化工設計復習題期末復習題

化工設計復習題

一選擇題。

1.化工廠設計是一種創(chuàng)意性的活動，它包括（D）。

A工程設計B工藝設計C非工藝設計DB和C

2.如想要設計一個沼氣工廠，我們應該先寫一個（C）

A工藝流程圖B物料衡算表C項目建議書D土地審批報告

3.物料衡算的作用是：（B）

①確定主要原材料及輔助材料的用量，主產品、副產品、中間產物的生成量，并以此確

定儲備、運輸規(guī)模、儲運以及處理規(guī)模；

②確定設備的規(guī)模、負荷、熱交換以及公用工程等細節(jié)；

③確定過程中各股物流的組成和流量，為能量衡算做準備；

④確定“三廢”生產量及性質；

⑤為管路設計提供依據(jù)；

A①③B①②③④⑤C①③⑤D③④

4.為了正確貫徹執(zhí)行各項方針政策和已經(jīng)確定的設計方案，保證設計質量，工藝專業(yè)設計

人員應認真負責地編制各專業(yè)的設計條件，并確保設計條件的（A）。

①完整性②可行性③正確性④獨立性

A①③B①②C③④D①④

5.公稱直徑為Dg50的管子，下面何種表述是正確的：（d）

A表示管子外徑為50mmB表示管子內徑為50mm

C表示管子內、外直徑的平均值為50mmD名義直徑50mm

6.在工藝設計的節(jié)能措施中，應保證（D）

①能源選擇的合理性②能源利用的合理性③“三廢”處理的合理性

A①B②C③D①②

7.在管道儀表流程圖中，用（D）號字來標注設備名稱、備注欄、詳圖的提首字。

A4B6C3D7

8.現(xiàn)有一高粘度的流體，為了連續(xù)穩(wěn)定地輸送此高粘度流體，應選擇哪一種泵較為合理?

