2024年化工设备与维护期末复习考试题库(含答案)

2024年化工设备与维护期末复习考试题库(含答案)一、单项选择题（共20题，每题1分，总计20分。每题只有1个正确答案，错选、不选均不得分）1.化工压力容器用碳素钢中，含碳量升高会导致材料性能出现下列哪种变化（）A.焊接性能显著提升B.强度升高、塑性与韧性下降C.耐均匀腐蚀性能大幅提高D.低温抗脆断能力增强2.根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21-2016）的划分，中压容器的设计压力范围为（）A.0.1MPa≤p＜1.6MPaB.1.6MPa≤p＜10MPaC.10MPa≤p＜100MPaD.p≥100MPa3.管壳式换热器中，管束可自由伸缩无温差应力、仅设单块管板、适用于高温高压大温差工况的结构形式是（）A.固定管板式B.浮头式C.U形管式D.填料函式4.搅拌反应釜的轴封装置中，密封性能可靠、泄漏量低、适用于中高压及高转速工况的是（）A.填料密封B.机械密封C.迷宫密封D.软填料盘根密封5.板式塔结构中，阀片可随气速自动调整开度、操作弹性大、气液接触效率高、工业应用最广泛的塔板形式是（）A.泡罩塔板B.筛孔塔板C.浮阀塔板D.舌形塔板6.化工管路中，适用于全开全关切断介质、流体阻力最小、安装无方向性要求的阀门是（）A.截止阀B.闸阀C.止回阀D.节流阀7.离心泵启动前必须进行灌泵排气，该操作的核心目的是防止发生（）A.气缚现象B.气蚀现象C.喘振现象D.水击现象8.压力容器安全附件中，可在容器超压时自动开启泄压、压力恢复至正常工作范围后自动关闭、可重复使用的泄压装置是（）A.爆破片B.安全阀C.易熔塞D.紧急切断阀9.管壳式换热器壳程介质结垢严重、机械清理无法到达壳程流道时，应优先采用的清洗方式是（）A.高压水射流管程冲洗B.适配药剂的壳程化学循环清洗C.机械刮刀逐管清理D.压缩空气吹扫10.精馏塔操作中，液泛现象的核心诱发原因是（）A.操作气速过低，塔板漏液严重B.气速或液流量过大，气液两相逆向流动受阻C.塔板开孔率过大D.进料温度偏低11.奥氏体不锈钢中，能够显著提升抗氯离子点蚀性能的核心合金元素是（）A.铬B.镍C.钼D.碳12.蒸汽管路启动时必须缓慢开阀、及时排净冷凝水，该操作主要是为了防止发生（）A.气缚B.气蚀C.水击D.喘振13.搅拌反应釜釜内设置挡板的核心作用是（）A.连接搅拌轴与电机，传递扭矩B.破坏圆周向打旋流型，提升气液混合效果C.便于人员进入釜体检修D.观察釜内反应状态14.根据《固定式压力容器安全技术监察规程》要求，新投用的固定式压力容器首次定期检验的时间为投用后（）A.1年B.3年C.6年D.8年15.离心泵运行中发生气蚀现象，会导致的典型后果是（）A.出口压力升高、流量增大B.叶轮表面剥蚀损坏，设备振动、噪声显著增大C.电机运行电流过载D.轴封泄漏量降为零16.法兰连接用密封垫片中，适用于高温高压、温度压力波动较大工况、密封性能可靠的是（）A.天然橡胶垫片B.普通石棉橡胶垫片C.金属缠绕式垫片D.硬聚氯乙烯垫片17.填料塔中液体分布器的核心作用是（）A.支撑填料层，防止填料下落B.将液体均匀分布在填料横截面，避免壁流、偏流C.降低填料层气体流动阻力D.截留气相中夹带的液滴18.化工设备计划停车检修时，符合安全规范的工艺处置流程是（）A.紧急停车后立即打开人孔通风进入检修B.平稳停车后逐步降温降压、排净残存介质、惰性介质吹扫置换、介质检测合格后加装盲板与系统隔绝C.带压拆卸法兰螺栓加快检修进度D.