天然气考试题及答案

天然气考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.天然气中甲烷的体积分数通常在下列哪一区间？A.30%～50%  B.50%～70%  C.70%～90%  D.85%～98%【答案】D2.下列哪一项不是天然气水合物形成的必要条件？A.高压  B.低温  C.高流速  D.充足的水【答案】C3.在GB178202018《天然气》中，一类商品天然气的高位发热量应≥A.30.0MJ·m⁻³  B.31.4MJ·m⁻³  C.34.0MJ·m⁻³  D.36.0MJ·m⁻³【答案】B4.关于LNG储罐的“翻滚”现象，下列描述正确的是A.由液层温差与密度倒置引发  B.仅发生在全容罐  C.与储罐压力无关  D.可通过提高液位完全避免【答案】A5.在天然气长输管道中，当输量不变、管径增大一倍时，沿程摩阻损失约变为原来的A.1/2  B.1/4  C.1/8  D.1/32【答案】D6.下列哪种脱硫剂属于物理溶剂？A.MDEA  B.Sulfinol  C.Selexol  D.LoCat【答案】C7.根据ISO6976:2016，计算天然气压缩因子时，优先推荐A.AGA892DC  B.SRK  C.PR  D.BWRS【答案】A8.在井口节流阀后，天然气温度骤降的主要机理是A.焦耳汤姆逊效应  B.绝热压缩  C.相变吸热  D.对外做功【答案】A9.下列哪项不是管道内检测（ILI）技术？A.MFL  B.UT  C.EMAT  D.GPR【答案】D10.根据《输气管道工程设计规范》GB50251，三级地区输气管道强度设计系数F为A.0.72  B.0.60  C.0.50  D.0.40【答案】C11.在燃气轮机干式低NOₓ燃烧室中，降低NOₓ的核心手段是A.降低火焰峰值温度  B.提高过量空气系数  C.注水  D.催化燃烧【答案】A12.关于地下储气库“工作气量”的定义，正确的是A.储库总孔隙体积  B.最高运行压力对应的气量  C.注采循环中可动用气量  D.垫层气量【答案】C13.下列哪项不是LNG船岸兼容评估的必测项目？A.船岸通信协议  B.船岸ESD系统联调  C.船岸接地电阻  D.船岸颜色一致性【答案】D14.在天然气发动机中，增大压缩比可显著降低A.CO₂排放  B.CH₄slip  C.NOₓ排放  D.爆震倾向【答案】B15.根据《危险化学品重大危险源辨识》GB18218，天然气（甲烷）的临界量是A.50t  B.100t  C.200t  D.500t【答案】A16.在天然气凝液（NGL）回收装置中，提高乙烷收率最有效的方法是A.降低脱甲烷塔压力  B.提高脱甲烷塔回流比  C.降低外输气温度  D.增加压缩机级数【答案】B17.下列哪种阀门最适合用于LNG深冷工况的紧急切断？A.闸阀  B.截止阀  C.顶装式球阀  D.蝶阀【答案】C18.在管道干燥过程中，若最终水露点≤20℃，其对应绝对水含量约为A.10ppmv  B.30ppmv  C.50ppmv  D.100ppmv【答案】B19.关于天然气火焰传播速度，下列排序正确的是A.氢气＞甲烷＞丙烷  B.甲烷＞氢气＞丙烷  C.丙烷＞甲烷＞氢气  D.甲烷＞丙烷＞氢气【答案】A20.在SCADA系统拓扑中，负责协议转换与数据缓存的层级是A.现场仪表层  B.PLC/RTU层  C.通信层  D.调度中心层【答案】B21.根据《特种设备目录》，公称直径≥50mm且压力≥1.0MPa的天然气管道属于A.压力管道  B.压力容器  C.锅炉  D.电梯【答案】A22.在天然气加臭剂四氢噻吩（THT）中，其硫质量分数约为A.10%  B.20%  C.30% D.40%【答案】D23.