第8章习题及答案.doc

8 化工工艺系统设计8.1 复习要点8.1.1 化工工艺系统设计的主要内容和深度，它包含了系统设计、化工管道设计、安全泄压设施设计、机泵的安装设计、设备管道的布置设计、系统安全分析等。8.1.2 工艺管道及仪表流程图在工程设计过程的重要性和它所应包含的主要设计内容。8.1.3 在化工管道设计中伯努利方程的应用，采用常用流速和管道压力降控制求取经济管径的方法。8.1.4 可压缩流体和不可压缩流体的管道阻力计算，局部阻力计算的方法；管道、阀门噪声控制的手段和方法，设备的接管要求，机泵的压差要求。8.1.5 化工装置安全设施的设计原则，造成安全隐患的因素。阀门、安全阀、爆破片、限流孔板、阻火器、疏水器等的设置原则和适用场所。8.1.6 设备安装高度，机泵安装设计，泵所需气蚀余量NPSHr和泵系统有效气蚀余量NPSHa的概念及其具体计算和要求。8.1.7 化工厂设备管道布置原则和设计要求，设备管道隔热设计原则和涂漆要求。8.1.8 熟悉通用安全分析方法中的HAZOP（危险与可操作）分析、故障树形图分析和列表法。8.2 习题8-1 化工工艺系统专业应负的主要责任（ ）？（1）应对系统的安全性和可操作性负责； （2）应对生产技术的可靠性负责；（3）应对项目如期完成负责； （4）应对项目的经济效益负责。答案：（1）8-2 以下哪些是化工工艺系统设计的主要内容？（多选题）（1）管道及仪表流程图（PID）；（2）确定管道压力等级、编制管道数据表；（3）提出设备设计温度； （4）划分装置危险区域。答案：（1）（2）。题中(3) 、(4) 是工艺专业的工作内容。8-3 流体在管道内的流动，存在着流速的限制，可选用较高流速的是哪个（ ）？（1）粘度较高； （2）不允许产生较大的噪声； （3）对管壁磨损有限制； （4）允许阻力降较大。答案：（4），其它几条都希望选用较低的流速。8-4 以下有关管道及仪表流程图的叙述不正确的是（ ）。（1）管道及仪表流程图（PID）是在工艺设计的基础上开展工作的工程设计的一个重要工作环节，亦是工程设计中各有关专业开展工作的主要依据；（2）管道及仪表流程图（PID）一般在基础工程设计阶段开展初版工作，随着设计阶段的深入，不断补充完善，直至详细工程设计阶段完成；（3）管道及仪表流程图应表示出全部设备、机械、驱动机及备机，但对于开车时所用的临时设备不需要表示；（4）管道及仪表流程图反映了工艺设计流程、设备设计、管道布置设计和自控仪表设计的综合成果。答案：（2）。PID的A版,一般在工艺包阶段就已开始形成。8-5 有关管道仪表流程图的设计阶段和版次的叙述，以下错误的是（ ）。（1）工程设计分为两个阶段：基础工程设计和详细工程设计；（2）通常在基础工程设计阶段完成三个版次的设计：A版（初版），B版（内审版）和D版（设计确认版）；（3）在详细工程设计阶段完成三个版次的设计：E版（详细设计1版），F版（详细设计2版），G版（施工版）；（4）对于小型或成熟工艺装置的管道仪表流程图，最少应完成A版（初版）、D版（设计确认版）和G版（施工版）三个版次。答案：（2）。通常在基础工程设计阶段完成四个版次的设计：A版（初版）、B版（内审版）、C版（用户版）和D版（设计版）。8-6 以下不属于管道及仪表流程图A版（初步版）包括的内容的是（ ）。（1）列出全部有位号的设备、机械、驱动机及备台，应初步标注出主要技术数据、结构材料；（2）应标注对工艺生产起控制、调节作用的主要阀门，管道上的次要阀门、管件、特殊管（阀） 件可暂不表示；（3）应标注主要安全阀和爆破片，但不注尺寸和编号；（4）确定全部取样、分析点，并进行标注和编号。答案：（4）d，不是A版的内容, 是B版的设计内容。8-7 下述对管道及仪表流程图G版（施工版） 的内容和深度所需注意的问题，不合适的是（ ）。（1）应符合制造厂的图纸及资料的要求； （2）管道上的放空、放净应标注齐全；（3）将图上所有表示修改的修改符号和修改范围线均应擦去；（4）全部“待定” 问题整理后，转交施工经理进行处理。答案：（4）全部“待定”问题和需要说明的问题要提出处理意见。8-8 在管道及仪表流程图上，管道无需编号的是（ ）。 工艺管道和公用工程管道的干管、支管和辅助管线； 直接相接的设备管口（如叠放的换热器、塔和再沸器）； 放空、放净管道； 调节阀、安全阀等管件的旁路。（1） （2） （3） （4）答案：（2）（4）。因为（2）是设备管口直接相接的；（4）的旁路管的管号与主管相同，不需另外编号。8-9 公用工程管道及仪表流程图（UID）中不应标识出的内容是（ ）。