停车后直接用压缩空气置换可燃介质19.管壳式换热器设计时，通常将高压介质安排在管程流动，主要原因是（）A.便于管程的机械清洗B.减少高压腔室的金属消耗量，降低设备制造成本C.降低壳程流速，减少结垢D.提高壳程换热系数20.下列化工设备腐蚀防护措施中，属于电化学保护的是（）A.设备外壁涂刷防腐涂层B.设备内壁衬耐蚀橡胶C.外加电流阴极保护D.介质中投加缓蚀剂【单项选择题参考答案】1.B2.B3.C4.B5.C6.B7.A8.B9.B10.B11.C12.C13.B14.B15.B16.C17.B18.B19.B20.C二、多项选择题（共10题，每题2分，总计20分。每题有2-5个正确答案，错选、多选、少选均不得分）1.固定式压力容器的基本构成部件包括（）A.承压筒体B.封头或端盖C.法兰密封装置D.设备支座E.安全附件2.管壳式换热器运行中的常见故障包括（）A.换热管结垢堵塞导致换热效率下降B.换热管与管板连接接头泄漏C.壳程折流板短路导致换热效果变差D.法兰密封面介质泄漏E.换热管腐蚀穿孔引发介质互串3.与传统填料密封相比，机械密封的性能优势包括（）A.密封可靠性高，运行泄漏量极小B.使用寿命长，检修周期长C.对轴或轴套的磨损量小D.可适配高压、高转速、强腐蚀工况E.结构简单，安装维修成本低4.下列离心泵操作维护要求中，符合规范的有（）A.启动前关闭出口阀，降低电机启动电流B.运行中定期检查轴承温度、设备振动值、轴封泄漏量C.停泵前先关闭出口阀，防止介质倒流冲击叶轮D.长期停用时排净泵内积液，防止冻裂或腐蚀E.可在出口阀全关状态下长期连续运行5.精馏塔运行中，会导致塔板传质效率下降的异常工况有（）A.塔板漏液严重B.塔内发生液泛C.雾沫夹带量超过设计值D.填料或塔壁出现严重壁流E.塔板开孔率符合设计要求6.化工设备常用的腐蚀防控措施包括（）A.根据介质腐蚀特性合理选用耐蚀材料B.设备表面设置防腐涂层或耐蚀衬里，隔绝腐蚀介质C.优化工艺操作，避免介质流速过高、温度压力大幅波动D.采用阴极保护或阳极保护的电化学防护手段E.在工艺允许的前提下向介质中添加适配缓蚀剂7.下列阀门安装与维护要求中，符合规范的有（）A.截止阀安装时保证介质“低进高出”，方向与标识一致B.闸阀可长期处于半开状态，用于管路流量的精细调节C.止回阀安装在需防止介质倒流的管段，方向与介质流向一致D.安全阀投用前需校验整定压力，铅封完好，在校验有效期内E.减压阀组应设置前后切断阀、旁通阀和压力表，便于检修和压力监控8.搅拌反应釜的搅拌器形式中，适用于低粘度介质高效混合的有（）A.推进式搅拌器B.平直叶涡轮式搅拌器C.锚式搅拌器D.螺带式搅拌器E.框式搅拌器9.固定式压力容器定期检验的常规内容包括（）A.外观检查，排查表面腐蚀、变形、裂纹等缺陷B.定点壁厚测定，校核设备剩余强度是否满足运行要求C.安全附件校验，确认安全阀、压力表、液位计等附件完好可靠D.按规范开展耐压试验或泄漏试验，验证设备承压和密封性能E.对发现的缺陷进行安全评估，提出缺陷处置和运行监控要求10.化工工艺管道运行中的常见故障包括（）A.管壁腐蚀减薄或穿孔泄漏B.法兰密封面失效引发介质泄漏C.焊缝位置开裂泄漏D.支吊架失效导致管道变形、应力集中E.管内结垢堵塞导致管路阻力增大【多项选择题参考答案】1.ABCDE2.ABCDE3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABCDE7.ACDE8.AB9.ABCDE10.ABCDE三、判断题（共15题，每题1分，总计15分。