燃气输配试卷及答案

燃气输配试卷及答案一、填空题（每空1分，共20分）我国城镇燃气按气源类别可划分为_、_、____、生物质气四大类，其中主要成分为甲烷、爆炸极限范围为5%~15%的气源类别为____。根据《城镇燃气设计规范》GB50028压力分级要求，城镇燃气管道按设计压力分为7级，其中低压管道的设计压力范围为_，中压A级管道的压力上限值为_。城镇燃气必须进行加臭处理，目前国内最常用的加臭剂为_，要求无毒燃气泄漏至空气中达到爆炸下限_浓度时，应能被人体正常嗅觉察觉；有毒燃气泄漏至空气中达到人体允许的安全接触浓度时，即应被察觉。城镇燃气小时计算流量的确定通常采用两种方法，其中适用于居民用户室内燃气管道、庭院支管流量计算的是_法，适用于城镇燃气配气干管、街区管网流量计算的是_法。燃气调压站的核心功能是将上游高压燃气降压至下游所需压力并维持稳定，其常规组成单元除调压器、控制阀门外，还包括_、_、测量仪表、旁通管四个核心部分。低压燃气管道沿程阻力计算中，燃气的流动状态多数处于____区，沿程阻力系数与管壁当量粗糙度、雷诺数均相关。为保证民用燃具的正常燃烧工况，燃具前的燃气压力波动允许范围为额定压力的_倍至_倍。埋地燃气管道的常用附属设施中，用于排除管道内凝水、轻质油等积液的装置为_，用于消除管道因温度变化产生的热胀冷缩应力的装置为_。液化石油气供应系统中，钢瓶内液态LPG依靠自身显热和吸收外界环境热量气化的方式称为____，适用于小型分散用户供气。燃气管道穿越铁路、高速公路等重要交通设施时，应采用____敷设方式，且套管两端应做密封处理。燃气的爆炸下限越低、爆炸极限范围越宽，其发生燃爆事故的危险性越____。二、单项选择题（每题2分，共20分，每题只有1个正确答案）下列燃气类别中，热值最高、标准状态下密度大于空气、泄漏后易在低洼处积聚的是（）A.天然气B.人工燃气C.液化石油气D.沼气根据《城镇燃气设计规范》GB50028规定，设计压力为0.4MPa的中压A级燃气管道，与建筑物基础外沿的最小水平净距为（）A.1.0mB.1.5mC.3.0mD.5.0m燃气调压器实现出口压力稳定调节的核心感应元件是（），该元件可实时感应出口压力变化并带动阀杆调整阀口开度。A.调节弹簧B.橡胶薄膜C.切断阀瓣D.密封填料下列关于燃气加臭剂性能要求的表述，错误的是（）A.气味具有独特辨识度，与日常环境中的其他气味有明显区别B.沸点较高、挥发性弱，避免在管道输送过程中过度损耗C.完全燃烧后产物无毒无害，不产生刺激性、腐蚀性物质D.化学性质稳定，不与燃气组分、管道材质发生反应，不腐蚀管道埋地钢制燃气管道采用牺牲阳极法进行腐蚀防护时，下列材料中不可用作牺牲阳极的是（）A.镁合金B.锌合金C.铝合金D.不锈钢液化石油气储配站的常温压力储罐，其工作压力由（）直接决定。A.储罐设计额定压力B.储存温度下液化石油气的饱和蒸气压C.压缩机出口加压压力D.槽车卸车时的灌装压力下列关于燃气管道严密性试验的说法，符合规范要求的是（）A.严密性试验应在管道强度试验合格前开展B.试验压力统一取设计压力的1.5倍C.试验介质应采用压缩空气或惰性气体，严禁采用可燃气体作为试验介质D.试验压力达到设定值后稳压1小时无压降即可判定合格居民家用双眼天然气灶的额定热负荷通常为3.5kW，已知天然气低热值为36MJ/m³，该灶具的额定燃气流量约为（）A.0.35m³/hB.0.85m³/hC.1.25m³/hD.2.1m³/h下列燃气管道阀门类型中，具有开关速度快、流体阻力小、密封性能好的特点，适用于高压燃气管道快速切断工况的是（）A.闸阀B.截止阀C.球阀D.蝶阀燃气在密闭空间内发生燃爆事故需要同时满足三个必要条件，下列不属于燃爆必要条件的是（）A.燃气与空气混合后浓度处于爆炸极限范围内B.密闭空间内的压力升高至0.1MPa以上C.存在能量达到最小点火能以上的点火源D.混合气体中氧气含量不低于12%