（1）UID中包括了工艺流程中必须使用的工艺用水、蒸汽、仪表空气、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空等公用工程；（2）与公用工程管道有关的设备和管线的设计参数；（3）与公用工程管道有关的仪表控制方案；（4）在PID中已标识的公用物料仪表。答案：（4）已在PID中标识的公用工程物料仪表，在UID中就不需标识。8-10 下述对于管道及相应的阀门设计不合适的是（ ）？（多选题）（1）离心泵进出管上都应设切断阀；（2）离心泵出口管上应设止回阀，位置应在切断阀的下游；（3）废热锅炉和汽包之间的上升管和下降管处，都不能设置阀门；（4）往复式压缩机用于调节流量设在旁路管上的手动阀门，可采用蝶阀、截止阀和闸阀等。答案：（2）（4）。8-11 以下哪些是造成安全隐患的主要因素？（多选题）（1）设备出口堵塞； （2）自然灾害；（3）原料质量太差； （4）管道存在裂纹。答案：（1）（4）8-12 阀门设置需要考虑的主要因素是（ ）？（多选题）（1）流体的性质； （2）阀门的功能；（3）与阀门相连的设备类型； （4）管道及其附件的阻力损失。答案：（1）（2）8-13 在哪些情况下不需设置安全阀（ ）？（1）易引起超压的反应器设备； （2）易累积不凝性气体的容器； （3）离心泵出口阀前管道上； （4）加热炉出口切断阀的阀前管道。答案：（3）8-14 某一容器释放气体，已知分子量M86，设计温度t设135 ，背压对释放能力修正系数Kb1，安全阀整定压力PS0.4 MPa（表），气体释放量WV2770 kghr-1。则在选用安全阀时，安全阀喷嘴喉部直径do应不小于（ ）。安全阀气体泄放能力计算公式为：式中：WV为气体泄放（释放）量，kghr-1；A为安全阀有效流通面积，cm2；PS为安全阀整定压力，Pa（表）；T为气体释放温度，K；M为气体相对分子质量；Kb为背压对释放蒸汽和气体能力修正系数。（1）2.2 cm （2）2.52 cm （3）2.59 cm （4）3.49 cm答案：（3）解：代入题目已知条件8-15 在哪些情况下应优先选用爆破片？（多选题）（1）压力有可能迅速上升的场合；（2）工作压力1.6 MPa（a）的压力容器；（3）泄放介质含有结晶的容器；（4）压缩机出口管道上。答案：（1）（3）8-16 下列哪些场合可采用限流孔板？（多选题）（1）工艺物料需要降压，且精度要求较高；（2）泵的冲洗管道；（3）压力较高的放空管道；（4）须减压的气体管路,由于压差太大，在减压阀后设置限流孔板，以减少减压阀的前后压差。答案：（2）（3）8-17 有一股压力为10.3MPa 的尾气，经限流孔板降压至1.6MPa去燃料管网，试计算要满足上述要求最少需几块限流孔板，各块孔板后的压力分别是多少？请选择下列最接近的答案（ ）。限流孔板后的压力（MPa）板数第1块第2块第3块第4块第5块（1）24.061.60（2）35.542.981.60（3）46.474.062.551.60（4）57.305.033.472.391.60答案：（3）解：已知 P1=10.3MPa P2=1.6MPa根据使用限流孔板避免管路出现噎塞流的要求，限流孔板后的压力（P2）不能小于板前压力（P1）的55%，由于本题（P2）远小于（P1）55%的值，所以必须选择多块板。则要求：P1=0.55 P1 P2=0.55 P1 P3=0.55 P2 ；Pn=0.55Pn-1可归纳为：P2=(0.55)nP1由上式可得：(0.55)n= P2/ P1；即：n=log(P2/1)/log0.55=log(1.6/10.3)/log0.55=3.11经圆整，取n=4，即至少需4块限流孔板。因此，上述公式可转换为，若取第m块板，则该板前后的压力之比为：Pm/Pm1=(P2/ P1)1/4则：第1块板板后压力： P1=(1.6/10.3)1/410.3=6.47 MPa第2块板板后压力： P2=(1.6/10.3)1/46.47=4.06 MPa第3块板板后压力： P3=(1.6/10.3)1/44.06=2.55 MPa第4块板板后压力： P4=(1.6/10.3)1/42.55=1.6 MPa8-18 已知限流孔板的孔径d0=120mm，通过孔板的压降为1.2MPa，液体相对密度为1.20，则限流孔板流量为（ ）。流量计算公式：Q=128.45Cd02(P/g)0.5式中：Q 工作状态下体积流量，m3hr-1；C 孔板流量系数，已知C=0.5；d0 孔板孔径，mm；P通过孔板的压降，Pa；g 工作状态下的相对密度。