（D）

A離心泵B往復泵C轉子泵D螺桿泵

9.在一般的化工工藝計算中，選擇基準大致有以下（C）種：

①時間基準；②質量基準；③體積基準；

A①②B②③C①②③D①③

10.在化工設備的選用中，應遵循以下原則（D）。

①合理性；②先進性；③安全性；④經(jīng)濟性；⑤系統(tǒng)性；

A①③④B①②③C①③④⑤D①②③④⑤

11.下列比例中，是正確的化工設備圖放大比例的是（B）。

A1：2.5B2,5：1C2：1D1：4

12.在化工設備圖中，若要表達工件的某些細部結構，可采用以下哪種方式來畫圖。（A）

A局部放大B全部放大C夸大畫法D以上全選

13.工藝專業(yè)向設備設計專業(yè)提供條件時，無需提供（B）

A設備一覽表B設備重量C工藝操作條件D設備管口方位

14.填寫明細欄和管口表時，明細欄的零部件序號應與圖中的零部件號一致，由（A）的

順序填寫；管口表中的符號應與圖中接管符號一致，按A、B、C...順序（）逐一填

寫。

A由下向上；由上向下B由上向下；由下向上

C由下向上；由下向上D由上向下；由上向下

15.在布置平臺時，應該注意人孔距平臺最適合的高度為（D）。

A600mmB650mmC700mmD750mm

16.在一段①50的工藝管道上，為快速開啟或切斷某一物料，需設置一個手動操作閥門，下

列何種閥門較合適。（B）

A截止閥B球閥C閘閥D安全閥

17.設計前期工作不包括：D

A可行性研究B廠址選擇

C項目建議書D設計說明書

18.為連續(xù)穩(wěn)定地輸送高粘流體，較為合理地可以選擇：C

A磁力泵B離心泵

C螺桿泵D蠕動泵

19.概念設計的規(guī)模應是（C）。

A小試時的最佳規(guī)模。

B工業(yè)化時的最佳規(guī)模。

C中試時的最佳規(guī)模。

D大型試驗時的最佳規(guī)模。

20.為操作方便，管道上的儀表的布置高度（以地面、樓板、平臺為基準）一般大約為（c）。

a0.8?1.0m；b1.0~1.2m；c1.4?1.6m；d1.6?1.8m

21.化工設備圖主視圖一般采用（C）

A俯視的表達方法。

B正視的表達方法。

C全剖視的表達方法。

D側視的表達方法。

22.管道設備鋪設保溫層的目的之一是（C）

2

A使管道外觀整齊美觀；

B便于操作維修；

C提高設備防火等級；

D便于識別辨認；

23.在配管圖中，下列何種物體采用粗實線繪制（B）

A建筑物、設備基礎；

B管道；

C設備外形；

D閥門、管件

24.流程草圖中物料管線用（A）

A粗實線畫出。

B細實線畫出。

C細虛線畫出。

D粗虛線畫出。

25.公稱直徑為DN80的管道，表述正確的是：D

A管道外徑為80nlmB管道內徑為80mm

C管道內、外直徑的均值為80mmD名義直徑為80mm

26.管殼式換熱器，宜走管程的流體介質是A

A易腐蝕的流體B有泄漏危險的流體

C要求經(jīng)換熱器后壓力損失小的流體D流量大的流體

二填空題。

1.（工藝設計）是化工廠設計的核心，決定了整個化工設計的概貌。

2.工程設計可以根據(jù)工程的（重要性），技術的（復雜性）和技術的（成熟程度）以及計劃

任務書的規(guī)定，分為三段設計，兩段設計和一段設計。

3.化工裝置施工中管道常用的聯(lián)接方式有法蘭連接、螺紋連接、焊接等。

4.在初步設計過程中應完成的表格有：物流一覽表、設備一覽表、經(jīng)濟概算表等。

5.化工設計的類型主要有：新建項目設計、改建項目設計、擴建項目設計、引進項目設計等。

6.在化工設備在選用為了安全考慮，工人在操作時，勞動強度小，應盡量避免（高溫高壓

高空）作業(yè)，盡量不用有毒有害的設備、附件、輔料。

7.化工初步設計工作中繪制的圖紙有PFD、PID、廠區(qū)布置圖、設備布置圖等。

8.在設計數(shù)據(jù)表中，注一般用來補充說明技術要求范圍外，但又必須作出交代的問題。它

常寫在技術要求的（下方）。

9.廠址詵擇主要影響因素原料、能源、水資源、運輸條件、環(huán)境影響。

10.作為企業(yè)的一項重要的經(jīng)濟活動，技術創(chuàng)新的主要特征可歸結為以下幾個方面：（1）（創(chuàng)

造性）（2）累積性，（3）（效益性）,（4）擴散性,（5）（風險性）。

11.化工工藝計算主要包括物料衡算、能量衡算、設備工藝條件計算等

12.化工設計的類型主要有：概念設計、中試設計、基礎設計、初步設計、施工設計等。

13.PID圖表達的信息主要包括：繪制工藝設備一陳表所列出的所有設備、兩處標注設

備位號、繪出和標注全部檢測儀表、調節(jié)控制系統(tǒng)、分析取樣系統(tǒng)。

14.在工藝流程圖中，設備的大小可按相對大小來繪制,設備的位置可按相對高低來確

定。

3

15.設計任務書報批時，還應附上（可行性研究報告）、征地和外部協(xié)作條件意向書、（廠區(qū)

總平面布置圖）、資金來源及籌措情況這四個附件

16.可行性研究報告內容可概括為：市場調查、技術方案、經(jīng)濟評價等。

17.公用工程包括：給排水、（供電）、（供熱）、冷凍以及采暖通風等專業(yè)內容。

18.管道的規(guī)格用公稱直徑Dg、公稱壓力Pg表示

19.在繪制PID圖時，線條要求為：主要物料管道用粗實線、輔助物料管道細實線、

設備輪廓用粗實線?

