化工总控工高级工理论知识试卷(含答案)

化工总控工高级工理论知识试卷(含答案)一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.在DCS系统中，若主控制器CPU发生故障，系统首先执行的冗余动作是A.报警并停机B.自动切换至备用CPUC.降级为手动模式D.重启主CPU答案：B解析：DCS冗余设计的核心即“无扰动切换”，主CPU故障后≤50ms内完成冗余CPU接管，保证连续控制。2.某精馏塔进料板下移两块塔板，其他条件不变，则塔顶轻组分纯度将A.升高B.降低C.不变D.先升后降答案：A解析：进料口下移相当于精馏段理论板数增加，分离能力增强，轻组分更易富集到塔顶。3.关于离心泵汽蚀余量NPSHr，下列说法正确的是A.与管路安装高度无关B.随流量增大而减小C.由泵制造厂通过试验确定D.等于吸入液面大气压答案：C解析：NPSHr是泵自身特性，由厂方在20℃清水试验得出，与管路无关但需与NPSHa匹配。4.在串级控制中，副回路时间常数T₂与主回路时间常数T₁的推荐关系为A.T₂≈10T₁B.T₂≈0.1T₁C.T₂≈T₁D.无约束答案：B解析：副回路需“快”于主回路，通常T₂≤0.1T₁，才能及时克服内扰，避免主变量波动。5.某反应器采用外循环冷却，若循环泵突然跳车，最先触发的联锁是A.反应器进料切断B.循环冷却水阀全开C.反应器压力泄放阀打开D.搅拌器降速答案：A解析：循环泵停→换热中止→温升→压力升，逻辑优先“源头断料”抑制反应热，再考虑泄压。6.对于爆炸性气体环境分区，Zone1的定义是A.连续出现爆炸气体B.正常运行时可能出现C.故障时短时间出现D.不可能出现答案：B解析：IEC60079101规定，Zone1为“偶尔”出现，Zone0为“连续”，Zone2为“极少”。7.某装置使用γ射线料位计，其防护最经济有效的材料是A.混凝土B.铅C.铝D.有机玻璃答案：B解析：铅对γ射线质量衰减系数高，厚度仅需混凝土的1/5，空间受限场合最经济。8.在PID整定中，若微分时间Td设置过大，会导致A.响应变慢B.高频增益过大，放大噪声C.积分饱和D.稳态误差增大答案：B解析：微分对误差变化率敏感，Td过大将放大测量噪声，引起执行机构高频抖动。9.某换热器采用逆流操作，热流体进口200℃、出口120℃，冷流体进口30℃、出口100℃，则对数平均温差ΔTlm为A.70℃B.82.2℃C.90℃D.95℃答案：B解析：ΔT₁=200100=100℃，ΔT₂=12030=90℃，ΔTlm=(10090)/ln(100/90)=82.2℃。10.关于HAZOP分析中的“引导词+NONE”，其含义是A.流量为零B.压力为零C.温度为零D.设计意图完全缺失答案：D解析：NONE指“设计意图完全缺失”，需结合具体参数判断是流量为零、压力为零或其他。11.某压缩机入口带液，最先损坏的部件通常是A.叶轮B.轴承C.密封环D.扩压器答案：A解析：液体密度大于气体，离心力骤增，导致叶片机械冲击与侵蚀，俗称“液击”。12.在ISO9001:2015中，PDCA循环的“C”指A.ControlB.CheckC.CorrectD.Change答案：B解析：PlanDoCheckAct，Check为检查阶段，对应绩效监测与分析。13.某装置采用双法兰差压变送器测液位，硅油密度ρ₀=1.1g/cm³，介质密度ρ=0.9g/cm³，量程迁移后零点对应A.最低液位B.最高液位C.法兰中线D.任意点答案：A解析：零点迁移后，差压=ρgH，H=0时输出4mA，对应最低液位。14.关于催化剂失活，下列属于物理失活的是A.积碳B.中毒C.烧结D.水热坍塌答案：A解析：积碳覆盖活性中心，属物理堵塞；其余为化学或结构变化。15.某装置使用涡街流量计，若流体产生两相流，仪表系数将A.增大B.减小C.不变D.波动答案：D解析：气泡或液滴扰乱卡门涡街稳定性，频率信号波动，导致系数漂移。16.在精馏塔控制中，采用温差控制代替温度控制的主要目的是A.节能B.抗压力波动C.提高纯度D.简化方案答案：B解析：温差=塔顶灵敏板，可抵消压力变化对泡点的影响，提高鲁棒性。17.