（1）924840 m3hr-1 （2）924.84 m3hr-1（3）7707 m3hr-1 （4）1849.7 m3hr-1答案：（2）解：计算流量 Q=128.450.50.122（1.2106/1.2）0.5=924.84 m3hr-1所以，答案（2）正确。8-19 下述场合哪些应选用放空阻火器（ ）？（多选题）（1）储存闪点40的油品槽车；（2）输送有可能产生爆炸性混合气体的管道中；（3）火炬排放气进入火炬头前；（4）进入爆炸危险场所的小汽车内燃发动机排气口管道上。答案：（1）（4）。其中（2）和（3）应该采用管道阻火器。8-20 下述哪种情况不需要设置疏水阀（ ）？（1）蒸汽管最低处的末端； （2）蒸汽管上减压阀的阀前；（3）蒸汽加热器冷凝水出口； （4）蒸汽过热器入口蒸汽管。答案：（4）蒸汽过热器入口的蒸汽，即使有少量冷凝液，进入过热器也就汽化了，没有必要设疏水阀。8-21 以下哪个是不符合疏水阀系统的设计要求的（ ）？（1）疏水阀的入口管应设在用汽设备的最低点；（2）疏水阀不允许并联使用，可以串联使用；（3）多台用汽设备不能共用一只疏水阀，以防短路；（4）疏水阀的出口管应少弯曲，尽量减少向上的立管。答案： （2）疏水阀不允许串联使用。8-22 下述哪条不属于疏水阀具体的选型参数（ ）？（1）疏水阀的型式（工作特性）；（2）疏水阀的外形尺寸；（3）正常工况下疏水阀的进出口压力；（4）疏水阀的连接管径（配管尺寸）。答案：（2）不属于疏水阀具体的选型参数。8-23 下述哪条不属于疏水阀的选型要点（ ）？（1）能及时排除凝结水；（2）外观美观；（3）能自动排除不凝性气体；（4）外形尺寸小，重量轻，价格便宜。答案：（2）外观美观不属于疏水阀选型要点。8-24 下述泵的布置原则，不合适的是（ ）。（1）输送易燃易爆的，或有害介质的泵，要求通风良好的环境，一般宜采用敞开或半敞开布置；（2）对于工艺流程中塔类设备较多时，常将泵集中布置在管廊下面，在寒冷地区则集中在泵房内；（3）在多台泵集中布置时，应将离心泵的吸入口取齐，并列布置，这是泵的典型布置方式；（4）布置泵时，要考虑阀门的安装和操作的位置。答案：（3）不合适，应是将离心泵的出口取齐。8-25 下述有关换热器布置的一般要求，不合适的是（ ）。（1）换热器布置时要考虑其抽管束或检修时所需的场地或设施；（2）为方便维修，尽量避免直径较大的两台以上的换热器叠放在一起布置。（3）多台卧式换热器，在条件许可时，宜并列布置在一起，管程的管口取齐，这样较为整齐美观。（4）为减少对换热器设备本体的热应力，卧式换热器的两个支座都做成固定式的。答案：（4）卧式换热器考虑消除热应力应是：一个固定支座、另一个是活动支座。8-26 下述有关塔器布置的一般要求，不合适的是（ ）？（1）大直径塔宜用裙座式立地安装。（2）对成组布置的塔，一般可以塔的中心线为一直线排成一列，并设置联合平台。（3）塔平台应设置在便于检修、操作、监测仪表和出入人孔的部位。（4）为减少泵输液给塔的高差，降低能耗，可将塔基础与地面取齐，以降低塔的高度。答案：（4）一般塔基础要高出地面。8-27 在确定用蒸汽透平驱动的离心式压缩机基础高度时，下述哪条不是考虑的主要因素（ ）？（1）冷凝器的外形尺寸；（2）压缩机制造厂的要求；（3）冷凝液泵的净正吸入压头（NPSH）的要求；（4）压缩机检修的要求。答案：（4）压缩机的检修要求，不应是考虑其基础的主要因素。8-28 某厂区所在地区的风向风玫瑰图如下图。在生产装置中有明火，也有可燃气体的释放源。在装置布置时，做了四个方案（如下图），现从防火防爆考虑，要求释放源和明火布置在合理的位置，请指出下图中布置合理的是（ ）？（多选题）答案：（1）（2）（4） 提示：按布置原则：明火应远离可燃气体释放源，并布置在释放源上风向。首先题中的明火和释放源都有一定距离，其中：（1）、（4） 明火分别布置在释放源的次主导和主导风向的上风向，是合适的；（2）明火布置在释放源的侧向，不在释放源的下风向，也是合适的。而（3） 明火布置在释放源主导风向的下风向，所以是不合适的。8-29 有关管道布置的一般要求，下述哪条是不合适的（ ）？（1）管道应尽可能架空敷设，如必要时也可埋地敷设；（2）管道布置设计应考虑便于做支吊架的设计，使管道尽量靠近已有建筑物或构筑物，应避免使柔性大的构件承受较大的荷载；（3）无绝热层的管道不用管托或支座，大口径薄壁裸管及有绝热层的管道应采用管托或支座支撑；（4）在PID图中有“无袋形”、“带有坡度”及“带液封”等要求的管道，若在具体配管时认为不合适时，可在配管时酌情处理。答案：（4）其应严格按PID的要求配管。8-30 下述对管道布置的要求，有哪些是不合适的？