输气工(高级)理论复习测试附答案

输气工(高级)理论复习测试附答案一、输气工艺与设备运行1.（单选）某DN1000干线输气管道设计压力10MPa，采用X80钢级，壁厚14.3mm，若输送天然气相对密度0.65，温度20℃，按GB50251计算该管段理论输气量最接近下列哪项数值？A.3.8×10⁷m³/d B.4.2×10⁷m³/d C.4.7×10⁷m³/d D.5.1×10⁷m³/d答案：C解析：采用PanhandleA公式，经摩擦系数、高程差、压缩因子修正后，计算得4.68×10⁷m³/d，取整4.7×10⁷m³/d。2.（单选）离心式压缩机进入喘振区前最先出现的宏观现象是：A.出口温度骤降 B.入口真空度减小 C.机组轴位移突增 D.管网压力周期性振荡答案：D解析：喘振初期气流方向周期性反转，管网压力出现低频振荡，随后才触发轴位移报警。3.（多选）关于往复式压缩气阀故障，下列判断正确的是：A.阀片断裂会导致排气温度升高 B.弹簧失效使阀片延迟关闭，容积效率下降 C.阀座结焦会引起排气量上升 D.气阀窜气可借助红外热像仪在阀盖外壁检出热点答案：A、B、D解析：结焦使通流面积减小，排气量下降，C错误；其余选项均为现场验证结论。4.（判断）当输气站场采用“压力—流量串级+选择性控制”方案时，若下游分输用户突然大幅提量，则流量副环先动作，压力主环后动作，最终稳态压力一定低于设定值。（ ）答案：错误解析：选择性控制逻辑会强制压力主环优先保证安全限压，稳态压力可回到设定值，流量由用户决定。5.（填空）某燃驱压缩机组ISO工况下额定功率18MW，现场大气压90kPa，进气温度35℃，相对湿度80%，则按ARI标准修正后现场最大持续功率为______MW。（保留一位小数）答案：16.2解析：利用ARI10级修正公式，温度、湿度、气压综合修正系数0.900，18MW×0.900=16.2MW。6.（简答）说明输气站场“干气密封”与“油膜密封”在事故状态下对机组轴瓦损伤的差异，并给出高级输气工应急处置要点。答案：干气密封失压后，工艺气瞬间反窜轴承箱，气流携带固体颗粒冲刷轴瓦，损伤快但污染范围小；油膜密封失压则润滑油流失，轴瓦因缺油高温烧损，损伤慢却不可逆。应急处置：1）干气密封失压立即触发ESD停机，关闭上下游隔离阀，投用氮气缓冲，保持轴承润滑油泵运行；2）油膜密封失压立即启动直流油泵，若油压仍低于0.08MPa则紧急停机并投用高位油箱；3）无论哪种情况，30min内禁止盘车，待轴承温度＜50℃后方可手动盘车检查损伤。二、天然气物性与气质管理7.（单选）按GB178202018，一类天然气高位发热量应≥______MJ/m³。A.30.4 B.31.4 C.34.0 D.36.0答案：B8.（单选）若在线水露点仪显示15℃（工况压力6MPa），则管道内天然气绝对水含量约为：A.40ppm B.80ppm C.120ppm D.160ppm答案：B解析：查GB/T22634水含量换算表，6MPa、15℃对应约80ppm。9.（多选）下列哪些组分会导致天然气燃烧出现“黄焰”？A.C₂H₆ B.H₂S C.铁锈粉尘 D.硅氧烷答案：C、D解析：固体颗粒及硅氧烷在高温下辐射呈黄色；C₂H₆增加火焰亮度但非黄焰；H₂S燃烧呈蓝色。10.（计算）某气源组成（体积分数）：CH₄92%、C₂H₆5%、C₃H₈2%、CO₂1%，求该天然气在15℃、101.325kPa下的真实气体密度。（保留两位小数，单位kg/m³）答案：0.78解析：按AGA892DC方程迭代计算压缩因子Z=0.922，平均摩尔质量17.48g/mol，ρ=PM/ZRT=0.78kg/m³。11.（简答）阐述高级输气工如何利用“激光拉曼光谱+气相色谱”双技术实现气质在线比对，并说明比对偏差超过±0.5%时的处理流程。答案：激光拉曼实时获取CH₄、C₂+、CO₂主峰强度，30s更新一次；气相色谱每6min出全组分。高级工在站控室建立滑动时间窗，若连续3个色谱周期内CH₄摩尔分数偏差>0.5%，立即执行：1）触发二级报警，锁定在线热值计算；2）手动取样送第三方仲裁；3）检查拉曼探头窗口污染、色谱载气压力、阀箱温度；4）若仲裁结果仍超差，停用水露点、硫含量等关联在线仪表数据，切换至离线手动分析模式，并通知下游用户启动热值调度应急预案。三、管道完整性管理12.（单选）某段X70管道外径1016mm，壁厚12.7mm，最大允许操作压力（MAOP）10MPa，按ASMEB31.8计算，若检测到金属损失深度占壁厚25%，长度200mm，采用B型套筒修复后，套筒设计承压必须≥______MPa。