化工设计习题及解答.pdf

本文由等待熠石贡献 d o c 文档可能在WAP端浏览体验不佳 建议您优先选择TXT 或下载源文件到本机 查看 化工设计 习题及解答 化工设计 次课 学时 第 1 次课 第一章 化工设计概论 1 2 学时 授课内容 授 课内容 1 化工设计根据项目性质分类 2 化工设计根据化工过程开发程序分类 3 化工厂设计的工作程序 4 项目建议书的编制内容 5 可行性研究报告的编制内容 6 设计任务书的编制内容 7 扩大初步设计程序 8 施工图设计内容 学习目的和要 求 学习目的和要求 熟悉化工设计总过程 了解化工设计的前期工作内容 项目建 议书 可行性研究报告 设计任务书等的内容掌握立项报告 项目建议书 可行性研 究报告 设计 任务书的编写方法 重点难点 重点难点 化工设计的类型 项目建 议书与可行性研究报告的编写方法 设计任务书的 编写方法 扩大初步设计和施工图 设计的主要内容 次课 学时 第 2 次课 第一章 化工设计概论 2 2 学时 授课内容 授课内容 1 化工车间工艺设计内容 2 设计准备工作 3 方案设计 4 化工计算内容 5 车间布置设计 6 配管工程设计 7 概算书编制 8 初步设计文 件的编制内容 9 施工图设计文件的编制内容 10 计算机在化工厂设计中的应用简介 学习目的和要求 了解化工设计说明书的主要内容 熟悉初步设计文件和施工图设 计文 学习目的和要求 件的编制内容 掌握化工车间工艺设计内容 重点难点 重点难点 化工车间工艺设计的主要内容 次课 学时 第 3 次课 第二章 工艺 流程设计 1 2 学时 授课内容 授课内容 1 生产方法和工艺流程选择的原则 2 生产方法和工艺流程确定的步骤 3 工艺流程设计的任务 4 工艺流程设计的方 法 1 学习目的和要求 了解生产方法和工艺流程选择的原则 熟悉生产方法和工艺 流程确定 学习目的和要求 的步骤 掌握工艺流程设计的任务和方法 重点难点 重点难点 工艺流程设计的任务和方法 次课 学时 第 4 次课 第二章 工艺 流程设计 2 2 学时 授课内容 授课内容 1 工艺流程图的种类 2 工艺流程 草图 3 工艺物料流程图 4 管道仪表流程图的组成及版式 5 管道仪表流程图通用 设计规定 6 流程图中设备的表示方法 7 流程图中管道 阀门及管件的表示方法 8 仪表控制点的表示方法 9 首页图的编制内容 学习目的和要求 学习目的和要求 了解工艺流程设计首页图的编制内容 熟悉工艺流程图的种类 工艺 流程草图和工 艺物料流程的结构和画法 掌握管道仪表流程图中设备 管道 阀门及管件 仪表控制点的表示方法和画法 重点难点 重点难点 流程图中设备 管道 阀门 及管件 仪表控制点的表示方法和画法 次课 学时 第 5 次课 第二章 工艺流 程设计 3 2 学时 授课内容 授课内容 1 泵类的自控方案 2 压缩机的自控 方案 3 换热器的自控方案 4 反应器的自控方案 5 蒸馏塔的控制方案 6 计算机 在绘制工艺流程图中的应用简介 7 用 PIDCAD 绘制工艺流程图介绍 学习目的和要求 学习目的和要求 了解计算机在绘制工艺流程图中的应用 熟悉用 PIDCAD 绘制工 艺 流程图的方法 掌握换热器 反应器 蒸馏塔等在工艺流程设计中的控制方案 重点难点 泵类 换热器 反应器 蒸馏塔等在工艺流程设计中的控制方案 重点难 点 第一章 化工设计概论 习题与思考题 包括答案 习题与思考题 包括答案 1 化工设计的种类有哪些 根据项目性质化工设计可分为 新建项目设计 重 复建设项目设计 已有装置的改造设计 根据化工过程开发程序化工设计可分为 概 念设计 中试设计 基础设计和工程设计 其中 2 工程设计又包括 初步设计 扩大初步设计和施工图设计 2 请画出化工厂设 计的工作程序示意图 3 可行性研究报告包含哪些内容 1 总论 包括项目名称 可行性研究的 主办单位和负责人 可行性研究编制的依据 和原则 可行性研究的依据 项目提出的 背景 投资必要性和经济意义 研究的范围和主要 过程 研究的简要综合结论 存在 的主要问题和建议 2 市场预测 包括国内外市场情况预测和产品的价格分析 p a g e 1 3 产品方案及生产规模 对于老厂改 扩建和技术改造项目要结合企业现有内部 和 外部条件 对产品方案和生产规模要作方案比较 进行优选 4 工艺技术方案 包括工艺技术方案的选择 工艺流程和消耗定额 自控技术方案 主要设备的选择 和标准化等内容 5 原料 原料 辅助材料及燃料的供应 6 建厂条件和厂 址方案 7 公用工程和辅助设施方案 8 节能 包括能耗指标及分析 节能 措施综述 单项节能工程等内容 9 环境保护与劳动安全 10 工厂组织和劳 动定员 11 项目实施规划 包括建设周期的规划实施进度规划等内容 12 投资估算和资金筹措 13 财务 经济评价及社会效益评价 14 结论 包括 综合评价和研究报告的结论等内容 4 设计任务书的内容主要包括哪些内容 1 项目设计的目的和依据 2 生产规模 产品方案 