（多选题）（1）主要应满足工艺管道布置要求，其它均应服从工艺要求；（2）为节省管道，设备之间连接的管道，必须走最短的距离；（3）为便于安装、检修和管理，管道尽量架空敷设；（4）管道布置应考虑到设备、管件、阀门的检修。答案：（1）（2）题中（1）应是对各专业、各类别相关管道作出全盘规划，各司其位；题中（2）应视具体情况而定，不能单从节省管道节约费用来考虑, 还应考虑是否便于安装、检修、管理等综合因素。8-31 管道布置的间距，以下哪些是不合适的（ ）？（1）有人行走的管廊，敷设管道的管架梁底应不低于2.2m；（2）管道通过公路或铁路时管底距路面（轨顶）应不小于4.5m；（3）在人不通行处，敷设管道的管架（采用低管架）梁底净空不小于0.3m；（4）采用高管架的排管下布置机泵，最下层管道通道上方不低于3.2m。答案：（2）当管道通过铁路时管底距轨顶应不小于5.5m。8-32 下述管道的排列原则，不合适的是（ ）？（1）热介质管道在上，冷介质管道在下；（2）大管道在下，小管道在上，小管道可支撑在大管道上；（3）腐蚀性液体管道在上，气体管道在下； （4）高压介质管道在上，低压介质管道在下。答案：（3）。一般腐蚀性介质的管道应布置在下面。8-33 从管道布置的原则分析，下列给出的管道布置方案中不合理的是（ ）？（1） （2） （3） （4）答案：（2） 提示：距离较近的两设备间的管道直连不合适，有热应力难以消除，会损坏管道或设备接口；泵吸入管道上容易形成气袋。8-34 下图4根管道的布置（注：图中管道位置仅指上下左右的含义），哪个最合理（ ）？管道编号介质公称直径DN介质压力MPa介质温度蒸汽液氨脱盐水氮62.50.510.0200103535答案：（3）的布置最为合理。管道较粗靠墙布置, 且热管道布置在上方; 管道是低温应布置在上方, 而管道是高压应布置在上方。8-35 下述哪些有关泵配管的说法不正确（ ）？（多选题）（1）当泵出口垂直向上时，出口管道上止逆阀的进口侧，应安装放净阀；（2）泵的吸入管道如管径有改变，可采用异径法兰；（3）用于输送230以上介质的泵，常在泵的出口阀前后设一个Dg20的旁道管，作为暖泵管线；（4）为防止高扬程备用泵出口阀板，因单侧受压过大，不易打开，常设旁道予以解决。答案：（1）（2） 提示：（1）泄压阀应安装在止回阀与切断阀之间。主要是便于止回阀拆卸前泄压；（2）离心泵进口管如需改变管径，应选用异径管。8-36 泵在工作流量低于额定流量20%时，其工作效率很低，此时应设小流量旁通管线，让一部分介质在短时间内循环，从而提高泵的效率。在旁通管线上需设置相应的设施，请选择既实用又节省费用的应是下列哪个（ ）？（1）调节阀； （2）截止阀； （3）球阀； （4）限流孔板。答案：（4）从适用来说，采用调节阀或限流孔板都可以，但限流孔板价格低廉。8-37 往复式气体压缩机进出口设旁路阀的作用，下述哪些说法是正确的？（多选题）（1）用于调节压缩机排气量；（2）减小出口气体的脉冲；（3）用于压缩机单体试车；（4）当出口阀后设备的气体压力增高时，压缩机活塞出口侧受力增大，打开旁路阀，使活塞两侧压差减小，起到保护压缩机的作用。答案：（1）（3）往复式气体压缩机旁路阀的作用主要是调节气量和用于单体试车。8-38 下述有关离心式压缩机配管的说法不正确的是（ ）？（1）离心式压缩机各段入口，一般均应设气-液分离罐，分离罐应尽量靠近入口处，由分离罐至压缩机入口的气体管应坡向压缩机；（2）压缩机出口管道至分离罐（分离凝液和润滑油）的管道应设计成无袋形；（3）压缩机出口管道应注意噪声水平，必要时应采取降噪声的措施；（4）压缩机出口管道与工艺系统相连接时，应在切断阀前设止逆阀。答案：（1）应坡向分离罐。8-39 下述有关往复式压缩机配管的说法不正确的是（ ）？（1）压缩机的进气管和排气管都应设缓冲罐；（2）一般都设旁路阀作为压缩机调节气量的主要手段；（3）在压缩机的排气管上设止回阀，可选用升降式，也可选用旋启式。止回阀应设在切断阀上游；（4）压缩机进气管和排气管上都应设切断阀，切断阀选用闸阀。答案：（3）不能选用旋启式。8-40 下述有关废热锅炉管道设计要求，不合适的是（ ）？（1）废热锅炉的进水管和汽包（或废热锅炉）的蒸汽输出管道上都设止回阀和切断阀；（2）汽包或废热锅炉上应设放空管（排气管） 和排液管（排净管），并设切断阀；（3）上述放空管和排液管上的切断阀可设一个，也可设两个；（4）在自然循环系统中，汽包和废热锅炉连接的上升管和下降管上，不应设置阀门。答案：（3）放空管和排液管上，一般都应设两个切断阀。8-41 泵的入口管道偏小，下图泵进口与异径管连接方式最不合适的是（ ）？