2025年新版輸氣工高級題庫及答案一、輸氣工藝系統(tǒng)與設備運行1.某DN1000、設計壓力10MPa的干線輸氣管道，在清管器發(fā)送站采用雙向清管器收發(fā)系統(tǒng)。若清管器運行速度控制在3.5m/s，天然氣對清管器的摩擦壓降為0.045MPa，清管器前后壓差為0.12MPa，忽略高程差，求清管器通過18km管段所需理論時間（min）及清管器通過后該管段天然氣溫度變化值（℃）。已知天然氣比熱容2.22kJ/(kg·℃)、密度42kg/m3、焦耳湯姆遜系數(shù)0.135℃/MPa。答案：理論時間85.7min；溫度下降0.016℃。2.離心式壓縮機進入喘振邊界時，其無量綱流量系數(shù)Φ=0.18，壓升系數(shù)Ψ=0.52，若此時進口聲速為345m/s，葉輪外徑1.25m，轉(zhuǎn)速5600r/min，求該壓縮機進入喘振時的體積流量（m3/s）及對應的近似壓升（kPa）。答案：體積流量28.4m3/s；壓升約158kPa。3.某壓氣站配置兩臺50%離心式壓縮機組，采用“二用一備”運行模式。當單臺機組等熵效率為82%，天然氣絕熱指數(shù)1.27，進口壓力6.0MPa、溫度25℃，出口壓力8.5MPa，求單臺機組軸功率（kW）及兩臺并聯(lián)運行時總流量比單臺增加比例。答案：軸功率約9.1MW；并聯(lián)流量增加約8.7%。4.輸氣站場采用GB/T9711L485M鋼管，外徑1219mm，壁厚18.4mm，設計系數(shù)0.72，溫度折減系數(shù)1.0，求該管段最大允許操作壓力（MAOP）。若因內(nèi)檢測發(fā)現(xiàn)金屬損失深度占壁厚22%，按ASMEB31.8修正后MAOP下降百分比。答案：原MAOP9.96MPa；下降約6.4%。5.清管器皮碗外徑磨損后減小4mm，仍通過原管道，若皮碗與管壁過盈量由1.5%降至0.9%，求皮碗對管壁的接觸壓力下降比例（假設皮碗材料彈性模量不變）。答案：下降約40%。6.某干線設置多管束旋風分離器，設計處理量850×10?m3/d，運行壓力7.2MPa，溫度30℃，天然氣相對密度0.65，要求液滴捕集粒徑≥10μm，求單臺分離器所需最小旋風子數(shù)量（單個旋風子額定處理量18×10?m3/d）。答案：48個。7.往復式壓縮機組余隙容積調(diào)節(jié)采用“固定余隙+氣閥卸荷”組合，若原余隙8%、卸荷50%，求容積系數(shù)變化百分比及指示功率下降百分比（按理想氣體、單級壓縮、絕熱指數(shù)1.28計算）。答案：容積系數(shù)下降約19%；指示功率下降約12%。8.壓氣站出口設置水冷式冷卻器，天然氣需由95℃降至45℃，冷卻水由28℃升至38℃，若天然氣質(zhì)量流量45kg/s，求所需冷卻水流量（m3/h）及換熱器對數(shù)平均溫差。答案：冷卻水流量約462m3/h；LMTD約31.4℃。9.某輸氣管道采用RTU閥室遠控截斷閥，閥門口徑DN400，執(zhí)行機構(gòu)為氣液聯(lián)動，關斷時間≤12s，若管道最大流量為650×10?m3/d、壓力8MPa，求閥門關斷過程中最大水擊壓力上升值（MPa），按Joukowsky公式。答案：約0.78MPa。10.干線內(nèi)檢測器（ILI）采用MFL/UT組合，檢測速度4.5m/s，若管道全長384km，ILI數(shù)據(jù)采樣間距1mm，求單趟檢測數(shù)據(jù)量（GB，假設每點存儲8字節(jié)）。答案：約3.07GB。二、天然氣物性與熱工計算11.某氣田原料氣組分（mol%）：CH?92.3、C?H?3.8、C?H?1.2、CO?1.9、N?0.8，求該天然氣在標準狀態(tài)（101.325kPa，20℃）下的高位發(fā)熱量（MJ/m3）及沃泊指數(shù)（kW·s/m3）。答案：高位發(fā)熱量38.4MJ/m3；沃泊指數(shù)49.8kW·s/m3。12.若上述天然氣在絕熱指數(shù)1.29、壓縮因子0.92條件下，由6MPa節(jié)流至3MPa，溫度由35℃開始，求節(jié)流后溫度（℃）及是否形成水合物（給定水合物形成溫度曲線：3MPa對應14℃）。答案：節(jié)流后約21.4℃；不形成水合物。13.