生产方法或工艺原则 3 矿产资源 水文地质 原材料 燃料 动力 供水 运输等协作条件 4 资源 综合利用 环境保护 三废治理的要求 5 厂址与占地面积和城市规划的关系 6 防空 防震等的要求 7 建设工期与进度计划 8 投资控制数 3 9 劳动定员及组织管理制度 10 经济效益 资金来源 投资回收年限 第二章 工艺流程设计 习题与思考题 包括答案 习题与思考题 包括答案 1 化工工艺设计包括哪些内容 生产方法选择 工艺流程设计 工艺计算 设备的 设计与选型 设备布置 管道设计对非工 艺设计提条件 设计说明书 概预算书 2 在选择生产方法和工艺流程时 应该着重考虑的原则有哪些 其步骤有哪些 先 进性 可靠性 合理性 资料搜集与项目调研 生产设备类型与制造厂商调研 对调 研结果进行全面分析对比 3 工艺流程设计的步骤有哪些 确定整个流程的组成 确定每个过程或工序的组成 确定工艺操作条件 确定控制方案 原 料与能量的合理 利用 制定 三废 处理方案 制定安全生产措施 4 工艺流程图的种类有哪些 工艺流程草图 工艺物料流程图 带控制点的工艺流程图 管道仪表流程图 5 管 道仪表流程图有哪些版式 基础工程设计阶段有 A 版 PI 图 初版 B 版 PI 图 内审版 C 版 PI 图 用户版 及 D 版 PI 图 确认版 详细工程设计阶段有 E 版 PI 图 详 1 版 F 版 PI 图 详 2 版 G 版 PI 图 施工版 6 某管道标注为 PG1310 300 A1A H 表示什么意思 7 固定床反应器温度控制形式有哪些 画出示意图 进料 出料 TC FC 空气 氨气 载热体 出料 TC TC 进料 出料 TC 进料 出料 a 用进料浓度控制 b 用进料温度控制 c 用进料温度控制 d 用冷料量 控制 8 PIDCAD 软件具有哪些特点 PIDCAD 软件操作简单 方便易学 适合于工程 技术 设计人员及高校师生从事化工工 程设计 流程图绘制时使用 结合工艺设备管 理软件 可实现工厂工艺 设备信息化管理 第三章物料衡算与热量衡算 习题 1 连 续常压蒸馏塔进料为含苯质量分数 下同 38 w t 和甲苯 62 的混合溶液 要求馏 出液中能回收原料中 97 的苯 釜残液中含苯不低于 2 进料流量为 20000k g h 求馏 4 出液和釜残液的流量和组成 解 苯的相对分子质量为 78 甲苯的相对分子质量为 92 以下标 B 代表苯 进料中苯的摩尔分数 x FB 釜残液中苯的摩尔分数 0 4196 38 62 78 92 2 x WB 78 0 02351 2 98 78 92 38 78 进料平均相对分子质量 进塔原料的摩尔流量 p a g e 2 M 0 4196 78 1 0 4196 92 86 13 F 2000 232 2k m o l h 86 13 依题意 馏出液中能回收原料中 97 的苯 所以 Dx DB 97 43 0 97 94 51k m o l h 作全塔苯的质量衡算得 Fx FB Dx DB Wx WB 作全塔总质量衡算得 F W D 将 已知数据代人上述质量衡算方程得 232 2 0 4196 94 51 0 02351 232 2 W D 解得 W 124 2k m o l h D 108k m o l h 所以 x DB 组分 k g h 苯 甲苯 合计 7600 12400 20000 塔进料 w t 38 62 100 k m o l h 97 43 134 8 232 2 m o l 41 96 58 04 100 k g h 7372 6 1240 2 8612 8 94 51 94 51 0 8752 D 108 塔顶馏出物 w t 85 60 14 40 100 k m o l h 94 52 13 48 108 m o l 87 52 12 48 100 k g h 227 8 11159 4 11387 2 釜残液 w t 2 0 98 0 100 k m o l h 2 92 121 3 124 2 m o l 2 35 97 65 100 5 习题 2 丙烷充分燃烧时要使空气过量 25 燃烧反应方程式为 C3 H 8 5O2 3CO2 4 H 2O 试计算得到 100 摩尔燃烧产物 又称烟道气 需要加入的空气的摩尔量 解 以 1m o l 入口丙烷为计算基准 根据反应方程式 1m o l 丙烷需要 5m o l 的氧气与之反 应 因氧气过量 25 故需要加入 的空气量为 1 25 5 29 76m o l 0 21 烟道气中各组分的量 其中 O2 6 25m o l N 2 23 51m o l C3 H 8 CO2 H 2O 0 m o l N2 O2 23 51 m o l 3 1 3m o l 4 1 4m o l 入口 6 25 5 1 25m o l 因此 以 1m o l 入口丙烷为基准的物料衡算结果如下 出口 1 6 25 23 51 0 0 30 78 0 1 25 23 51 