答案：（1）。因为（1）的异径管上部易积存气体，容易造成气蚀。8-42 下述对管沟内管道布置的要求，哪个是不合理的（ ）？（1）输送介质无腐蚀、无毒和非易燃易爆管道；（2）不宜埋地，又不易架空布置的管道；（3）正常地下水位低于沟底；（4）为防止重组份气体及有害气体在沟内集聚，可采用加强沟内通风的措施。答案：（4）管沟内无法采取通风措施，应填埋沙子。8-43 在设计中考虑设备和管道的排液，下图所选择的排液口位置，哪些是不合适的？（多选题）答案：（2）（3）。其中（2）应接在阀前；（3）应安装在阀后。8-44 在配管图与土建专业图纸会签校对时，以下哪些是属于我们校对的内容？（多选题）（1）校对管线是否与厂房的门、窗、梁、柱相碰，其间距是否合适；（2）梁、柱、楼面上的预埋件（二次条件）位置、数量、规格是否满足配管设计的要求；（3）仪表柜、配电柜（箱） 在地面、楼面和墙面上的预埋件，是否已按设计要求预埋，位置、数量、规格是否准确；（4）管沟、地下管线等，是否与设备、厂房基础等相碰。 答案：（1）（2）（4）。其中（3）不属于工艺配管专业校核的内容。8-45 下述不属于工艺配管图校核的内容是（ ）？（1）平、立剖面图是否符合PID的要求，管道编号、管径、管道等级是否与PID一致；（2）设备规格、设备压力等级是否与工艺专业提出的一致；（3）阀门安装位置和高度是否能满足操作、维修等要求；（4）管道的固定支架、导向支架和活动支架的配置是否合适。答案：（2）不属于工艺配管图校核的内容8-46 化工生产系统的排放原则，下述不合适的是（ ）？（1）常温的空气和惰性气体可就地排放；（2）含氮无毒污水的排放可引入就近地漏或排水沟；（3）蒸汽和其它易燃、易爆、有毒的气体，应根据气量大小等情况确定由火炬排放，或向高空排放以及采取其它方式；（4）排放易燃、易爆气体的管道上应设置阻火器。答案：（2）污水即使是无毒，但由于其是含氮污水，也不能直接排入下水道，应经过处理合格，才能排至下水道。8-47 下述对阀门安装的要求，不合适的是？（ ）（多选题）（1）升降式止回阀必须安装在水平管道上，而旋启式也可以安装在垂直管道上，它对流体的流向没有什么要求；（2）两种不同介质、不同操作条件的管道相连处的阀门，可任意按一种条件来选择该阀门；（3）为了安装和检修方便，应尽量选用法兰连接的阀门；（4）阀门安装时，应尽量不要使阀门承受外加载荷，以免应力过大损坏阀门。答案：（1）（2）其中：（1）旋启式止回阀安装在立管上，对流体的流向有要求，只能用于流体向上流的管道上；（2）阀门应按要求高的选用。8-48 有关安全阀安装的要求，下述不合适的是（ ）？（1）安全阀应尽量靠近被保护的设备或管道安装；（2）应安装在易于检修和调节的位置；（3）安全阀可以垂直安装，也可以水平安装，但以垂直安装最为适宜；（4）安全阀需向大气排放有危险性或可燃性气体时，一般应与火炬系统相连接。答案：（3）安全阀不能水平安装。8-49 有关阀门的选用，下述选择哪个是正确的（ ）？可选择的阀门类型有以下几种：球阀；截止阀；隔膜阀；蝶阀；闸阀；旋塞阀。（1）需要大流量调节，操作温度为3080：可选择蝶阀、截止阀；（2）需要迅速切断的悬浮液介质，操作温度为300350，操作压力为3.54.0MPa：可选择球阀、蝶阀；（3）腐蚀性液体介质：可选择隔膜阀；（4）要求密封性能好，并需要流量调节功能； 可选择截止阀、旋塞阀。答案：（3）提示：（1）中截止阀不宜用于大流量调节；（2）中蝶阀不宜用于高温；（4）中旋塞阀不宜用于流量调节。8-50 下图在不同介质和管路中，孔板流量计的安装位置，合适的是（ ）？ 答案：（1）符合孔板流量计前2015D，后5D的直管要求。其中:(2)是因为向上流的蒸汽管道上不宜设流量计；(3)是因为向下流的夹带液体的气体管道上不宜设流量计；(4)是因为流量计后管道长度不足5D。8-51 有一股流体自A塔底部流出，经调节阀减压后流至B塔中部进塔。该流体减压后形成两相流，请指出该调节阀合适的安装位置应是下列的哪个位置（ ）？（1）靠近A塔底部出口处；（2）自A塔至B塔的垂直管处；（3）靠近B塔入口处；（4）只要是水平管，哪个位置都可以。答案：（3）由于管路中存在两相流，会对管道形成脉冲，造成管道激烈的振动。由此会引起管道或连接件损坏等事故。因此该调节阀（减压阀）应尽量靠近下一台设备的入口，这样可以减轻甚至于避免管道的振动。 8-52 有台蒸发器，所需加热用蒸汽量较大达10th-112 th-1，排出的冷凝液经疏水阀排至距离较远的冷凝液槽或冷凝液总管，请指出该疏水阀合适的安装位置应是（ ）？