某反应为强放热，采用飞温联锁，温升速率设定值通常取A.0.5℃/minB.2℃/minC.10℃/minD.50℃/min答案：B解析：工业经验值13℃/min，兼顾灵敏与误动，2℃/min最常用。18.关于安全阀与爆破片组合装置，下列说法正确的是A.爆破片可单独使用B.安全阀需安装在爆破片下游C.二者之间应设压力表D.组合后需定期更换爆破片答案：D解析：组合使用时爆破片为一次元件，一旦动作必须整体更换，确保安全。19.某装置采用分子筛干燥，再生气体通常选择A.湿原料气B.产品干气C.蒸汽D.氮气答案：B解析：产品干气既带热又低水分，可最大限度脱附，同时不引入杂质。20.在六西格玛DMAIC中，定义阶段输出最重要的文件是A.SIPOC图B.控制图C.FMEAD.因果矩阵答案：A解析：SIPOC界定过程边界与关键需求，是后续测量与分析的基础。21.某离心泵额定流量100m³/h，关死点扬程60m，若管路特性曲线H=20+0.004Q²（Q：m³/h），则工作点流量为A.80B.90C.100D.110答案：B解析：泵曲线H=600.004Q²，联立管路得600.004Q²=20+0.004Q²→Q=90m³/h。22.关于可燃粉尘爆炸，最低着火温度MIT的测试设备是A.20L球B.GodbertGreenwald炉C.Hartmann管D.1m³罐答案：B解析：GG炉为标准层状粉尘MIT测试装置，控制升温速率与气流。23.某装置采用CO₂灭火系统，设计浓度为34%，其依据的标准是A.NFPA11B.NFPA12C.NFPA15D.NFPA72答案：B解析：NFPA12规定CO₂总淹浓度34%为多数可燃液体灭火设计值。24.在AspenPlus中，用于电解质体系的物性方法是A.NRTLB.ELECNRTLC.UNIQUACD.SRK答案：B解析：ELECNRTL内置离子分子交互，适用于酸碱盐体系。25.某装置使用红外气体分析仪，其测量原理基于A.朗伯比尔定律B.法拉第定律C.亨利定律D.阿伏伽德罗定律答案：A解析：红外吸收强度与浓度呈指数关系，符合A=εcl。26.关于机械密封，APIPlan11的含义是A.自冲洗B.外冲洗C.急冷D.隔离液答案：A解析：Plan11为泵出口→孔板→密封腔自冲洗，冷却润滑端面。27.某装置采用空气冷却器，设计气温35℃，若电机功率为kW，噪声限值85dB(A)，应首选A.变频风机B.皮带传动C.轮毂电机D.双速电机答案：A解析：变频可在夏夜低温降速降噪，兼顾节能与环保。28.在ISO45001中，职业健康安全风险评价首选方法为A.LEC法B.HAZOPC.FTAD.ETA答案：A解析：LEC（格雷厄姆）简单易行，适合基层快速评估。29.某装置采用磁力泵，轴承润滑依靠A.油脂B.介质自润滑C.强制油循环D.水答案：B解析：磁力泵滑动轴承由输送介质润滑，严禁干运转。30.关于压力容器定期检验，TSG21规定安全状况等级3级的下次检验周期为A.1年B.3年C.6年D.9年答案：B解析：3级容器检验周期缩短至3年，1级可延长至6年。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.下列属于DCS冗余层级的有A.电源冗余B.控制器冗余C.I/O卡件冗余D.操作员站冗余答案：ABC解析：操作员站属人机层，通常采用热备切换，不算控制冗余。32.导致精馏塔液泛的原因包括A.气相负荷过大B.液相负荷过大C.塔板堵塞D.进料温度过低答案：ABC解析：进料温度低会减少气相负荷，反而抑制液泛。33.关于催化剂再生，下列说法正确的有A.烧焦过程需控制氧含量B.再生温度高于新鲜剂活化温度C.氮气可作为再生气体D.再生后需重新硫化答案：AC解析：再生温度需低于催化剂耐受极限；硫化剂仅用于加氢类催化剂，并非所有。34.下列属于过程安全管理（PSM）要素的有A.工艺危险分析B.变更管理C.承包商管理D.绩效考核答案：ABC解析：OSHAPSM14要素含ABC，绩效考核属通用管理。35.关于离心压缩机喘振，下列措施可有效防喘的有A.设置最小流量线B.采用变频调速C.提高吸入压力D.出口节流答案：ABC解析：出口节流增加阻力，反而易诱发喘振。36.