3 4 31 76 C3 H 8 O2 N2 CO2 H 2O 合计 C3 H 8 O2 N2 CO2 H 2O 合计 从计算结果可以看出 当空气加入量为 29 76m o l 时 可产生烟道气 31 76m o l 所以 每产 生 100m o l 烟道气需加入的空气量为 100 29 76 93 7 m o l 31 76 习题 3 天然气蒸汽转化法制造合成氨原料气的示意流程图 天然气 x k m o l 空气 y k m o l 一段 蒸汽 二段 转化炉 CO 变换 CO2 脱除 转化炉 甲烷化 合成氨 原料气 CO2 p a g e 3 6 转化炉内进行烃类蒸汽转化反应 以甲烷为例 烃类蒸汽转化的反应方程式为 垐 CH4 H2O 噲 CO 3H2 天然气经一段转化炉转化后继续进入二段转化炉反应 在一段转化炉出口添加 空气以配合合 成氨原料气中所需的氮气 同时 一段转化气中的一部分氢气遇 O2 燃 烧供给系统热量 二 段转化后再经一氧化碳变换工序使混合气中的 CO 大部分转化为 CO2 和 H2 CO 转化为 CO2 垐 和 H2 的方程式为 CO H2O 噲 CO2 3H2 变换后的气体进入脱除 C O2 工序脱除 CO2 再 经甲烷化工序除去残存的微量 CO 和 CO2 后作为合成氨合格原料气 已知某厂 天然气的组成为 组分 m o l CH4 83 20 C 2H 6 10 00 C 3H 8 5 16 C4H10 正 0 69 C4H10 异 0 50 C5H12 正 0 06 C5H12 异 0 05 N2 0 33 CO2 0 01 合计 100 要求合成氨原料气的组成为 组分 m o l H2 73 97 N2 24 64 Ar 0 31 CH4 1 08 合计 100 计算天然气的用量和空气的用量 解 以 100 k m o l 合成氨原料气为计算基准 设天然气用量为 x k m o l 添加空气量为 y k m o l 1 作系统 N2 平衡 因为在天 然气蒸汽转化法制造合成氨原料气过程中 N2 没有参加反应 它的数量在反 应器的 进口 出口物料中没有变化 作系统 N2 平衡得 0 0033x 0 79y 24 64 2 作系统 氢平衡 甲烷转化制 H2 的计量关系推导如下 甲烷蒸汽转化反应过程 A 垐 CH4 H2O 噲 CO 3H2 垐 CO H2O 噲 CO2 3H2 垐 CH4 2H 2O 噲 CO2 4H2 CO 变换反应过程 总过程 用同样的方法可推导出烃类蒸汽转化制 H2 的计量关系通式为 Cn H2n 2 2n H2O n CO2 3n 1 H2 因此 100k m o l 天然气可提供的理论 H2 为 组分 CH4 C 2H 6 烃量 k m o l 83 2 0 10 00 p a g e 4 7 可提供的理论烃量 k m o l 4 83 20 332 80 7 10 00 70 C 3H 8 C4H10 正 C4H10 异 C5H12 正 C5H12 异 N2 CO2 合计 5 16 0 69 0 50 0 06 0 05 0 33 0 01 100 10 5 16 51 60 13 0 69 8 97 13 0 50 6 50 16 0 06 0 96 16 0 05 0 80 0 0 471 63 因此 x k m o l 天然气进料可提供的理论 H2 为 471 63 x k m o l 100 氢气燃烧的反应过程 燃烧消耗的 H2 为 作系统 H2 平衡得 2H2 O2 2H2O 2 0 21 y k m o l 471 63 x 2 0 21 y 73 97 4 1 08 100 B 式中 4 1 08 是合成氨原料气的 CH4 折合为 H2 物质的量 m o l A 式 合 B 式联解得到 x 18 92k m o l y 31 11k m o l 因此 制造 100k m o l 的合成氨原料气需加入天然气 18 92k m o l 一段转化炉出 口需添加 31 11k m o l 的空气 习题 4 乙烯氧化为环氧乙烷的反应方程式如下 1 C2 H 4 g O2 g C2 H 4O g 2 试计算 0 1013MPa 25 下的反应热 解 乙烯 g 的标准生成热为 环氧乙 烷 g 的标准生成热为 0 H 298 f 乙烯 52 28k J m o l 0 H 298 f 环氧乙烷 51k J m o l 因此 0 1013Mp a 25 下的反应热计算如下 0 0 0 H 298 r n i H 298 f 产物 n i H 298 f 反应物 1 1 51 1 52 28 0 103 3k J m o l 2 8 习题 5 乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行如下反应 主反应 副反应 1 C2 H 4 g O2 g C2 H 4O g 2 C2 H 4 g 3O2 g 2CO2 g 2 H 2O g 