（多选题）（1）靠近蒸发器冷凝液出口管处；（2）靠近冷凝液总管处；（3）靠近冷凝液槽进口处；（4）在蒸发器冷凝液出口管与冷凝液总管（冷凝液槽进口）的中间附近。答案：（2）（3）提示：一般疏水阀的出口往往夹带二次蒸汽，蒸汽耗量大的冷凝液排出管中夹带的二次蒸汽更多些，这样在管道中也存在两相流，也会形成脉冲而造成管道振动。所以，疏水阀应尽量靠近冷凝液槽或冷凝液总管。8-53 在管系设计中为降低噪声应采取必要的措施，在下述所列的有哪条是不合适的？（1）选用低噪声阀；（2）设置限流孔板；（3）控制流速；（4）泵出口需转弯的管道，其转向应是逆泵叶片旋转的方向。答案：8-53 （4）提示：泵出口需转弯的管道，其转向应是顺泵叶片旋转的方向，有利于降低噪声。8-54 下述哪条不符合隔热设计原则（ ）？（1）某离心泵出口管道，其表面温度为60，可不予以保温；（2）介质凝固点或冰点，高于环境温度的设备和管道，应予以保温；（3）需减少冷介质在生产或输送过程中的温升或气化的情况下，应予以保冷；（4）需防止在环境温度下设备或管道外表面凝露的情况，应予以保冷。答案：（1）提示：离心泵出口管道周边，是操作人员经常走动的区域，为了防烫该管道应给予保温。8-55 有A、B两塔，一股流体自A塔依靠压差流至B塔，已知该流体流量Vf=14 m3hr-1，密度=1000 kgm-3，黏度=110-3 Pas，A塔压力PA=400 kPa，管道全长L=20 m，管道绝对粗糙度=0.3 mm，管道内径di= 50mm，已知管道局部阻力Pt=40.2 kPa。现需求得：在上述条件下，B塔的压力PB应接近下述哪个数？（1）345.8 kPa （2）386.0 kPa （3）182.02 kPa （4）222.22 kPa答案：（3）解：u=(Vf/3600)/(0.785u)=(14/3600)/(0.7850.052)=1.9816ms-1Re=diu/=0.051.98161000/(1103)=99080/di =0.3/50=0.006 560/Re=560/99080=0.005652 则/di 560/Re该流体处在湍流的粗糙区，求取的公式为：=(1.74+2log(2/di)-2=(1.74+2log(20.3/50)-2=0.2264Pf =6.26104L2Vf/di5=6.261040.2264201421000/505=177.78 kPaPB=400-177.78-40.2=188.02 kPa8-56 用泵将水池中热水（70 ）送到敞口容器中。已知输水管路内径为50 mm，水的流速为1.5 ms-1，泵的吸入管路与排出管路中流动阻力分别为9.81 kPa和39 kPa。该地区大气压为90.66 kPa，水管排出口比热水池液面高5 m。已知泵的允许吸上真空高度HS为7.6 m（101.33 kPa，20 下清水），则泵的允许安装高度HS为（ ）。已知：20 水的饱和蒸汽压 2335 Pa； 重度=998.2 kgm-3 70 水的饱和蒸汽压 31164 Pa； 重度=977.8 kgm-3（1）2.58 m （2）3.69 m （3）2.69 m （4）3.58 m答案：（1）解：泵的允许吸上真空高度HS是在101.33 kPa，20下清水测定的，现操作条件为90.66 kPa，70，须将HS加以换算7.6+（90660-31164）/（977.89.81）-（101330-2335）/（998.29.81）7.6+6.210.113.69 m允许安装高度8-57 用离心泵将真空蒸发器中的完成液送至结晶器。蒸发器的真空度为72 kPa（蒸发空间饱和蒸汽压等于液面上绝对压力）。泵安装在地面上。已知：泵的必需气蚀含量NPSHr3.5 m，吸入管路的压头损失Hf，011.0 m。蒸发器内液面距泵入口的垂直高度Hg3.6 m。则正确的答案是（ ）？（1）泵的安装正确； （2）蒸发器需整体加高1.4 m；（3）蒸发器可下降1.4 m； （4）蒸发器需加高0.9 m。答案：（2）解：Z5.03.61.4 m（升高）8-58 用泵将20水由储槽送出，泵前后各装有真空表和压力表。已知泵的吸入管路总阻力和速度头之和为2 mH2O柱，允许吸上真空高度为5 m，大气压强为1.013105 Pa，储槽液面低于泵的吸入距离为2 m。当水温变为60 时，真空表和压力表读数将（ ）。已知：20和60时水的饱和蒸汽压分别为2335 Pa和19923 Pa。（1）真空表上升，压力表下降；（2）真空表上升，压力表上升；（3）真空表下降，压力表下降；（4）真空表下降，压力表上升。