20.車間設備布置的要求是：經(jīng)濟合理、操作維修方便安全、設備排列緊湊整齊。

21.在PFD、PID圖中，設備的大小可按相對比例繪制,設備的位置可按相對位置高度來

確定。

22.廠平面布置圖紙上應該包括主圖區(qū)、標題欄、玫瑰風向圖、說明區(qū)等。

23.化工裝置常常需要控制溫度、壓力、流量、液位、組成等關鍵參數(shù)。

24.離心泵的流量控制分為：旁路調節(jié)、主管路阻力調節(jié)兩種。

25.PFD、PID圖中需要在設備旁（內）、正對設備的頂部或底部兩處進行設備位號標注。

三.名詞解釋

1.概念設計：是從工程角度出發(fā)進行的一種假想設計。

2.工藝流程圖：把各個生產單元按照一定的目的要求，有機地組合在一起，形成一個完整

的生產工藝過程，并用圖形描繪出來，即是工藝流程圖。

3.基礎設計：是新技術開發(fā)的最終成果，它是工程設計的依據(jù)。

4..化工設備：化工設備主要指在化工生產中常用的標準和非標準設備。

5.工藝流程設計：工藝流程設計通過工藝流程圖的形式，形象地反映了化工生產由原料進

入到產品輸出的過程。

6.裝配圖：表示設備的全貌、組織和特性的圖樣，它表達設備各部分的結構特征、裝配和

連接關系、特征尺寸、外形尺寸、安裝尺寸及對外連接尺寸、技術要求等。

7.可靠性：是指所選擇的生產方法和工藝流程是否成熟可靠。

四.簡答題

1.簡述化工車間管道布置設計的要求

答：（1）符合生產工藝流程的要求，并能滿足生產需要。

（2）便于操作管理，并能保證安全生產。

（3）便于管道的安裝和維護。

（4）要求整齊美觀，并盡量節(jié)約材料和投資。

2.化工工藝設計包括哪些內容？（3分）

答：化工工藝設計應進行：生產方法選擇、工藝流程設計、工藝計算、設備設計與選型、設

備布置、管道設計、對非工藝設計提條件、設計說明書及概（預）算書等工作內容。

3.在化工設計過程中經(jīng)常使用不同等級的標準，如國際標準（ISO）等，請你再敘述4個其它級

別的標準及代號

答：區(qū)域標準：CEN（EuropeanCommitteeforStandardization）

國家標準：GB,GB/TAN,SI,BS,JIS

行業(yè)標準：SH,SY,HG,JB,ASTM,API

4

地方標準：DB31

企業(yè)標準：Q/ssec

4.你認為一個合格的化工設計工作者應具備哪些基本素質？

答：具有扎實的專業(yè)基礎理論知識、豐富的工程實踐經(jīng)驗、掌握現(xiàn)代化的設計工具、熟悉工

程設計的標準規(guī)范。

5.化工裝置安裝完成后進行清洗和吹掃的目的是什么？一般采用那幾種介質清洗吹掃？

答：通過清洗吹掃，把施工過程中殘留在管線和設備內的焊渣、泥沙、銹皮等雜質清除掉，

使所有管線都貫通。保證裝置順利開車。一般采用那空（氮氣）氣、水蒸氣、水及化學溶劑

等多種介質清洗吹掃。

6.由于工藝流程設計在整個設計中起著至關重要的作用，因此，為了使設計出來的工藝流

程能夠實現(xiàn)優(yōu)質、高產、低消耗和安全生產，應該按哪些步驟進行設計？

答：（1）確定整個流程的組成；

（2）確定每個過程或工序的組成；

（3）確定工藝操作條件；

（4）控制方案的確定；

（5）原料與能量的合理利用；

（6）制定“三廢”的處理方案。

7.化工管路設計的基本要求是什么（3分）

答：滿足工藝條件；保證安全生產；便利操作維修；節(jié)約管材管件；布置整齊美觀。

8.化工設備都有哪些基本特點？

答：（1）基本形體以回轉體為主；

（2）各部分結構尺寸大小相差懸殊；

（3）殼體上開孔和管口多；

（4）廣泛采用標準化零部件；

（5）采用焊接結構多；

（6）對材料有特殊要求；

（7）防泄漏安全結構要求高。

9.為何要對管道進行熱補償，熱補償有幾種方式？

答：當管道受到一定的溫度影響而產生的應力大于管道材料的屈服應力時，應對管道進行熱

補償。補償方式有：自動補償、回折管補償（波形補償器）、填料函補償?shù)取?/p>

10.化工廠的設備布置一般應優(yōu)先考慮那種布置？為什么？

答：化工廠的設備布置一般應優(yōu)先考慮露天布置。

因為露天布置可以節(jié)約建筑面積，節(jié)省基建投資；可節(jié)約土地，減少土建施工工程

量，加快基建進度；有火災爆炸危險性的設備，露天布置可以降低廠房耐火等級，

降低廠房造價；有利于化工生產的防火、防爆和防毒（對毒性較大或劇毒的化工生

產除外）；對廠房的擴建、改建具有較大的靈活性。

11.設計任務書的目的是什么？（3分）

答：給設計人員提出原則、要求和指示，是化工設計的依據(jù)、則要求和指示，是化工設計的

依據(jù)。

12.項目建設書包含哪些內容?