反应温度基本维持在 250 该温度下主 副反应的反应的反应热分别为 0 H 523 105395k J k m o l 乙烯 0 H 523 1321726k J k m o l 乙烯 乙烯的单程转化率为 32 反应的选择性为 69 反应器进口混合气的温度为 210 流 量 45000 m 3 STP h 其组成如下 组分 m o l C2 H 4 3 5 N2 82 0 O2 14 5 合计 100 热损失按反应放出热量的 5 考虑 求热载体移出的热量 解 查得有关气体的 热容数据如下 组分 C2 H 4 210 250 64 43 66 94 O2 31 38 31 67 CO2 45 56 水蒸气 C2 H 4 O 103 8 p a g e 5 N2 30 04 30 17 C p k J k m o l K 35 35 假设如下热力学途径 210 下反应器入口混合气体热容 C p 0 035 64 43 0 82 30 04 0 145 31 38 31 44k J k m o l K 250 下反应器入口混合气体热容 C p 0 035 64 94 0 82 30 17 0 145 31 67 31 67 k J k m o l K 因此 反应器入口混合气体在 210 250 的平均热容为 C p m 31 44 31 67 H1 1 31 56k J k m o l K 2 45000 31 56 250 210 2 536 104 k J h 22 4 45000 45000 H 2 0 035 0 32 0 69 105395 0 035 0 32 1 0 69 1321726 22 4 22 4 1 086 107 k J h 9 H H1 H 2 2 536 106 1 086 107 8 324 106 k J h H H Q2 8 324 106 4 162 105 4 162 105 k J h 由热载体移走的热量为 Q1 H Q2 8 324 106 4 162 105 7 908 106 k J h 第四章习题及解答 第四章习题及解答 1 简述泵的选用与设计程序 简述泵的选 用与设计程序 a b c d e f g h 确定泵型 确定泵的流量与扬程 确定泵的安 装高度 确定泵的台数和备用率按泵的操作台数 校核泵的轴功率 确定冷却水或驱动 蒸汽的耗用量 选用电动机 填写选泵规格表 2 简述换热器的设计原则 a 换热器设计要满足工艺操作条件 长期运转 安 全可靠 不泄漏 维修清洗 方便 较高的传热效率 流体阻力尽量小 安装尺寸符合 要求 b 确定介质流程 c 确定终端温差 d 确定流速 流向和压力降 e 确定传 热系数和污垢系数 f 选用标准系列化的换热 3 填料塔设计程序 a b c d e f g h 汇总设计参数和物性数据 选用填料 确定塔径 计算填料塔压降 验算塔内 喷淋密度 计算填料层高度 Z 计算塔的总高度 H 塔的其它附件设计和选定 4 化工设备施工图的组成 a 装配图 表示设备的全貌 组成和特性的图样 它 表达设备各主要部分的结 构特征 装配和连接关系 特征尺寸 外形尺寸 安装尺寸 及对外连接尺寸 技 10 术要求等 b 部件图 表示可拆或不可拆部件的结构 尺寸 以及所属零部件之 间的关系 技术特性和技术要求等资料的图样 c 零件图 表示零件的形状 尺寸 加工 以及热处理和检验等资料的图样 d 零部件图 由零件图 部件图组成的图样 e 表格图 用表格表示多个形状相同 尺寸不同的零件的图样 f 特殊工具图 表 示设备安装 试压和维修时使用的特殊工具的图样 g 标准图 或通用图 指国家部 门和各设计单位编制的化工设备上常用零部件的 标准图和通用图 h 梯子平台图 支 承于设备外壁上的梯子 平台结构的图样 i 预焊件图 设备外壁上保温 梯子 平 台 管线支架等安装前在设备外壁上 需预先焊接的零件的图样 j 管口方位图 设备 上管口 支耳 吊耳 人孔吊柱 板式塔降液波板 换热器 折流板缺口位置 地脚螺 栓 接地板 梯子及铭牌等方位的图样 k 技术要求 设备在制造 试验 验收时应 遵守的条款和文件 l 计算书 设备强度 刚度等的计算文件 当用计算机计算时 应将输入数据 和计算结果作为计算文件 m 说明书 设备结构原理 技术特性 制造 安装 运输 使用 维护 检修及 其它需说明的文件 n 图纸目录 每个设备的图 纸及技术文件的全套设计文件的清单 p a g e 6 化工设备图的绘制方法及步骤 5 化工设备图的绘制方法及步骤 a b c d e 确定绘图比例 选择图幅 布图 画图 尺寸和焊缝代号标注 编写零部件序号和 管口符号 填写明细栏和管口表 填写设计数据表 标题栏等 6 化工设备图阅读的基本要求 a b c d 了解设备的性能 作用和工作原理 了解设备的总体结构 局部结构及各零件之间的装配关系和安装要求 了解设备 各零部件的主要形状 材料 结构尺寸及强度尺寸和制造要求 了解设备在设计 制 造 