下列属于安全完整性等级SIL验证方法的有A.可靠性框图B.故障树分析C.马尔可夫模型D.LOPA答案：ABC解析：LOPA为定级工具，非验证计算。37.关于换热器污垢系数，下列说法正确的有A.设计阶段需预留B.运行后不可改变C.可通过清洗恢复D.与流体速度无关答案：AC解析：污垢系数随运行时间变化，流速高可减缓沉积。38.下列属于爆炸抑制系统组成部分的有A.压力传感器B.抑制剂储罐C.快速切断阀D.爆炸隔离阀答案：AB解析：抑制系统需高速喷抑制剂，切断与隔离属爆炸隔离技术。39.关于气体探测器安装，下列符合GB50493规定的有A.检测比重<1气体，探头居高位B.室外探头间距≤15mC.距释放源<7.5mD.安装在风口答案：ABC解析：风口处易稀释，导致漏检，应避免。40.下列属于能量隔离LOTO关键步骤的有A.识别能量源B.上锁挂牌C.验证零能态D.通知班组长答案：ABC解析：通知属沟通环节，非关键步骤。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.离心泵并联运行可提高扬程。答案：×解析：并联增流量，串联增扬程。42.在精馏塔控制中，回流量增加，塔顶产品纯度一定提高。答案：×解析：受液泛与再沸能力限制，过度回流反而降效。43.爆破片动作后必须整体更换。答案：√解析：爆破片为一次性元件，无法复位。44.对于放热反应，温度越高，反应速率一定越快。答案：×解析：存在副反应、催化剂失活等极限，速率可能下降。45.使用红外测温仪可准确测量不锈钢管道内介质温度。答案：×解析：红外仅测表面辐射，内部温度需导热推算。46.在Aspen中，RadFrac模块可用于三相精馏。答案：√解析：RadFrac支持VLLE计算，勾选“Freewater”即可。47.安全阀校验周期可延长至5年，若介质清洁且无明显腐蚀。答案：√解析：TSGZF0012006规定，满足条件可延至5年。48.磁力泵可输送含固体颗粒的介质。答案：×解析：滑动轴承依赖清洁介质润滑，颗粒易致磨损。49.对于同一可燃液体，爆炸下限随温度升高而降低。答案：√解析：温度高→蒸气压高→气相浓度易达LEL。50.在六西格玛中，Cp>1.33表示过程能力充分。答案：√解析：Cp≥1.33为传统合格线，对应缺陷率<63ppm。四、简答题（每题5分，共20分）51.简述DCS系统“组态下载”过程中的安全注意事项。答案要点：1)下载前强制备份原组态；2)切换至备用CPU，确保无扰动；3)下载后逐点核对I/O强制值；4)对关键回路进行旁路或手动监护；5)下载完毕做满载测试并记录版本号。解析：下载期间若发生CPU切换，易导致输出瞬态，引发联锁误动。52.精馏塔出现“雾沫夹带”现象的原因及处理措施。答案要点：原因：气速过高、板间距小、表面张力低、降液管面积不足。措施：降负荷、提高板间距、加设除沫器、调整进料温度减少汽化。解析：雾沫夹带使轻组分返混，降低分离效率，严重时引发液泛。53.写出离心泵启动前的“九步确认法”。答案要点：1)盘车无卡涩；2)润滑油位正常；3)冷却水投用；4)入口阀全开；5)出口阀全关；6)排气完毕；7)密封冲洗投用；8)电机绝缘合格；9)联锁复位。解析：出口阀关闭可减小启动电流，避免水锤。54.简述SIL验证中PFDavg与PFH的适用场合。答案要点：PFDavg用于低要求模式（≤1次/年），如紧急切断阀；PFH用于高要求/连续模式（>1次/年），如安全PLC。二者均须满足目标SIL数值。解析：IEC61508区分模式，确保量化指标与风险匹配。五、计算题（每题10分，共20分）55.某反应釜采用外夹套冷却，反应热Qr=2.5MW，夹套传热面积A=80m²，传热系数K=800W/(m²·℃)，冷却水进口25℃，出口35℃，求所需冷却水流量。解：ΔTlm=[(T25)(T35)]/ln[(T25)/(T35)]，设反应温度T恒定，因Qr=KAΔTlm→2.5×10⁶=800×80×ΔTlm→ΔTlm=39.06℃，代入ΔTlm式解得T=64.2℃。冷却水吸热Q=mcₚΔt→m=2.5×10⁶/(4180×10)=59.8kg/s≈215m³/h。答案：215m³/h解析：先求ΔTlm反推反应温