A.6 B.8 C.10 D.12答案：C解析：B型套筒需恢复至原MAOP，套筒承压能力不低于10MPa。13.（多选）下列哪些方法可用于区分管道内检测信号中的“轴向裂纹”与“周向裂纹”？A.超声横波 B.电磁超声EMAT C.漏磁轴向通道 D.环向漏磁通道答案：A、B、D解析：轴向通道对周向缺陷敏感，反之亦然；横波与EMAT可旋转探头区分方向。14.（判断）对于高后果区（HCAs）内发现的深度≥50%wt的锐深坑，若采用复合材料修复，必须同时安装永久压力监测帽，并在下一次内检测周期前完成换管或钢套筒更换。（ ）答案：正确解析：GB321672015明确复合材料为临时措施，锐深坑需计划永久修复。15.（填空）某管道设计系数0.6，若升级为设计系数0.8，则理论上输气量可增加约______%。（忽略压缩因子变化）答案：15.5解析：输气量正比于√(P₁²−P₂²)，设计系数提高0.8/0.6=1.333，平方根后1.154，增量15.4%，取15.5%。16.（简答）描述“高钢级管道延性裂纹扩展”现场快速评估的“双曲线法”步骤，并给出高级输气工在夜间应急时如何用手持红外测温仪辅助判断裂纹是否已止裂。答案：步骤：1）记录泄漏点压力降速率dP/dt与初始压力P₀；2）查材料CVN值，绘制Battelle双曲线；3）将dP/dt对应曲线交点判定止裂/扩展。夜间应急：裂纹扩展段管壁因气体膨胀降温，表面温度骤降5–8℃；若红外测温仪显示裂纹尖端前方1m处温度梯度突然回升至环境温度，表明裂纹已止裂；若低温区持续前移，则仍未止裂，需立即启动远程放空并准备截断阀隔离。四、仪表自动化与通信17.（单选）输气站场ESD阀采用SIL2等级，其要求的安全失效概率（PFD）应处于：A.10⁻²–10⁻³ B.10⁻³–10⁻⁴ C.10⁻⁴–10⁻⁵ D.10⁻⁵–10⁻⁶答案：B18.（多选）下列哪些协议支持“时间同步”功能，可满足输气站场SOE分辨率≤1ms？A.ModbusRTU B.IEC61850 C.PTP（IEEE1588v2） D.NTP（SNTP）答案：B、C解析：IEC61850与PTP硬件时间戳精度<100ns；NTP只能到ms级；Modbus无时间同步。19.（计算）某站场使用4–20mA变送器测量0–15MPa压力，若PLCAI模块量程卡误设为0–20mA对应0–10MPa，则当真实压力12MPa时，PLC读数为______MPa。答案：7.5解析：12MPa对应电流I=4+(12/15)×16=17.6mA；PLC按0–20mA线性折算，17.6/20×10=8.8MPa；但模块实际仅识别4–20mA段，需重新线性化：(17.6−4)/16×10=8.5MPa；因卡件硬设0–20mA，最终读数8.5×10/15=7.5MPa。20.（简答）说明在输气站场RTU与调度中心通信中断时，高级输气工如何利用“本地历史数据缓存+卫星便携站”实现30min内临时恢复SCADA链路，并给出数据完整性校验方法。答案：步骤：1）确认RTU本地SD卡缓存周期为1min，导出中断前后1h数据；2）架设Ku波段便携站，速率2Mbps，建立VPN隧道至调度备用服务器；3）在RTU启用“存储转发”模式，将缓存数据按时间戳批量上传；4）利用MD5哈希对每256kB数据块生成校验码，调度端比对，若不一致则重传；5）上传完成后，人工切换至卫星链路实时模式，延迟<500ms，满足调度监控需求；6）待主通信恢复后，对比卫星与主链路数据，偏差>0.1%的测点触发二次校验。五、安全环保与消防21.（单选）按GB50183，天然气站场生产区距100人以上公共建筑应≥______m。A.50 B.60 C.70 D.90答案：D22.（多选）下列哪些属于“重大危险源”临界量≥50t的介质？A.天然气（甲烷） B.液化石油气（丙烷） C.甲醇（储罐） D.乙二醇（储罐）答案：A、B、C解析：甲烷50t、丙烷50t、甲醇500t，但题目问“≥50t”，故A、B、C均符合。23.（填空）某球罐区储存液化天然气（LNG）2000t，按《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》，其R值计算中β值取______。（保留两位小数）答案：1.00解析：LNG为易燃气体，β=1.00。24.（简答）输气站场发生“大量含甲醇污水泄漏”时，高级输气工如何快速建立“三级防控”体系，并给出吸附法应急处理甲醇浓度≥10%污水的操作参数。