检验和安装等方面的技术要求 二 教学难点与重点 a 掌握化工设备的选用和设计的一般原则 b 熟练进行化 工设备的选用 设计 c 熟练掌握化工设备图的绘制 11 d 学习设备工艺及设备图的计算机辅助设计方法 重点掌握 化工设备的选用 化工设备图绘制和阅读 模拟软件使用 第四章作业 第四章作业 读附图所示的列管式固定管板换热器装配图 并根据 HG T 20668 2000 化工 设备设计文件编制规定 重新绘制该图纸 1 概括了解 从标题栏 明细栏 技术特性表等可知 该设备的名称是列管 式固定管板换热器 用 途是使两种不同温度的物料进行热量交换 其规格为 DN700 4000 壳体内径 换热管长 度 换热面积 F 116m 2 绘图比例 1 10 由 25 种零 部件所组成 其中有 14 种标准件 换热器管程内的介质是水 工作压力为 0 4MPa 工作温度为 32 37 壳程内介质 是物料丙烯丙烷 工作压力为 1 6MPa 工作温 度为 44 40 换热器共有 5 个接管 其用 途 尺寸见管口表 该设备采用了 1 个主视图 2 个剖视图 2 个局部放大图和 1 个示意图 2 详细分析 1 视 图分析 图中主视图采用全剖视以表达换热器的主要结构及各管口和零部件在轴线 方向的位 置和装配情况 主视图还采用了断开画法 以省略中间重复结构 简化作图 换热器内部的 管束也采用了简化画法 仅画出一根 其余均用中心线表示 A A 剖视图表示了各管口的周向方位和换热管的排列方式 B B 剖视图补充表达 鞍座的 结构形状及安装等有关尺寸 局部放大图 表达管板与有关零件之间的装配连接 关系 为了表示出件 12 拉杆 的投影 将件 11 定距管采用断裂画法 示意图用以 表达折流板在设备轴线方向的排列情况 2 装配连接关系分析 该设备筒体 件 14 和管板 件 6 封头 件 1 和容器法兰 件 4 的连接都采用 焊接 具 体结构见局部放大图 各接管与壳体的连接 补强圈与筒体及封头的连接均采用 焊 接 封头与管板采用法兰连接 法兰与管板之间放有垫片 件 5 形成密封 防止泄 漏 换热管 件 15 与管板的连接采用胀接 见局部放大图 拉杆 件 12 左 端螺纹旋入管板 拉杆上套入定距管用以固定折流板之间的距离 见局部放大图 折流板间距等装配位置的尺寸见折流板排列示意图 管口轴向位置与周向 方位可由 主视图和 A A 剖视图读出 3 零部件结构形状分析 设备主体由筒体 件 1 4 封头 件 1 组成 筒体内径为 700 壁厚为 6 材料为 Q235 筒体两端与管 板焊接成一体 左右两端封头 件 1 与法兰 件 4 焊接 通过螺栓 与筒体连接 换热管 件 15 共有 360 根 固定在左 右管板上 筒体内部有弓形折流板 件 13 14 块 折流板间距由定距管 件 11 控制 所有折流板用拉杆 件 12 连接 左端固定在 管板上 见放大图 右端用螺栓锁紧 折流板的结构形状需阅读 折流板零件图 鞍式支座和接管法兰均为标准件 其结构 尺寸需查阅有关标准确定 管板有零件图 其结构形状可阅读零件图 4 了解技术要求 从图中的技术 要求可知 该设备按 钢制压力容器 GB150 1998 进行制造 试 验和验收 采 用电弧焊 制造完成后 除进行水压试验外 还需进行气密性试验 12 3 归纳总结 通过上述分析可知 换热器的主体结构由圆柱形筒体和椭圆形 封头构成 其内部有 360 根换热管和 14 块折流板 设备工作时 冷却水自接管 a 进入换热管 由接管 d 流出 温度高的物料从接管 b 进入壳体 经折流板曲折流动 与管程内的冷却水进行热量交换后 由接管 e 流出 车间布置设计 第五章 车间布置设计 习题及答案 一 填空题 设备布置图是在厂房建筑图的基础上增加设备布置的内容 用粗实 p a g e 7 线表示 1 备 厂房建筑用 细实线 画出 设 2 设备布置图主要包括反映设备水平布置情况的 平面图和反映某处立面布置 情 况的 剖面图 二 选择题 1 厂房建筑的承重柱在平面中排列所形成的网格称 为柱网 沿厂房长度方向的 各承重柱自左向右用 A 1 2 3 A 依次 编号 B A C B C A 或 B 绘制 2 在化工设备图中 设备的轮廓 一般按比例用 A A 粗实线 b B 中实 线 2b 3 C 细实线 b 3 D 点划线 3 在布置 A 时 应遵循缩短管长和顺应流程的原则 A 换热器 B 塔 A 表示 C m m D 都可以 C 泵 D 搅拌器 4 设备布置图中的标高用 A m B c m 5 在设备平面布置图中 设备标注为 T 101b 其中 T 表示 B A 一种设备 等级 C 设备一种材质 B 一种设备代号 D 一种设备保温等级 6 在对塔进行布置时 对于 C 需采用独立布置方案 A 将高度相近的塔 C 单塔或特别高大的塔 B 数量不多 结构与大小相似的塔 D 较小的塔 7 以下有关工程设计阶段及 PID 版次的叙述错误的是 B 13 A 工程设计阶段分基础设计和详细工程设计两个阶段 B 