答：（1）項目建設目的和意義;

5

（2）產品需求初步預測；

（3）產品方案和擬建規(guī)模；

（4）工藝技術方案；

（5）資源、主要原材料、燃料和動力的供應；

（6）建廠條件和廠址初步方案；

（7）環(huán)境保護；

（8）工廠組織和勞動定員估算；

（9）項目實施規(guī)劃設想；

（10）投資估算和資金籌措設想；

（11）經(jīng)濟效益和社會效益的初步估算。

13.工藝專業(yè)在初步設計過程中應該提交的圖紙有哪些？（3分）

答：應有工藝流程圖（PFD）、工藝管道及儀表流程圖（P&ID）、車間平面布置圖、廠

區(qū)平面圖等。

14.簡述物料衡算在化工設計中的作用

答：1）了解物料消耗定額；

2）確定工藝設備的大小尺寸；

3）計算管道的尺寸；

4）為能量衡算提供基礎數(shù)據(jù)。

15.廠址選擇原則是什么？（3分）

答：原材料、能源較豐富或供應方便的地區(qū)

水資源豐富、水質較好的地區(qū)

較便利的運輸條件

節(jié)約用地、少占耕地

注意對當?shù)氐沫h(huán)境保護

地勢要高、不淹不澇

考慮周圍的協(xié)作關系

16.化工設計的前期工作包括哪幾部分？（3分）

答：廠址選擇、項目建議書、可行性研究、設計任務書。

17.影響廠址選擇的主要影響因素包括哪些？（3分）

答：原料、能源、水資源、運輸條件、環(huán)境影響。

18.請列舉四個世界上的大型化工園區(qū)（3分）

答：美國德克薩斯-休斯頓化工區(qū)，比利時安特衛(wèi)普化工區(qū)，韓國麗川化工區(qū)等

五.作圖題

1.現(xiàn)欲對離心泵流量進行控制（非變頻調節(jié)，采用自動調節(jié)閥），試畫出離心泵進出管路

的PID圖，并注明控制符號（包括圖形、字母和數(shù)字）的意義。

6

答：通過調節(jié)閥門開度進行流量調節(jié)，F(xiàn)表示流量，I表示指示，C表示控制，圓圈表示就

地安裝的儀表。

2請說明以下配管中各符合及數(shù)字意義。

PL—01A001—100-AIA-H

答：（答對7個即可）

?--------------------------------------^料*1^號

_________________________________工程的工序（主項）編號

-------------------------------系列號

----------------------------管道順序號

-----------------------公稱通徑

-------------管道等級

_______L--------隔熱、保溫、防火和隔

PL—01A001—100-AIA-H聲代號

-----------------管道材質類別

第

第

第

二

三

一-------------------順序號

部

部

部

I------------------------------------管道的公稱壓力

分

分

分

第

第

五

四

部

部

分

基本管道號分

3試根據(jù)下面管道布置的立面圖，繪出相應的管道俯視圖，并說明圖中管道標注符號的義

7

R-101

答：PG-帶壓工藝氣體,1003-管道編號，50-公稱直徑,E-不銹鋼（材質），2-管道壓力等級

（1.6MPa）,B-同一型號，H-隔熱型式，BOP.EL.6.000-標高6m（以管底為基準）

O

4儀表安裝調節(jié)控制系統(tǒng)中下列情形分別用什么圖形表示？

儀表安裝位置的圖形符號

安裝位置

就地安裝

集中安裝

就地儀表盤集中

迸計算機系統(tǒng)