正确打“√”，错误打“×”）1.化工设备用碳素钢中，硫、磷属于有益合金元素，可显著提升材料的强度和低温韧性。（）2.爆破片属于断裂型泄压安全附件，超压爆破后无法复位，必须更换新件后方可恢复设备运行。（）3.固定管板式换热器的管束可从壳体中抽出，便于开展管程和壳程的机械清洗作业。（）4.离心泵启动前未灌泵排气，会导致泵入口压力低于介质饱和蒸气压，引发气蚀现象，无法正常输送介质。（）5.浮阀塔板的阀片开度可随气速变化自动调整，因此操作弹性大，负荷波动时传质效率保持稳定。（）6.法兰密封中垫片越厚，密封性能越好，因此高压工况应优先选用厚度最大的非金属软垫片。（）7.蒸汽管路上设置疏水器的核心作用是及时排出管路内的冷凝水，同时阻止蒸汽泄漏，避免发生水击、减少热量损失。（）8.机械密封可实现零泄漏运行，因此日常巡检无需检查机械密封的泄漏状态。（）9.填料塔的传质效率随填料层高度升高持续线性提升，因此工业设计中填料层高度不受限制。（）10.化工受限空间检修作业时，只要设备内可燃气体浓度检测合格，作业人员即可进入设备内部作业。（）11.压力容器的最高工作压力是指正常操作工况下，容器顶部可能出现的最高压力，其数值高于容器的设计压力。（）12.奥氏体不锈钢设备长期接触含氯离子的介质时，易发生点蚀和应力腐蚀开裂，运行中应严格控制介质中的氯离子含量。（）13.闸阀全开时流体阻力小、密封性能好，适合用于管路流量的精细调节。（）14.换热器运行中适当提高冷热介质流速，可增大换热系数、减少杂质沉积结垢，但同时会增大流动阻力，提升输送能耗。（）15.塔设备安装时塔体垂直度偏差过大，会导致气液两相分布不均，引发壁流、偏流，降低塔板或填料的传质分离效率。（）【判断题参考答案】1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.√8.×9.×10.×11.×12.√13.×14.√15.√四、简答题（共5题，每题6分，总计30分）1.简述管壳式换热器日常维护的核心工作内容。2.简述离心泵运行中出现流量不足、出口压力偏低的常见原因。3.简述化工压力容器安全操作的基本要求。4.简述化工设备腐蚀的主要危害及常用防控措施。5.对比板式塔与填料塔的结构特点，分别简述两类塔设备的适用场景。【简答题参考答案】1.管壳式换热器日常维护内容包括：（1）运行参数管控：严格将操作温度、压力、流量控制在设计范围内，避免参数骤升骤降，减少温差应力和水击冲击；（2）密封点巡检：定期检查管板、法兰、阀门等密封部位是否存在泄漏，发现泄漏及时研判风险，采取带压堵漏或停车处置措施；（3）性能监测：定期记录换热器进出口介质温差、程间压降，若出现温差下降、压降异常升高，及时排查结垢、堵塞、介质短路问题；（4）腐蚀防护：定期检测设备壁厚和腐蚀情况，及时修补破损防腐涂层，根据介质特性投加缓蚀剂；（5）附件维护：定期校验压力表、温度计、安全阀等附件，确保灵敏可靠；（6）停用时防护：长期停车时排净设备内积液，采取干燥或惰性气体保护措施，防止冻裂、腐蚀。（每点1分，共6分）2.离心泵流量不足、出口压力偏低的常见原因包括：（1）启动前灌泵不充分或吸入管路密封失效漏入空气，引发气缚现象，泵内流体离心力不足；（2）吸入管路堵塞或入口阀门开度过小，导致吸入阻力过大，介质供料不足；（3）叶轮长期运行被杂物堵塞，或因腐蚀、磨损导致流道损坏，流体获得的动能不足；（4）电机转速不足或叶轮接线反转，无法达到设计扬程要求；（5）输送介质温度过高、入口压力不足，导致介质在泵内气化引发气蚀，影响流体输送；（6）叶轮口环磨损间隙过大，泵内高压介质回流，容积效率下降。