在基础设计阶段 PI D 应完成初步设计条件版 A 版 内部审核版 B 版 和用户批准版 C 版三个版 次的设计 C 在详细工程设计阶段 PID 应完成 1 版 详细设计 1 版 版 详细设 2 计 2 版 版 施工版 三个版次的设计 3 D 对于小型或成熟工艺装置的 PID 设计 至少应完成初步条件版 设计版 和施工版三个版次 8 设备布置设计不包 括的内容是 B A 确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置 B 确定车间中 各个设备的管口方法 C 确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设 备的位置 D 确定供安装 操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸 解答 解答 B 正确答案 车间设备布置设计主要包括 确定各个工艺设备在车间平面和立面 的具体位置 确定某些在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公用设备的位 置 确定供安装 操作与维修所使用的通道系统的位置与尺寸 确定场地与 建筑物 构筑物的尺寸 确定管道 电气代表管线 采暖通风管道的走向和位置 9 在以下四条关于几种常见设备的布置设计的意见中考虑欠妥当的是 A A 对于原料和成品贮罐 一般集中布置在贮罐区 同时为缩短流程 节省 管长 原 料和成品贮罐均应靠近与之有关的厂房布置 B 对于大型换热器独立布置时应尽量安 排在室外以节约厂房 C 泵的布置应尽量靠近供料设备 以保证有良好的吸入条件 D 反应器安装在室内或框架内 其基础与建筑物分开 以免将振动和噪声 传递给建筑 物 10 设备布置时设备间 设备与墙之间 运送设备的通道和人行道的宽度都有一 定规范供设备布置设计时参照执行 工艺设备与道路间的距离不应小于 B A 0 5 m B 1 0 m C 1 5 m D 2 0 m 11 请指出下列有关安全距离数据中 A 是不正确的 14 A 回转机械彼此间距离为不小于 1 5 m B 贮槽之间的距离不小于 0 4 0 6 m C 换热器之间的距离不小于 1 0 m D 塔与塔之间的距离 1 0 2 0 m 解答 解 答 A 正确答案 依据 车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离 回转机 械彼此间距离为不小于 0 8 1 2 m 12 泵的布置设计时应尽量集中布置 排成一 条线 电机端对齐 正对道路 以下关于泵的布置正确的是 C A 泵与泵之间的距离视泵的大小而定 一般不小于 1 0m B 双排泵之间的距离一般不小于 1 5m C 泵与墙之间的距离一般 不小于 1 2m 以便通行 D 泵的基础一般比地面高 400 500m m 解答 解答 C 正确答案 泵与泵之间一般不小于 0 7 m 双排泵之间一般不小于 2 0 m 泵基础一 般高出地面 100 200 m m 13 某工厂车间设备布置时 为节省投资 减少厂房面积 p a g e 8 工艺设备与道路间的 距离定为 0 6 m 操作设备时设备到墙的距离为 0 8 m 操作 平台梯子的坡度为 65 通道通行部分的最小净空为 2 1 m 请问上述设计中数据正 确的是 D A B C D 解答 解答 D 正确答案 依据 车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全 距离 工艺设备与道路间的距离为不小于 1 0 m 工人操作时设备与墙面的距离不 小于 1 0 m 操作平台梯子的坡度一般不超过 45 特殊可达到 60 14 工艺专 业提供的建议的设备平面布置图的用途是 A A 装置布置专业 总图专业开展 工作的依据 也是机泵计算 询价订货的依 据 B 因制造周期长 需提前询价订货 的机泵计算依据 C 指导供销人员采购设备的依据 D 指导设备安装施工的依据 15 在化工工艺设计中 其核心内容是 C A 工艺流程设计和生产方法的选择 15 B 车间布置设计和管道布置设计 C 工艺流程设计和车间布置设计 D 化工工 艺计算和车间布置设计 16 车间平面布置图每层平面应以其标高命名 对于一层内 地面 表示方法 D 正确 A EL100 0 平面 C EL0 000 平面 B EL0 0 平面 D EL100 000 平面 17 考虑厂房的柱网布置时 在满足工艺操作需要 满足设备安装 运转及维修 需要的前提下 应选择符合建筑模数的柱网 中国统一规定以 B 数为优先选用的 柱网 A 2 B 3 C 4 D 5 m 的倍 18 下面为某一换热设备的设备位号 表示方法正确的为 A A E0113B B E 113B C E113B D E 0113B 19 考虑厂房立面布置时 厂房的高度主要取决于 D A 设备的高低 C 安装 条件 B 安装的位置 D 