2現(xiàn)欲通過，調節(jié)換熱介質入口流量的方式，對換熱器流體出口溫度進行調節(jié)，試畫出此換

熱器進出管路的PID圖，并注明控制符號（包括圖形、字母和數(shù)字）的意義。

答：通過調節(jié)閥門開度進行流量調節(jié)，F(xiàn)表示流量，I表示指示，C表示控制，遠距離控制

的儀表。（圖4分，意義各1分）

8

五.分析題

1、現(xiàn)有'一設計人員設計了用熱旁路法控制塔壓的工藝流程，見下圖，試說明當塔內壓力

上升時，調節(jié)閥開度將如何變化，并說明原理。（換熱器面積充裕）

答：當塔內壓力上升時，調節(jié)閥開度將開大，使蒸汽大量進入回流罐中，隨后被壓入冷

凝器，使其冷凝，隨著液相的增加，液相與冷凝器的接觸面積增大，增加了換熱效果，冷凝

器中的冷凝液量變大，塔內蒸汽壓力下降。反之，則調節(jié)閥開度將變小。

2、下圖是某一設計人員為某個化工生產車間設計的一個車間設備平面布置，請你指出該

車間平面布置的不合理之處及圖面繪制的錯誤點。（請在圖中用筆圈出，并用文字說明）

答：錯誤之處有：1缺玫瑰風向標；2無換熱器更換管束的通道；3反應器、換熱器等

設備缺少定位尺寸；4缺少柱標；5休息室不能放在壓縮機房旁；6樓梯僅有一個

且被設置于封閉的空間內；7泵定位尺寸標注不對；8儲槽被安放于密閉的空間內；

9反應車間的門應朝外開；

3、試對如下的車間設備布置圖給出評議意見。

9

答：1）定位尺寸不正確；2）缺指北方向標；3）缺車間立柱；4）缺比例尺；5）沒有平面

標志；6）反應器沒有取向口；7）壓縮機應單獨布置；8）換熱器位置頂部位置留得不夠；9）

同類設備要集中布置；10）缺少門；11）塔器沿著外墻排列布置；12）柱標沒有13）廠房

跨度太長。

3、閱讀醋酸殘液蒸儲崗位設備布置圖，并回答以下問題：

醋酎殘液蒸儲崗位設備布置圖

10

醋酎殘液進入殘液蒸儲釜,使殘液中的醋酊蒸發(fā)變成蒸汽，再經(jīng)冷凝器冷凝為液態(tài)醋酎,

進入醋酎受槽施加負壓，然后去醋酎貯槽；蒸儲釜中蒸儲醋酎后的殘渣，加水后再加熱、冷

凝，得到的醋酎經(jīng)醋酸受槽施加負壓后去醋酸貯槽。本系統(tǒng)為間斷操作，通過閥門進行控制。

丙烷充分燃燒時要使空氣過量25%,燃燒反應方程式為：

C3H8+5Q.3c。2+4H2。

4、試計算得到100摩爾燃燒產物（又稱煙道氣）需要加入的空氣的摩爾量。

解：以Imol入口丙烷為計算基準

根據(jù)反應方程式，Imol丙烷需要5moi的氧氣與之反應，因氧氣過量25%,故需要加入

的空氣量為

加。/其中

I；；；'=2*76026.25mol,N223.5Imol

煙道氣中各組分的量：

C3H§0molN223.51mol

11

co23x1=3molQ6.25-5=1.25mol

H2O4X1=Amol

因此，以Imol入口丙烷為基準的物料衡算結果如下

入口出口

10

C3H8C3H8

6.251.25

Q

23.5123.51

N2電

03

co2co2

04

H2OH2O

合計30.78合計31.76

從計算結果可以看出，當空氣加入量為29.76mol時，可產生煙道氣31.76mol,所以，每產

生lOOmol煙道氣需加入的空氣量為

100x29.76ccr，

-------------=93./mol

31.76

5、塔頂冷凝物凝固點高達90C,為保證塔頂物料既能冷凝又不會凝固，需要用96C的

熱水來冷凝塔頂物料，熱水密度為961.8Kg/m3,現(xiàn)設計以下熱水管路系統(tǒng)（見下圖），該系

統(tǒng)由冷凝器、冷卻器、熱水槽及循環(huán)熱水泵組成，該系統(tǒng)在實際運轉過程中熱水泵經(jīng)常發(fā)生

汽蝕現(xiàn)象，無法正常操作，現(xiàn)請你說明發(fā)生此現(xiàn)象的原因，在不更換現(xiàn)有設備的基礎上提出

修改意見（用圖和文字說明）。

精儲塔

答：循環(huán)泵的進口壓力較小，液體中有大量蒸汽逸出，形成許多小氣泡。當氣體到達高壓

區(qū)時，蒸汽凝結，氣泡破裂，氣泡的消失導致產生局部真空，液體質點快速沖向氣泡

12

中心，質點相互碰撞，產生很高的局部壓力。如果氣泡在金屬表面如葉片上破裂凝結,

則會以較大的力打擊葉片金屬表面，使其遭到破壞，并產生震動，產生汽蝕現(xiàn)象。

可以通過改變泵的安裝高度來解決熱水循環(huán)泵的汽蝕現(xiàn)象發(fā)生，即將泵的安裝高度

降低。

6、某工程設計人員設計繪制了一個廠區(qū)布置規(guī)劃圖，請你指出設計不合理及圖面不規(guī)范

之處.

答：1）分區(qū)很亂；2）缺玫瑰和指北方向標；3）人流和物流沒有分開；4）缺標題欄；5）

沒有廠區(qū)尺寸標注；6）道路盡頭不能回頭；7）缺少占地面積匯總；8）缺少圖例說明；9）

儲罐區(qū)缺少圍堰；10）道路標識不明確；

13

ftE__________日期2009年7月剌t

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