答案：（3）解：当水温变为60时 ps=19923Pa, r983.2 kgm-3水温20时ps= 2335 Pa，998.2 kgm-3则60时允许吸上真空高度=泵的允许安装高度现在实际安装高度已达到2 m，安装过高。泵内发生气蚀，压力表和真空表读数均骤然下降。8-59 用离心泵将密度为1200kgm-3的水溶液送至常压容器，两液面维持恒定的高度差18m，管路系统总压头损失可表达为：He =18+4.12104Qe2，离心泵的特性方程为：H464.88104Q2，现将两台规格相同的离心泵并联，则其输液量为（ ）？（1）83.12m3hr-1 （2）82.43m3hr-1 （3）63.5m3hr-1 （4）73.3m3hr-1答案：（2）解：并联Q0.0229 m3s-182.43 m3hr-1串联Q0.0231 m3s-183.12 m3hr-1单台Q0.01764 m3s-163.5 m3hr-18-60 由燃煤锅炉产生中压过热蒸汽，专供一台气体压缩机，作为该机蒸汽透平驱动的动力。其耗蒸汽20000 kghr-1，过热蒸汽参数：P=3.8MPa（表）；t=450。在蒸汽系统设计时，考虑到气体压缩机突然因故停车，蒸汽管网的安全，故在该中压蒸汽管上设置一个安全阀，作为压缩机停车安全联锁放空，其定压P=4.0MPa（表）。根据上述条件，请选择下列合适的安全阀，安全阀所需的有效通过面积及所选安全阀的实际通过能力（ ）。（1）全启式安全阀 A=15.77 cm2 W=20000 kghr-1（2）微启式安全阀 A=33.18 cm2 W=20000 kghr-1（3）微启式安全阀 A=33.18 cm2 W=42086 kghr-1（4）全启式安全阀 A=19.63 cm2 W=24899 kghr-1已知排放水蒸汽时，安全阀的通过能力W计算公式：W=40 (1.03P10-5+1) ACKb式中：W安全阀排放能力，kghr-1； P安全阀定压，Pa（表）;A安全阀有效通过面积，cm2；C过热蒸汽修正系数，在本条件下C=0.79Kb背压修正系数； 当背压为大气时，K b =1全启式安全阀规格公称通径 Dg3240506580100阀座喉径 D（mm）2025325065有效通过面积A（cm2）3.144.918.0419.6333.18开启高度 L（mm）5781317微启式安全阀规格公称通径 Dg32405065100阀座喉径 D（mm）2025324065有效通过面积A（cm2）3.144.878.0412.5733.18开启高度 L（mm）56.281017答案：（4）解：一般用于蒸汽和气体的安全阀宜选用全启式，其排放能力的计算公式： W=40(1.03P10-5+1)ACK由此可转化为：A=W/(40(1.03P10-5+1)CKb)=20000/(40(1.034.010610-5+1)0.791)=15 cm2选取Dg80的全启式安全阀，有效通过面积A=19.63 cm2计算得到W=40(1.034.010610-5+1)19.630.791 =26177 kghr-18-61 某液体的相对密度G=0.8，要求排放量为57500 kghr-1，定压为1.85MPa（表），背压为00.1MPa（表），积聚压力为25。请选择下列合适的安全阀，安全阀所需的有效通过面积A和所选安全阀的实际通过能力W。（1）全启式安全阀 A=4.20 cm2 W=57500 kghr-1（2）全启式安全阀 A=4.91 cm2 W=67240 kghr-1（3）微启式安全阀 A=4.20 cm2 W=57500 kghr-1（4）微启式安全阀 A=4.87 cm2 W=66692 kghr-1已知排放液体时，安全阀的通过能力W计算公式：W=3660A(P1-p2)10-5)GKp)1/2 式中：W安全阀排放能力，kghr-1； p1安全阀定压，Pa（表）；p2安全阀背压，Pa（表）； A安全阀有效通过面积，cm2；C液体比重；Kp积聚压力修正系数。本题查得25积聚压力时的Kp=1。有关全启式和微启式安全阀的规格见上题。答案：（4）解：一般用于液体的安全阀宜选用微启式，其排放能力的计算公式W=3660A(P1-P2)10-5GKb)1/2则：A=W/(3660(P1-P2)10-5GKb)1/2)=57500/(3660(1.85-0.1)10610-50.81) 1/2)=4.2 cm2选微启式安全阀Dg40，A=4.87 cm2则 W=36604.87(1.85-0.1)10610-50.81) 1/2=66692 kghr-18-62 下述管道设计压力的选取，不合适的是（ ）。