综合考虑上面三方面因素 20 在化工厂厂房建筑设计时 单层厂房的宽度不应大于 A A 30m B 22m C 24m D 18m 0 00m 21 在车间布置平面图绘制中 下列标高标注正确的是 D A 3 500m B 1 50m C D 0 000m 22 车间设备布置时 一些高大设备多采用 A A 露天布置 以减少建筑物的费用 降低毒物的积累 B 室内布置 以保护 设备 使设备不受冷 热的影响 23 车间设备布置时 为使管路尽量短和便于操作 通常设备多采用 B A 按流程图出现的顺序布置 B 按相似的设备布置 在一起的分组布置 24 在车间设备布置时有许多要求 如下几项要求中 C A 高 大的设备尽量放在露天 以降低厂房造价 项不合理 16 B 设备布置时应留一定的间隙 有利于操作及检修 C 设备布置时尽量使设 备布局与其在流程图上出现的顺序一样 D 设备布置时应充分利用高位差布置有压 差的设备 三 简答题 一 简述车间布置设计的内容 答 车间布置设计可分为车 间厂房布置和车间设备布置 车间厂房布置是对整个车间各工段 各设施在车间场地范 围内 按照在生产 中和生活中所起的作用进行合理的平向布置和平面布置 车间设 备布置是根据生产流程情况及各种有关因素 把各种工艺设备在一定 区域内进行排列 二 简述车间设备布置的要求 答 一 满足生产工艺要求 二 满足安装和检修 要求 三 满足土建要求 四 满足安全 卫生和环保要求 三 工艺对设备布置有哪 些要求 1 满足工艺流程顺序 要保证水平和垂直方向的连续性 2 相同 类型设备尽可能布置在一起 3 设备与设备之间按规定留足间距 留有操作空间 便于操作 维修 4 考虑设备互换使用的可能性 5 设备安排要考虑管路 p a g e 9 走向 走直线 少弯路 要有堆放原料 中间产物 产品的空地 6 注意劳动保 护 传动设备要有足够的安全距离 7 留有扩建或扩产余地 四 简述车间布置 设计的原则 答 1 最大限度地满足工艺生产包括设备维修的要求 2 有效地 利用车间建筑面积 包括空间 和土地 3 要为车间的技术经济指标 先进合理 以及节能等要求创造条件 4 考虑其他专业对本车间布置的要求 17 5 要考虑车间的发展和厂房的扩建 6 车间中所采取的劳动保护 防腐 防火 防毒 防爆及安全卫生等措施 是否符合要求 7 本车间与其他车间在总 平面图上的位置合理 力求使它们之间输送管线 最短 联系最方便 8 考虑建厂 工区的气象 地质 水文等条件 9 人流特流不能交错 五 简述车间平面布置 的内容和要求 答 内容 一个较大的化工车间 装置 通常包括下列组成 1 生 产设施 2 生产辅助设施 3 生活行政设施 4 其他特殊用室 要求 1 适合全厂的总图布置 与其他车间 公用工程系统 运输系统等结合成 一个有机整体 2 保证经济效益 尽量做到占地少 基建和安装费用少 生产成本低 3 便于生产管理 物料运输 操作维修要方便 4 生产要安全 并妥善解决防火 防毒 防爆等问题 必须符合国家的各 项有关规定和标准 5 要考虑将来扩建 增建和改建和余地 六 简述车间设备布置的内容 答 1 确定各个工艺设备在 车间平面和立面的位置 2 确定某个在工艺流程图中一般不予表达的辅助设备或公 用设备的位置 3 确定供安装 操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸 4 在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸 5 其他 设备布置的最终结果表 现是设备布置图 18 七 简述车间设备布置图的内容 1 一组视图 2 尺寸及标注 3 安装方 位标 4 说明及附注 5 设备一览表 6 标题栏 四 看图回答问题 1 阅读醋 酸残液蒸馏岗位设备布置图 并回答以下问题 醋酐残液蒸馏岗位设备布置图 19 醋酐残液蒸馏岗位流程说明 醋酐残液进入残液蒸馏釜 使残液中的醋酐蒸发 变成蒸汽 再经冷凝器冷凝 为液态醋酐 进入醋酐受槽施加负压 然后去醋酐贮槽 蒸馏釜中蒸馏醋酐后的 残渣 加水后再加热 冷凝 得到的醋酐经醋酸受槽施加负压 后去醋酸贮槽 本 系统为间断操作 通过阀门进行控制 回答问题 1 醋酐残液蒸馏岗位的设备布置图包括 5 000 平面 图和 1 1 剖面 图 m m 2 从平面图可知 本系统的真空受槽 A 和蒸馏釜布置在距北墙 1600 B 距 轴分别为 3800 北墙 500 m m 2000 m m 6000 m m 的位置处 冷凝器的位置距 m m 5 m 的楼面 m m 与醋酸受槽 V1103A 间的水平距离为 1000 3 从 A A 剖面图可知 蒸馏釜和真空受槽 A B 布置在标高为 上 冷凝器 安装在标高 7 5 m 的支架上 第六章 管道布置设计 1 管道布置设计的内容有什么 答 1 确定车间中各个设备的管口方位与 之相连接的管段的接口位置 2 确定管道的安装连接和铺设 支承方式 3 确定各管段 