天然氣混合物采用AGA8方法計算壓縮因子，已知對比溫度1.35、對比壓力2.8，求壓縮因子Z及密度（kg/m3，標準狀態(tài)）。答案：Z≈0.88；密度0.78kg/m3。14.某段管道天然氣含水汽量550mg/m3（標準狀態(tài)），輸送壓力7.5MPa，溫度25℃，求水露點（℃）及是否滿足GB50251對水露點的要求（≤5℃）。答案：水露點約2.3℃；不滿足。15.若采用三甘醇脫水，要求水露點降達到15℃，求所需貧液濃度（wt%）及循環(huán)比（kgTEG/kgH?O）。答案：貧液濃度約99.2%；循環(huán)比約25。16.天然氣在管道內(nèi)流動，若雷諾數(shù)Re=7.2×10?，相對粗糙度0.00015，求穆迪摩擦因子f及每公里壓降（MPa），管徑1.0m，流量450×10?m3/d，平均壓力6.5MPa，溫度30℃。答案：f≈0.012；壓降約0.021MPa/km。17.某高壓儲氣井，容積12m3，最高運行壓力25MPa，最低運行壓力8MPa，天然氣壓縮因子在25MPa時0.83、8MPa時0.97，求有效儲氣量（標準狀態(tài)m3）。答案：約2.1×10?m3。18.若儲氣井日調(diào)峰量為1.5×10?m3/d，求每日壓力下降速率（MPa/d）及井口溫度下降（絕熱膨脹，初始溫度25℃）。答案：約0.57MPa/d；溫降約5.4℃。19.天然氣燃燒理論空氣量計算，若組分同上題，求每立方米天然氣所需理論干空氣量（m3）及煙氣中CO?體積分數(shù)。答案：理論空氣量9.52m3；CO?體積分數(shù)約9.8%。20.某燃氣輪機采用上述天然氣，燃燒效率98%，排氣氧含量15%（干基），求過量空氣系數(shù)及排煙熱損失百分比（排氣溫度480℃，環(huán)境溫度20℃）。答案：過量空氣系數(shù)約2.5；排煙熱損失約18%。三、儀表、控制與通信21.輸氣站配置超聲波流量計，聲道數(shù)6，內(nèi)徑0.3m，流速剖面修正系數(shù)1.012，若標況流量顯示為8.2km3/h，求工況流速（m/s）及雷諾數(shù)（天然氣運動粘度1.3×10??m2/s）。答案：工況流速約28.9m/s；Re≈6.7×10?。22.某站場采用RS485總線采集溫度變送器，總線長度1.2km，波特率19.2kbps，若電纜分布電容50pF/m，求理論最大節(jié)點數(shù)（終端匹配120Ω）。答案：約32節(jié)點。23.SCADA系統(tǒng)主備通信通道切換時間≤200ms，若采用OPCUA冗余，心跳幀間隔50ms，求最大允許丟幀數(shù)及切換判定延時。答案：最大丟幀3幀；判定延時150ms。24.壓氣站防喘振閥采用FF現(xiàn)場總線定位器，行程時間≤1.5s，若閥門等百分比特性，最大Cv=850，求在30%開度時的Cv值及對應流量（壓差0.25MPa，天然氣相對密度0.65）。答案：Cv≈76；流量約8.2kg/s。25.站場ESD按鈕采用雙通道SIL2回路，要求PFH≤1×10??/h，若單個觸點故障率2×10??/h，求需配置的冗余方式及共因因子β最大允許值。答案：1oo2D架構(gòu)；β≤5%。26.超聲波流量計現(xiàn)場診斷顯示增益值比出廠基準高4dB，信噪比下降6dB，可能故障原因及處理措施。答案：探頭污染或聲楔積碳；拆洗探頭、重新涂耦合劑。27.某站場采用工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，自愈時間≤20ms，若環(huán)網(wǎng)節(jié)點30個，光纖長度累計45km，求最大傳播延時及是否滿足要求（光纖折射率1.468）。答案：約220μs；滿足。28.壓氣站DCS與PLC通訊采用ModbusTCP，掃描周期100ms，若一次讀取保持寄存器100個，求理論帶寬利用率（以太網(wǎng)幀長假設100字節(jié)）。答案：約0.64%。29.若輸氣站場設置可燃氣體檢測系統(tǒng)，探測器覆蓋半徑7.5m，站場面積2400m2，求最少探測器數(shù)量及布置方式（按GB50493）。答案：不少于14只；網(wǎng)格+重點區(qū)域加密。30.