、大管徑、低流速（雷諾數(shù)Re>10?，紊流阻力平方區(qū)）的燃?xì)夤艿?。本題中，Re=vd/ν，v=Q/(πd2/4)=5000/(3600×0.785×0.1942)≈5000/(3600×0.0295)≈5000/106.2≈47.1m/s，Re=47.1×0.194/15×10??≈6.1×10?，處于紊流過渡區(qū)，嚴(yán)格應(yīng)使用Spitzglass公式（考慮管壁粗糙度），但題目指定Weymouth公式，故按題設(shè)計算。2.某小區(qū)居民用戶共500戶，單戶額定流量為0.6m3/h，同時工作系數(shù)K=0.25（用戶數(shù)≥300時）。若該小區(qū)由中壓管道供氣，末端壓力需保證不低于2kPa（表壓），調(diào)壓器出口壓力設(shè)定為3kPa（表壓），管道沿程壓力降為0.5kPa，局部壓力降為沿程的20%。試計算調(diào)壓器出口至用戶立管的總壓力降是否滿足要求。解答步驟：（1）總壓力降=沿程壓力降+局部壓力降=0.5+0.5×20%=0.6kPa。（2）調(diào)壓器出口壓力-總壓力降=3kPa-0.6kPa=2.4kPa≥2kPa（末端需求）。答案：總壓力降0.6kPa，末端壓力2.4kPa≥2kPa，滿足要求。解析：燃?xì)夤艿缐毫敌铦M足末端用戶的最低壓力要求（如居民用戶灶前壓力≥2kPa）。本題中總壓力降（沿程+局部）為0.6kPa，調(diào)壓器出口壓力3kPa減去總壓降后剩余2.4kPa，高于2kPa，因此滿足設(shè)計要求。五、案例分析題（13分）某城鎮(zhèn)中壓燃?xì)夤艿溃―N300，鋼管，設(shè)計壓力0.4MPa）運行5年后，巡檢發(fā)現(xiàn)某段管道附近土壤燃?xì)鉂舛犬惓＃?5%LEL，天然氣爆炸下限LEL=5%）。經(jīng)開挖檢查，管道防腐層局部破損，鋼管表面存在點狀腐蝕，最大蝕坑深度為3mm（鋼管壁厚8mm）。問題：1.分析該管道泄漏的可能原因。2.提出應(yīng)急處理措施。3.簡述預(yù)防此類事故的改進(jìn)建議。答案與解析：1.可能原因：（1）防腐層失效：埋地鋼管采用外防腐層（如3PE）+陰極保護(hù)聯(lián)合防護(hù)，若防腐層破損（如施工劃傷、第三方破壞），陰極保護(hù)電流無法覆蓋，導(dǎo)致局部腐蝕。（2）土壤腐蝕性強：該區(qū)域土壤可能含高濃度Cl?、SO42?或酸性物質(zhì)，加速電化學(xué)腐蝕。（3）未定期檢測：運行5年未進(jìn)行全面檢測（如外防腐層檢測、壁厚測量），未及時發(fā)現(xiàn)防腐層破損和腐蝕缺陷。