下列哪项不是造成燃气调压器“冰堵”的直接原因？A.节流降温  B.水合物形成  C.二氧化碳凝固  D.气质含游离水【答案】C24.在LNG接收港，高压泵的净正吸入压头（NPSH）裕量一般要求≥A.0.5m  B.1.0m  C.2.0m  D.5.0m【答案】C25.关于天然气燃烧的理论空气量，下列数值最接近的是（以甲烷计）A.7.5m³·m⁻³  B.9.5m³·m⁻³  C.11.5m³·m⁻³  D.14.5m³·m⁻³【答案】B26.在管道完整性管理中，失效后果指数最高的地区等级为A.一级  B.二级  C.三级  D.四级【答案】D27.下列哪种检测方法对金属损失最为敏感？A.CDI  B.XYZMFL  C.压电超声  D.低频电磁【答案】B28.在天然气压缩机组中，采用干气密封的主要目的是A.降低功耗  B.防止润滑油污染气体  C.提高压缩比  D.简化冷却系统【答案】B29.根据《石油天然气工程设计防火规范》GB50183，LNG储罐之间的最小安全距离为A.储罐直径的0.5倍  B.储罐直径的1.0倍  C.储罐直径的1.5倍  D.储罐直径的2.0倍【答案】C30.在天然气能量计量体系中，热值赋值周期不得超过A.1h  B.6h  C.24h  D.7d【答案】B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列哪些属于天然气非烃组分？A.N₂  B.CO₂  C.H₂S  D.He  E.C₂H₆【答案】ABCD32.关于LNG薄膜舱与球舱对比，下列说法正确的有A.薄膜舱蒸发率更低  B.球舱无内部骨架  C.薄膜舱对船体线型适应性更好  D.球舱可用铝镁合金  E.薄膜舱需设置次屏蔽【答案】BCDE33.以下哪些措施可降低天然气往复式压缩机组的脉动振动？A.设置pulsationbottle  B.优化气缸余隙  C.提高吸气温度  D.采用双作用气缸  E.安装孔板阻尼器【答案】ABE34.关于天然气水合物抑制剂，下列说法正确的有A.甲醇属于热力学抑制剂  B.聚乙烯基己内酰胺属于动力学抑制剂  C.抑制剂加入量与过冷度成正比  D.盐类抑制剂效果优于醇类  E.抑制剂回收可降低运行成本【答案】ABCE35.下列哪些属于管道内腐蚀直接评价（ICDA）的关键步骤？A.预评价  B.间接检测  C.直接检测  D.后评价  E.压力试验【答案】ABCD36.在天然气能量计量系统中，需要实时采集的数据有A.体积流量  B.温度  C.压力  D.组分  E.热值【答案】ABCD37.下列哪些属于LNG接收站“零外输”应急保障手段？A.高压泵再循环  B.储罐自增压闪蒸  C.火炬放空  D.返装船  E.槽车装车外运【答案】ACDE38.关于天然气地下储气库注采井，下列说法正确的有A.注采合一可节省投资  B.需考虑冲蚀流速  C.井口需设井下安全阀  D.固井水泥需返至地面  E.生产套管需抗酸设计【答案】ABCD39.下列哪些属于燃气轮机“热悬挂”现象的直接诱因？A.启动升速过快  B.燃油切换过早  C.IGV开度不足  D.压气机结垢  E.透平初温过高【答案】ABCD40.在天然气长输管道清管作业中，下列哪些情况需立即停球？A.球后压力持续下降  B.球速超过5m·s⁻¹  C.收球筒液位突增  D.球位信号丢失超过2h  E.球前压力突升【答案】ACDE三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.天然气临界凝析压力一定高于临界压力。  【答案】√42.LNG储罐日蒸发率与液位高度无关。  【答案】×43.