某閥室太陽能供電系統(tǒng)，負載功率180W，24h工作，連續(xù)陰雨天7d，蓄電池放電深度0.7，求所需蓄電池容量（Ah，系統(tǒng)電壓24V）及光伏組件功率（峰值日照3.5h）。答案：蓄電池≥750Ah；光伏組件≥720W。四、安全、環(huán)保與法規(guī)31.按《輸氣管道工程設計規(guī)范》GB502512020，三級地區(qū)DN800管道，設計壓力10MPa，求最小壁厚（mm，鋼管等級L555）及強度試壓壓力（MPa）。答案：最小壁厚14.3mm；試壓壓力12.5MPa。32.某站場天然氣泄漏量估算，管道穿孔面積1cm2，壓力6MPa，溫度20℃，泄漏系數(shù)0.9，求初始泄漏速率（kg/s）及10min后累計泄漏量（標準狀態(tài)m3）。答案：約0.86kg/s；約4300m3。33.若泄漏發(fā)生在封閉閥門井（容積12m3），自然通風次數(shù)3次/h，求達到爆炸下限（LEL=5%）所需時間（min）。答案：約5.8min。34.輸氣站場噪聲限值晝間55dB(A)，某離心式壓縮機組機殼1m處聲壓級92dB(A)，求需配置的隔聲罩插入損失（dB）及罩內(nèi)壁吸聲系數(shù)最低要求（假設罩內(nèi)表面積120m2，泄漏面積0.3m2）。答案：插入損失≥37dB；吸聲系數(shù)≥0.8。35.某項目環(huán)評要求甲烷排放速率≤0.05%（輸量），若年輸量180×10?m3，求允許年排放總量（t，CH?全球變暖潛能值GWP=28）。答案：約9.0×10?tCO?e。36.按《安全生產(chǎn)法》，重大危險源判定：站場儲存天然氣6t（臨界量50t），是否構(gòu)成重大危險源？若構(gòu)成，需備案級別及評估周期。答案：不構(gòu)成；無需備案。37.某輸氣管道穿越國家級生態(tài)紅線區(qū)，長度3.2km，按《生態(tài)保護紅線管理辦法》，需履行的手續(xù)及補償措施。答案：編制不可避讓論證報告，報省級政府審批；實施生境補償與跟蹤監(jiān)測。38.站場突發(fā)環(huán)境事件應急預案需設置三級防控體系，具體措施及容積要求。答案：裝置圍堰≥最大儲罐容量；站區(qū)應急池≥最大單套裝置容量+消防水量；下游攔截壩≥管道最大泄漏量。39.某作業(yè)區(qū)開展完整性管理，按API1160，高后果區(qū)（HCA）識別更新頻率及數(shù)據(jù)收集最小比例。答案：每年更新；數(shù)據(jù)收集≥80%。40.輸氣管道失效頻率統(tǒng)計，國內(nèi)近五年平均為0.28次/103km·a，若某管道長385km，求預期年平均失效次數(shù)及按ALARP原則的可接受上限。答案：約0.11次/a；可接受上限0.25次/a。五、維護、故障診斷與案例分析41.某壓氣站離心式壓縮機振動值突增至7.2mm/s（RMS），頻譜顯示1×轉(zhuǎn)速幅值占85%，相位穩(wěn)定，可能故障原因及處理步驟。答案：轉(zhuǎn)子不平衡；停機做動平衡，檢查葉片結(jié)垢。42.往復式壓縮機組排氣溫度異常升高（單級由135℃升至165℃），吸氣壓力、排氣壓力正常，分析原因及檢查要點。答案：排氣閥泄漏或積碳；拆檢氣閥、測量閥片開啟高度與密封帶寬度。43.清管器在管道內(nèi)卡堵，發(fā)送站壓力持續(xù)上升，接收站流量驟降，定位方法及解堵措施。答案：采用跟蹤球+沿線監(jiān)聽；提高推球壓差、反向推球或切割取球。44.超聲波流量計計量偏差+1.8%，診斷發(fā)現(xiàn)聲道3信號丟失，可能原因及校準方法。答案：探頭電纜屏蔽破損；更換電纜、重新零點和聲速校準。45.某站場調(diào)壓撬后壓力波動±0.3MPa，超出設定±0.05MPa，檢查指揮器濾網(wǎng)干凈、無結(jié)冰，分析故障及整改。答案：主閥膜片疲勞；更換膜片，增設阻尼罐。46.冬季運行期間，分離器液位計引壓管頻繁冰堵，導致假液位，提出改造方案。答案：引壓管加裝電伴熱+保溫，采用干式差壓變送器，引壓口傾斜45°。47.某段管道內(nèi)檢測發(fā)現(xiàn)軸向裂紋長120mm、深1.5mm（壁厚14mm），按API1160響應準則，判定響應級別及修復時限。答案：立即響應；1年內(nèi)采用B型套筒修復。48.壓氣站齒輪箱高速軸軸承