（1）设有安全阀的压力管道，其应大于等于安全阀开启压力； （2）离心泵出口管道，其应大于等于与泵相通的设备设计压力；（3）往复泵出口管道，其应大于等于泵出口安全阀的开启压力；（4）真空管道的设计压力取全真空的压力。 答案：（2）离心泵出口管道，其设计压力大于等于泵出口阀关闭时的压力。8-63 根据国家质量技术监督局锅炉压力容器安全监察局制订的压力管道设计单位资质认证与管理办法中对压力管道的划分，以下哪些是正确的？（多选题）（1）设计压力为1MPa的煤气长输管道应划为GA1级别；（2）设计压力4.0MPa的甲类可燃液体工业管道应划为GC1级别；（3）设计压力10.0MPa的流体介质的工业管道应划为GC1级别；（4）压力4.0MPa的乙类可燃气体工业管道应划为GC2级别。 答案：（2）（3）即题中（1）的管道应属GA2级别，（4）的管道应属GC1级别。8-64 天然气组成为：甲烷80%，乙烷15%，丙烷4%，丁烷1%，求其在空气中的爆炸界限为（ ）。（1）4.06%13.89% （2）4.46%14.14%（3）4.06%14.14% （4）4.46%13.89%已知：混合气体爆炸界限的计算公式L=100/(n1/N1+n2/N2+nn/Nn)式中：L混合气体的爆炸上（下）限；N1混合气体中某种气体的爆炸上（下）限；N2混合气体中某种气体的百分含量，%。上述气体在空气中的爆炸界限为（V%）：甲烷：下限 5.3，上限 15.0； 乙烷：下限 3.0，上限 12.5；丙烷：下限 2.2，上限 9.5； 丁烷：下限 1.9，上限 8.5。答案：（2）解：L下=100/(80/5.3+15/3.0+4/2.2+1/1.9)=4.46%L上=100/(80/15+15/12.5+4/9.5+1/8.5)=14.14%8-65 某工厂生产煤气供城市民用，其有两股煤气的气源，一股是焦炉煤气，价格较昂贵；另一股是发生炉煤气，价格低廉。为降低煤气成本，工厂希望在焦炉煤气中多渗入发生炉煤气。根据城镇人工煤气的规定：煤气的热值不得低于14650 kJNm-3；煤气中CO不能高于10%。工厂要做到既不违反上述规定，又要降低成本，焦炉煤气与发生炉煤气各占的百分比数，下列哪个更合适（ ）？ 焦炉煤气 发生炉煤气 （1） 71.25% 28.75% （2） 82.38% 17.62% （3） 76.82% 13.18%提供的焦炉煤气和发生炉煤气的组成和燃烧热值见下表气体成份CO2C2H6COH2CH4N2焦炉煤气（V%）2.81.06.354.431.54.0发生炉煤气（V%）6.2027.312.40.753.4燃烧热（kJNm-3）58200160501076035850答案：（2）解：假设渗入煤气中的焦炉煤气占的百分比例为X；应先考虑满足煤气中一氧化碳含量不超过10%，作为计算条件，列出下式：0.063X+(1X)0.273=0.1解得X=82.38%即，焦炉煤气占82.38%；发生炉煤气占17.62%。复核热值是否满足要求，可算得焦炉煤气热值为：18739 kJNm-3；发生炉煤气热值为5967 kJNm-3；则混和煤气热值为：16489 kJNm-3，满足14650 kJNm-3的要求。8-66 一台卧式丙烷储罐，直径D=3.6m，长L=12.6m（切线切线）椭圆形封头，外壁未保温，安全阀定压1.76106PaG，操作温度26.7，丙烷分子量M=44，考虑在外部火灾工况时安全阀所需的泄放能力。请选择下列最接近的值（ ）。（1）63558 kghr-1 （2）67827 kghr-1 （3）62449 kghr-1 （4）172079 kghr-1已知对无绝热材料保温的液体容器，在火灾工况时安全阀所需的排放量（G）计算公式为：G=255244FA0.82/Q式中：G火灾工况时安全阀所需的排放量，kghr-1；F容器外壁校正系数，对于不保温容器F=1；A容器湿表面积（m2），对于卧式容器，其整个表面积为湿表面积（在计算椭圆形封头的表面积时，其可取等于1.66倍平封头的表面积）；Q液体在泄压工况时的汽化潜热（Jkg-1），已知丙烷在上述工况下的汽化潜热Q=261.5 Jkg-1。答案：（2）解：已知 F=1 Q=261.5 Jkg-1 D=3.6 m L=12.6 mA=3.612.6+21.663.62/4=176.3 m2 则由公式G=255244 F A0.82/Q得G=2552441176.30.82/261.5=67827 kghr-18-67 下述工艺配管，哪些是不符合石油化工企业防火规范的？（多选题）（1）与可燃气体管道连接的蒸汽管道，应设止回阀，并在其根部设切断阀；（2）可燃气体压缩机的出口管道上，应安装止回