根据GB50251，地震基本烈度≥8度地区，输气管道必须进行抗震校核。  【答案】√44.在天然气发动机中，当量燃烧比λ=1.05时，NOₓ排放最低。  【答案】×45.水露点分析仪采用冷镜法时，镜面温度必须低于气体水露点。  【答案】√46.天然气压缩因子Z>1时，气体比理想气体更易压缩。  【答案】×47.在LNG装车臂紧急脱离装置（ERC）中，液压驱动比气动驱动响应更快。  【答案】√48.根据GB18218，天然气站场储存量超过临界量即构成重大危险源，无需考虑工艺条件修正系数。  【答案】×49.在管道漏磁检测中，轴向缺陷信号通常表现为负峰值。  【答案】√50.采用燃气蒸汽联合循环时，提高燃气轮机透平初温可提升联合循环效率。  【答案】√四、填空题（每空1分，共20分）51.在标准状态下（0℃，101.325kPa），甲烷的密度为________kg·m⁻³。【答案】0.71752.天然气水合物在________℃以上即无法形成，无论压力多高。【答案】26.553.根据AGA8方程，气体压缩因子计算需输入气体________和________参数。【答案】组分、工况温度压力54.LNG接收港高压外输泵通常为________级离心泵，叶轮材料多选用________不锈钢。【答案】多、316L55.在天然气往复式压缩机中，余隙容积增大会使容积系数________，排气量________。【答案】减小、减小56.管道内腐蚀直接评价（ICDA）中，临界倾角一般取________度。【答案】1757.根据GB/T186032020，天然气计量系统准确度等级分为A、B、C三级，其中A级温度测量最大允许误差为________℃。【答案】0.558.在LNG储罐预冷过程中，罐壁降温速率不宜超过________℃·h⁻¹。【答案】559.燃气轮机干式低NOₓ燃烧室中，预混区火焰温度一般控制在________℃以下。【答案】165060.天然气加臭剂四氢噻吩（THT）的嗅觉阈值约为________mg·m⁻³。【答案】0.0161.在管道清管作业中，皮碗清管器的过盈量一般取管道内径的________%。【答案】3～562.根据GB50183，LNG储罐安全阀开启压力为设计压力的________倍。【答案】1.163.在天然气发动机中，λ值定义为实际空气量与________空气量的比值。【答案】理论64.地下储气库垫层气量一般占储库总气量的________%～________%。【答案】30～5065.在LNG船岸装卸臂中，紧急脱离时间一般不超过________秒。【答案】1066.天然气燃烧产生的NOₓ中，热力型NOₓ占比最高可达________%以上。【答案】8067.在管道完整性管理中，风险评价单元长度不宜大于________km。【答案]568.根据GB50251，输气管道强度试验压力为设计压力的________倍。【答案】1.569.在天然气凝液回收装置中，脱甲烷塔顶温一般控制在________℃左右。【答案】9570.在燃气蒸汽联合循环中，余热锅炉节点温差一般取________℃～________℃。【答案】10、15五、简答题（每题5分，共30分）71.简述天然气水合物形成的三个必要条件，并给出两种工业防治方法。【答案】必要条件：①天然气中存在足够的水分；②系统温度低于水合物形成温度；③系统压力高于水合物形成压力。防治方法：①注入热力学抑制剂（如甲醇、乙二醇），降低水合物形成温度；②采用隔热保温或降压升温工艺，使系统工况偏离水合物生成区；③使用动力学抑制剂或抗聚剂，延缓水合物晶体生长或阻止其聚集。72.说明LNG接收港高压外输泵发生汽蚀的机理及工程对策。