包括管道 管件 阀门及控制仪表 在空间的位置 4 画出管道布置 图 表示出车间中所有管道在平面和立面的空间位置 作 为管道安装的依据 5 编 制管道综合材料表 包括管道 管件 阀门 型钢等的材质 规格和 数量 2 管道 布置设计应符合的标准有哪些 答 HG T20549 1998 化工装置管道布置设计规定 和 SH3012 2000 石油化 工管道布置设计通则 3 真空管线布置设计时应注意什 么 答 真空管线应尽量短 尽量减少弯头和阀门 以降低阻力 达到更高的真空度 4 管道布置时管道焊缝的设置 应符合哪些要求 答 管道对接焊缝的中心与弯管 起弯点的距离不应小于管子外径 且不小于 100m m 公称直径小于 150m m 的管道上两 相邻对接焊缝的中心间距不应小于外 径 且不得小于 50m m 公称直径等于或大于 150m m 的管道上两相邻对接焊缝的 中心间距不应小于 150m m 5 管道穿过建筑物 的楼板 屋顶或墙面时应如何处理 p a g e 10 20 答 应加套管 套管与管道间的空隙应密封 套管的直径应大于管道隔热层的 外径 并不得影响管道的热位移 管道上的焊缝不应在套管内 并距离套管端 部不应 小于 150m m 套管应高出楼板 屋顶面 50m m 管道穿过屋顶时应设防雨 罩 管道不 应穿过防火墙或防爆墙 6 玻璃管等脆性材料管道应如何处理 答 玻璃管等脆性 材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹 避免管道破裂时溅出 液体 发生意外 7 管架 已有哪些标准设计 答 HG T21623 1990 管架标准图 和 HG T21640 2000 H 型 钢结构管架通用 图 8 管道支架按其作用分哪几种 答 管道支架按其作用分 固定支架 滑动支架 导向支架和弹簧吊架 9 立式容器的管口方位划分为哪两部 分 答 立式容器的管口方位取决于管道布置的需要 一般划分为操作区和配管区 两部分 加料口 温度计和视镜等经常操作及观察的管口布置在操作区 排出管 布置在 容器底部 10 卧式容器的人孔如何布置 答 人孔可布置在顶上 侧面或封头中心 以侧面较为方便 但在框架上支撑时 占用面积较大 故以布置在顶上为宜 人孔中心 高出地面 3 6m 以上应设操作平 台 11 换热器的配管要求是什么 答 配管时管 道要尽量短 操作 维修要方便 在管廊上有转弯的管道布置在 换热器的右侧 从换热 器底部引出的管道也从右侧转弯向上 从管廊的总管引 来的公用工程管道 可以布置 在换热器的任何一侧 将管箱上的冷却水进口排 齐 并将其布置在冷却水地下总管的 上方 回水管布置在冷却水总管的管边 换 热器与邻近设备间可用管道直接架空连接 管箱上下的连接管道要及早转弯 并设置一短弯管 便于管箱的拆卸 12 塔的管 道固定与热补偿要注意什么 答 管道固定与热补偿 塔的管道直管长 热变形大 配管时应处理好热膨胀 问题 塔顶气相出口管和回流管是热变形较大的长直管 且重 量较大 为防止 管口受力过大 在靠近管口的地方设固定支架 在固定支架以下每隔 4 5 11 米 DN25 DN300 设导向支架 由较长的水平管 形成二臂部很长的 L 形自 然补 偿器 吸收热变形 13 管道布置图的设计依据 答 管道布置图是以带控制 点工艺流程图 设备布置图 设备装配图及土建 自控 电气等专业的有关图样 资 料为依据 根据管道布置原则和相关标准做 21 出合理的布置设计 并绘出管道布置图 14 管道支架的编号含义是什么 答 管架由五个部分组成 15 管道的标注分几部分 答 管道布置图中的管道应标注四个部分 即管道 号 管段号 由三个单元 组成 管径 管道等级和隔热或隔声 总称为管道组 合号 管道号和管径为 一组 用一短横线隔开 管道等级和隔热为另一组 用一短横 线隔开 两组间 留适当的空隙 16 管道布置图的比例和图幅如何定的 答 常用 的比例有 1 30 也可采用 1 25 或 1 50 但同区的或各分层的平 面图 应采用同 一比例 管道布置图图幅应尽量采用 A0 比较简单的也可采用 A1 或 A2 同区的图 应采 用同一种图幅 图幅不宜加长或加宽 17 管道布置图的分区原则和方法是什 么 答 由于车间 装置 范围比较大 为了清楚表达各工段管道布置情况 需要分区 绘制管道布置图时 常常以各工段或工序为单位划分区段 每个区段以该区在 车间内所 占的墙或柱的定位轴线为分区界线 区域分界线用双点划线表示 在 区域分界线的外 侧标注分界线的代号 坐标和与该图标高相同的相邻部分的管 道布置图图号 18 管道布置图的阅读步骤 答 1 概括了解 首先要了解视图关系 了解平面图的分 区情况 平面图 立面剖视图的数量及配置情况 在此基础上进了一步弄清各立面剖视 图在平面 图上剖切位置及各个视图之间的关系 注意管道布置图样的类型 数量 有 关 管段图 管件图及管架图等 2 详细分析 看懂管道的来龙去脉 从起点设备 开始 找出这些设备所在标 高平面的