三、多项选择题（每题3分，共15分，每题有2~4个正确答案，多选、少选、错选均不得分）下列关于燃气管道管材选用的说法，符合现行规范要求的有（）A.高压、次高压燃气管道应选用无缝钢管或焊接钢管B.中压燃气管道可选用符合压力等级要求的钢管、聚乙烯（PE）管C.低压庭院燃气管道可选用PE管、钢骨架聚乙烯复合管D.室内低压燃气管道可选用热镀锌钢管、不锈钢波纹管、紫铜管E.所有压力等级的燃气管道均可选用球墨铸铁管城镇燃气输配系统的常规组成部分包括（）A.接收气源来气的门站、具备调峰功能的储配站B.覆盖供气区域的不同压力等级燃气管网C.实现压力调节的区域调压站、用户调压箱D.用户室内连接灶具的燃气胶管、台式燃气灶E.监测管网运行参数的SCADA数据采集与监控系统根据燃气管道沿程阻力计算公式，下列因素中会导致管道沿程阻力损失增大的有（）A.管道内径减小B.管道内燃气流量增大C.管道内壁当量粗糙度增大D.燃气密度减小E.管道计算长度缩短燃气储配站的核心功能包括（）A.接收上游门站来气，完成计量、加臭、杂质过滤等预处理B.通过高压储罐、管道储气等方式储存燃气，调节用气小时不均匀性C.通过加压设备将燃气输送至不同压力等级的管网D.调整燃气组分比例，使其与燃具额定适配参数完全匹配E.调控出站燃气压力，保障下游管网压力稳定下列关于聚乙烯（PE）燃气管道应用特性的表述，正确的有（）A.化学稳定性强，耐土壤腐蚀性能好，埋地敷设使用寿命可达50年以上B.柔韧性优异，可适应一定幅度的地基不均匀沉降，抗震性能好C.机械强度高，可用于设计压力1.6MPa及以上的高压燃气管道D.可采用热熔连接、电熔连接工艺，接口密封性能可靠E.抗紫外线老化性能差，露天敷设时易出现材质脆化开裂四、判断题（每题1分，共10分，正确打√，错误打×）天然气标准状态下密度约为0.7~0.75kg/m³，比空气轻，泄漏后易向上方扩散，相较于液化石油气更不易在低洼空间积聚。（）燃气管道设计压力越高，其与周边建构筑物、市政管线的安全净距要求越小。（）燃气加臭剂的投加量应严格控制，并非越高越好，过量投加不仅会增加运行成本，还可能导致燃气燃烧产物异味过重、腐蚀管道等问题。（）室内燃气管道可根据装修需求敷设在卧室、卫生间的封闭吊顶内，只要做好管道防腐和密封即可。（）居民用户燃气计算流量采用的同时工作系数，物理意义是多台燃具同时工作的概率，用户总数越多，同时工作系数取值越小。（）液化石油气钢瓶使用过程中可采取倒置、加热钢瓶等方式，将瓶内残液完全燃尽，提高燃气利用率。（）燃气管道放散管的作用是在管道投产、检修时排放管内空气或残存燃气，放散管管口应高出地面2m以上，且需避开建筑物通风口、火源等敏感位置。（）埋地燃气管道保护范围内，严禁修建建筑物、堆放重型物料、开展可能损伤管道的施工作业。（）燃气燃烧过程中如果空气供给量不足，会发生不完全燃烧，产生一氧化碳等有毒气体，易引发人员中毒事故。（）城镇低压配气管网一般采用环状布置以提高供气可靠性，高压输气管网可结合供气需求采用枝状加联络管的布置形式。（）五、简答题（每题5分，共15分）简述城镇燃气必须加臭的原因，以及合格的燃气加臭剂应满足的主要性能要求。简述直接作用式燃气调压器的基本工作原理，以及区域调压站需配置的主要安全保护装置。简述埋地钢制燃气管道发生腐蚀的主要原因，以及工程中常用的内外腐蚀防护措施。