【答案】机理：当泵入口压力低于LNG饱和蒸气压时，液体局部汽化形成气泡，气泡在高压区溃灭产生冲击波，导致叶轮剥蚀、振动和性能下降。对策：①提高泵入口静压（提高储罐液位、减小吸入管路阻力）；②降低LNG温度（降低泵入口饱和蒸气压）；③采用诱导轮或双吸叶轮改善NPSH需求；④设置泵回流管线，维持最小流量，防止过热汽化；⑤选用抗汽蚀材料（如316L、Inconel）。73.列举天然气长输管道泄漏检测的三种物理原理方法，并比较其优缺点。【答案】①负压波法：利用泄漏瞬间产生的压力波传播特性，响应快（秒级），定位误差±200m，但易受泵站、阀门干扰；②质量/体积平衡法：通过进出口流量差判断，误报率低，可检测小泄漏（1%～3%流量），但响应慢（分钟级），对仪表精度要求高；③分布式光纤（DTS/DAS）：利用温度或声波变化，定位精度±10m，可监测并行管道，但造价高，需预埋光缆；④声波法：基于泄漏噪声频谱，适合高压大流量管道，定位误差±50m，但需复杂信号处理。74.解释燃气轮机“热悬挂”现象，并给出启动过程中的预防措施。【答案】热悬挂指启动过程中，燃气轮机转速停留在某一区间无法继续升速，表现为排气温度高、转速停滞。原因：升速过快导致空气流量不足，燃烧室富油，透平出力与压气机耗功失衡。预防措施：①合理设置升速曲线，控制燃料冲程基准；②优化IGV开度程序，提前增加空气流量；③定期清洗压气机，防止结垢降低喘振裕度；④采用“暖机”阶段，分段升温升速；⑤监测排气温度分散度，及时切除故障喷嘴。75.说明天然气能量计量与体积计量的本质区别，并给出能量计量实施的关键环节。【答案】本质区别：体积计量仅以气体体积为结算依据，忽略组分变化带来的热值差异；能量计量以“体积×热值”即能量为结算单位，体现天然气作为燃料的真实价值。关键环节：①在线色谱实时组分分析；②流量、温度、压力高精度测量；③热值赋值系统（气相色谱+热值仪）定期标定；④数据远传与加密，确保可追溯；⑤国家量值溯源体系，确保热值基准统一。76.简述地下储气库“注采井”与“监测井”的功能差异及布井原则。【答案】注采井：承担注气与采气双重功能，需满足高流量、抗冲蚀、抗交变载荷，井口设井下安全阀，完井采用大尺寸套管，布井于构造高部位以扩大扫气范围。监测井：用于观察地层压力、流体界面、盖层完整性，不注不采，布井于构造翼部与低部位，避开注采井干扰，确保监测数据代表性；井径较小，永久式压力计与取样器配套，水泥返高至盖层顶部，保证密封性。六、计算题（共40分）77.（10分）某天然气管道输送工况：P₁=6MPa（绝），T₁=30℃，管径D=1016mm，L=100km，高程差ΔH=200m（下游高），输量Q=15×10⁸m³·a⁻¹（标况），相对密度Δ=0.65，压缩因子Z=0.92，水力摩阻系数λ=0.012。用威莫斯公式求末端压力P₂（绝）。【答案】威莫斯公式：Q=0.0037×D²·⁵×[(P₁²P₂²)/(L·Δ·T·Z)]⁰·⁵代入：15×10⁸/(365×24×3600)=47.3m³·s⁻¹（标况）D=1.016m，T=303K，Δ=0.65，Z=0.92，L=100km=100000m整理得：P₂²=P₁²[Q²·L·Δ·T·Z/(0.0037²·D⁵)]计算：P₂²=36×10¹²1.02×10¹²→P₂=5.91MPa【答案】P₂≈5.91MPa（绝）78.（10分）某LNG接收港高压泵将LNG从0.6MPa升压至9.0MPa，流量Q=180m³·h⁻¹，LNG密度ρ=420kg·m⁻³，泵效率η=75%，电机效率ηm=96%，求：①泵轴功率；②年耗电（年运行8000h）；③若电价0.6元·kWh⁻¹，年电费。【答案】①扬程H=ΔP/(ρg)=(90.6)×10⁶/(420×9.81)=2037m轴功率P=ρgQH/(η)=420