答案：三级防控：1）一级为围堰内收集，启动固定泵转输至事故罐；2）二级利用站场雨水管网切换阀，将污染水引入隔油—吸附池，池内装填颗粒活性炭（GAC）层厚1.2m，空床流速≤5m/h；3）三级为下游筑坝拦截，用槽车转运至有资质单位。操作参数：GAC粒径0.9mm，碘值≥950mg/g，接触时间≥30min，甲醇去除率>90%，饱和炭用氮气保护装袋，送再生炉温度850℃，停留时间6min，确保甲醇完全分解。25.（案例分析）阅读以下事件并回答问题：事件：2022年某干线在RTU阀室旁通改造动火作业时，因隔离阀内漏，导致天然气窜入作业区，遇打磨火花引发闪燃，造成2人烧伤。问题：（1）指出本次动火作业在“能量隔离”环节存在的3项具体错误；（2）给出高级输气工在类似作业中采用“双阻断+导淋”升级措施后的验收标准；（3）列出闪燃后15min内现场必须完成的5项应急操作。答案：（1）错误：①仅关闭单隔断阀，未确认阀座密封性；②未在阀腔安装导淋排放，无法验证零泄漏；③未使用可燃气检测仪连续监测作业点，而仅开工前测爆一次。（2）验收标准：①上下游阀均全关并加机械锁，阀腔安装1/2″导淋阀，持续排放30min，可燃气浓度<0.2%LEL；②导淋阀出口接入移动火炬，火焰稳定呈蓝色，无黄色火苗；③作业区与隔离阀间安装临时盲板，盲板厚度≥管道强度计算值，螺栓扭矩按GB/T9125执行；④由高级工与监护人员双人签字确认，每2h复检一次。（3）应急操作：1）立即停打磨机，关闭所有电源，启动站场ESD；2）用干粉灭火器扑灭明火，若火势扩大则启动固定喷淋；3）组织人员逆风撤离至上风向100m外，清点人数；4）关闭主干线上下游截断阀，启动远程放空，控制压降速率≤0.3MPa/min；5）向调度中心报告，请求消防与医疗支援，持续监测下风侧可燃气浓度，直至<1%LEL。六、职业健康与应急维抢修26.（单选）按《职业病分类和目录》，输气工长期接触甲醇可导致的法定职业病是：A.甲醇中毒 B.苯中毒 C.噪声聋 D.手臂振动病答案：A27.（多选）进入含H₂S浓度≥30mg/m³（约20ppm）区域作业，必须配备：A.正压式空气呼吸器 B.便携式H₂S报警仪 C.防静电服 D.防爆通信工具答案：A、B、C、D28.（计算）某DN800管道发生破裂，管内压力8MPa，温度15℃，估算初始天然气泄漏质量流量。（给出公式并计算，保留整数，单位kg/s）答案：公式：临界流\[\dot{m}=C_dAP_0\sqrt{\frac{M}{ZRT_0}\left(\frac{2}{\gamma+1}\right)^{\frac{\gamma+1}{\gamma1}}}\]取C_d=0.85，A=π×0.4²=0.503m²，P₀=8×10⁶Pa，M=17.5×10⁻³kg/mol，Z=0.92，R=8.314，T₀=288K，γ=1.27。计算得\dot{m}≈380kg/s。29.（简答）描述“带压开孔—封堵”作业中，高级输气工如何利用“压力平衡孔”判断封堵囊夹渣泄漏，并给出判定合格的数据标准。答案：在封堵囊上下游各开1/2″平衡孔，连接U型压差计。若压差持续>5kPa且呈上升趋势，表明囊与管壁间夹渣造成微漏；合格标准：稳压30min，压差<2kPa，且用肥皂水检查无气泡。若不合格，重新清洗管壁、更换高摩擦囊皮，并二次平衡测试。30.（综合应用）某站场配置2用1备调压支路，调压阀为自力式+监控切断，下游用户要求压力0.8–1.2MPa。运行中因滤芯堵塞导致工作支路出口压力持续下降至0.6MPa，备用支路未自动投用，用户端低压报警。请回答：（1）写出备用支路未能自动投用的3种最常见电气原因；（2）给出高级输气工在10min内恢复供气的手动操作步骤；（3）说明事后对滤芯堵塞进行“根因分析”需收集的5类数据。答案：（1）电气原因：①压力开关设定值漂移，低于0.6MPa仍未闭合；②PLC输入模块通道损坏，未收到低压信号；③备用阀电磁阀线圈断路，无法得电。（2）手动操作：1）立即到站控室确认低压报警，记录时间；2）现场关闭堵塞支路进出口球阀，打开备用支路进口阀，手动按下电磁阀手动按钮，观察出口压力升至0.9MPa；3）缓慢开启备用支路出口阀，与用户调度确认流量稳定；4）切换PLC为手动模式，屏蔽自动切换逻辑，防止误动；5）在交接班记录本签字，通知维修班更换滤芯。（3）根因分析数据：1）滤芯压差历史曲线，查看是否按0.01MPa/d趋势上升；2）气质