六、计算题（共10分）某居民小区共接入120户居民用户，每户仅安装1台额定热负荷为3.5kW的双眼天然气灶，无其他燃气用气设备。已知天然气标准状态下低热值为36MJ/m³，居民生活用燃气灶的同时工作系数取值为：10户取0.54、20户取0.45、30户取0.40、50户取0.35、80户取0.31、120户取0.27、200户取0.24。试计算该小区低压燃气引入管处的燃气小时计算流量（写出完整计算步骤，结果保留2位小数）。七、案例分析题（共10分）某城区建成投用3年的区域低压天然气调压站，供气服务范围为0.48平方公里，覆盖居民用户2100户、沿街商业用户32户。近期运维人员接到多起用户投诉：距离调压站最远的3栋6层居民楼用户反映，每日18:00-20:00用气高峰时段灶具火焰软而无力、燃气热水器无法正常点火；距离调压站最近的2栋沿街商业用户则反映，用气低峰时段灶具火焰偏长、偶尔出现脱火、烧穿锅底的情况。经现场实测：用气低峰时调压站出口压力为3200Pa，高峰时出口压力为2800Pa；最远用户高峰时燃具前压力仅为1280Pa，最近用户低峰时燃具前压力高达3120Pa。已知该区域天然气燃具额定压力为2000Pa，燃具正常工作压力范围为1500Pa~3000Pa。请结合燃气输配相关专业知识，分析造成该供气故障的核心原因，并提出可落地的整改措施。参考答案一、填空题（每空1分，共20分）天然气、人工燃气、液化石油气；天然气P＜0.01MPa；0.4MPa四氢噻吩（THT）；20%同时工作系数；高峰小时流量不均匀系数过滤器、安全保护装置过渡流（湍流过渡区/混合摩擦区）0.75；1.5凝水缸（排水器）；补偿器（伸缩节）自然气化加套管高二、单项选择题（每题2分，共20分）1.C解析：标准状态下液化石油气密度约为1.92.5kg/m³，是空气的1.52倍，泄漏后易在低洼处积聚，热值约为92~121MJ/m³，高于其他三类燃气。2.B解析：依据GB50028-2006（2020年版）表6.3.3-1规定，中压A级（0.2MPa＜P≤0.4MPa）燃气管道与建筑物基础的最小水平净距为1.5m。

3.B解析：橡胶薄膜是调压器的压力感应元件，可将出口压力的变化转化为机械位移，带动阀杆调整阀口开度。4.B解析：加臭剂需要具备良好的挥发性，沸点低、易气化，才能均匀混合在燃气中被及时察觉。5.D解析：牺牲阳极材料需具备电位负于钢管、电流效率高的特点，常用材料为镁合金、锌合金、铝合金，不锈钢电位与钢管接近，无法起到牺牲阳极保护作用。6.B解析：常温压力储存的液化石油气为饱和气液两相状态，储罐内的工作压力等于当前储存温度下液化石油气的饱和蒸气压，随环境温度变化而波动。7.C解析：严密性试验必须在强度试验合格后开展；试验压力根据管道设计压力确定，设计压力小于5kPa时试验压力为20kPa，设计压力≥5kPa时试验压力为设计压力的1.15倍且不小于0.1MPa；试验时长根据管径确定，稳压后需修正温度、大气压影响，修正压降满足允许值方可判定合格。8.A解析：单台灶具额定流量计算公式为qn=Q/Hl10.B解析：燃气燃爆三要素为：浓度处于爆炸极限范围、足够浓度的氧气、达到点火能要求的点火源，与空间内初始压力无直接关联。三、多项选择题（每题3分，共15分）1.ABCD解析：灰口铸铁管已逐步淘汰，球墨铸铁管仅可用于低压燃气管道，高压、次高压管道严禁使用铸铁管，E选项错误。2.ABCE解析：用户室内燃具及连接管属于用户端用气设施，不属于城镇燃气输配系统范畴，D选项错误。3.ABC解析：根据沿程阻力公式ΔP=λl5.ABDE解析：PE管长期耐温、耐压性能有限，根据规范要求仅可用于设计压力不超过0.4MPa的中压A级及以下燃气管道，严禁用于高压管道，C选项错误。