（每点1分，共6分）3.压力容器安全操作基本要求包括：（1）严格执行工艺指标，严禁超温、超压、超负荷运行，加压、卸压、升温、降温过程保持平缓，避免产生过大热应力和疲劳损伤；（2）保持运行平稳，避免压力温度大幅波动，操作阀门时动作平缓，防止过快开阀引发压力冲击或水击；（3）常态化巡检，重点检查焊缝、法兰、人孔等部位是否存在泄漏、变形、异常振动或声响，发现隐患及时处置；（4）做好安全附件管理，严禁擅自拆除、停用安全附件，定期校验确保附件灵敏可靠；（5）规范应急处置，出现超压、泄漏、异响等紧急工况时，立即按预案采取切断进料、泄压降温等措施，严禁设备带险运行；（6）建立设备运行台账，如实记录运行参数、巡检情况、检修及缺陷处置记录，实现全生命周期管理。（每点1分，共6分）4.腐蚀主要危害：（1）造成设备壁厚减薄、强度下降，引发介质泄漏、设备爆炸等安全事故；（2）损坏设备内构件，导致换热、传质效率下降，增加生产能耗，影响产品质量稳定；（3）缩短设备使用寿命，提升设备采购、维修成本；（4）腐蚀产物混入工艺介质，造成产品污染。（答出3点即可得3分）常用防控措施：（1）合理选材，根据介质腐蚀性、操作温度压力匹配耐蚀性适配的材料；（2）采取表面防护措施，通过涂层、衬里等方式隔绝金属基体与腐蚀介质；（3）优化工艺操作，严格控制介质流速、杂质含量（如氯离子、溶解氧），减少腐蚀诱因；（4）采用电化学保护手段，对储罐、埋地管道等设施采取阴极保护，减缓电化学腐蚀速率；（5）在工艺允许前提下向介质中投加适配缓蚀剂，降低介质腐蚀性。（答出3点即可得3分，总计6分）5.两类塔设备适用场景如下：（1）板式塔适用场景：①生产负荷大、操作弹性要求高的场合，板式塔负荷调整范围宽，可适应较大的工况波动；②介质含固体颗粒、易结垢的场合，塔板结构开放，便于检修清理；③需设置多股进料、侧线采出的精馏工艺，可在不同塔板位置灵活设置管口；④高压操作工况，板式塔全金属结构承压能力强，高压场景下造价低于填料塔。（答出3点即可得3分）（2）填料塔适用场景：①真空精馏等低压降要求的场合，填料层流动阻力远低于板式塔；②强腐蚀性介质处理场合，可选用陶瓷、塑料等非金属耐蚀填料，降低设备成本；③热敏性物料分离场合，填料塔持液量小、物料停留时间短，可减少物料热分解；④高精度分离场景，采用高效规整填料可获得远高于普通板式塔的传质效率。（答出3点即可得3分，总计6分）五、案例分析题（共1题，总计15分）某化工企业甲醇精馏工段配置1台固定管板式低压蒸汽加热器，管程走0.6MPa饱和蒸汽，壳程走粗甲醇，设备设计温度160℃、设计压力1.0MPa，累计投用3年。近期运行中出现三项异常：一是壳程出口粗甲醇温度持续低于工艺指标，蒸汽侧冷凝水取样检测发现甲醇含量严重超标，甲醇收率明显下降；二是壳程筒体靠近管板位置出现外壁结露，伴随微量挥发性介质泄漏；三是设备运行振动值较投产初期升高30%，伴随间歇性水流异响。请结合化工设备维护专业知识，回答以下问题：（1）分析该换热器出现上述异常的核心故障及可能诱因。（8分）（2）简述该故障的检修处置要点及后续日常维护的改进措施。（7分）【案例分析题参考答案】（1）核心故障及诱因分析：①核心故障为换热管腐蚀穿孔或换热管与管板连接接头密封失效，导致管程蒸汽与壳程甲醇发生互串；蒸汽漏入壳程后，在壳程形成气液两相流，占据甲醇流道，导致甲醇换热不充分、出口温度偏低；甲醇漏入管程蒸汽侧随冷凝水排出，导致冷凝水甲醇含量超标