四、判断题（每题1分，共10分）1.√2.×解析：管道压力越高，泄漏后的破坏风险越大，要求的安全净距越大。3.√4.×解析：根据规范要求，室内燃气管道严禁敷设在卧室、卫生间的封闭空间内，避免泄漏后积聚引发中毒、爆炸事故。5.√6.×解析：液化石油气钢瓶倒置会导致液态液化石油气直接进入调压器、燃具，引发液态燃料剧烈气化燃烧，造成火焰喷出、火灾事故，严禁倒置、加热钢瓶。7.√8.√9.√10.√五、简答题（每题5分，共15分）（5分）答：（1）加臭原因：城镇燃气本身为无色无味的气体，泄漏后难以被人体察觉，易引发爆炸、火灾、中毒等安全事故，因此必须添加加臭剂，使燃气泄漏时可通过嗅觉及时发现，保障用气安全（2分）。（2）加臭剂性能要求：①气味辨识度高，与日常环境气味有明显区别，在极低浓度下即可被人体嗅觉感知；②挥发性强，易与燃气均匀混合，在管道输送过程中不凝结、不沉淀；③化学性质稳定，不与燃气组分、管道材质发生反应，不腐蚀管道和设备；④完全燃烧后产物无毒、无强腐蚀性，不产生二次污染；⑤成本较低，容易获取（每点0.6分，共3分）。（5分）答：（1）工作原理：直接作用式调压器以调节弹簧的弹力作为压力给定值，当出口压力低于设定值时，橡胶薄膜下方受出口压力的作用力小于弹簧弹力，阀杆带动阀瓣开大，燃气通过量增加，出口压力回升；当出口压力高于设定值时，薄膜下方作用力大于弹簧弹力，阀瓣关小，燃气通过量减少，出口压力回落，最终通过阀口开度的动态调整维持出口压力稳定（3分）。（2）安全保护装置：主要包括安全切断阀（出口压力超压或低压时自动切断气源）、安全放散阀（出口压力轻微超压时自动放散泄压）、过滤器（过滤燃气中杂质，避免杂质卡涩阀瓣）、进出口压力监测仪表等（2分，答出2种及以上核心装置即可得分）。（5分）答：（1）腐蚀原因：埋地钢管的腐蚀主要分为三类，一是化学腐蚀，即管道金属与土壤中的矿物质、盐分、地下水等直接发生化学反应导致的腐蚀；二是电化学腐蚀，即土壤作为电解质，钢管不同部位存在电位差形成原电池，是埋地钢管最主要的腐蚀形式；三是杂散电流腐蚀，即周边电力设施、电气化铁路泄漏的电流流经管道导致的电解腐蚀（2分）。（2）防护措施：①内腐蚀防护：通常采用管道内壁涂覆环氧树脂等防腐涂层，同时在燃气输送过程中过滤杂质、脱除凝水，减少管内腐蚀介质；②外腐蚀防护：采用管道外壁涂覆三层PE、环氧煤沥青等防腐绝缘层，隔绝土壤与管道的接触；同时配套阴极保护措施，包括牺牲阳极法、外加电流法，使管道成为腐蚀电池的阴极，避免电化学腐蚀；此外还需定期检测管道防腐层完整性、阴极保护电位，及时修复防腐层破损点（3分）。六、计算题（共10分）解：计算步骤如下：（1）计算单台天然气灶的额定流量：居民燃具额定流量计算公式为qn=QHl，其中Q为灶具额定热负荷，Hl为燃气低热值（2分）。

代入参数：Q=3.5kW=3.5kJ/s=3.5×七、案例分析题（共10分）答：（1）核心故障原因分析（5分）：①调压站出口压力设定不合理、稳压精度不足：低峰时段出口压力达3200Pa，导致近端用户燃具前压力达3120Pa，超出燃具最高允许工作压力（1.5倍额定压力即3000Pa），因此出现火焰过长、脱火问题；高峰时段出口压力回落至2800Pa，压力随流量波动幅度过大，说明调压器可能存在薄膜老化、阀瓣卡涩等问题，无法实现全流量段的稳定调压。②低压管网水力工况失调，总压力损失超限：该供气区域低压管网在高峰时总压力降达1520Pa（调压站出口2800Pa与远端用户压力1280Pa的差值），远高于低压天然气管道1000Pa的允许总压降范