化工设计习题及答案解析

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1、化工设计的种类有哪些？答：依据工程性质化工设计可分为：新建工程设计、重复建设工程设计、已有装置的改造设计。依据化工过程开发程序化工设计可分为：概念设计、中试设计、根底设计和工程设计；其中工程设计又包含：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、化工厂通常由哪些部门和设施所构成？答：化工厂通常由化工生产车间、辅助生产装置、公用工程及罐区、效劳性工程、生活福利设施、三废处理设施和厂外工程等构成。4、化工车间工艺设计的程序及主要内容有哪些？答：一、设计打算工作〔1〕熟悉设计任务书〔2〕制定设计工作方案〔3〕查阅文献资料〔4〕搜集第一手资料。二、方案设计方案设计的任务是确定生产方法和生产流程，是整个工艺设计的根底。三、化工计算化工计算包含工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备选型与计算三个内容，其任务是在这三项计算的根底上绘制物料流程图、主要设备图和带操纵点工艺流程图。四、车间安排设计主要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的正确的具体位置，相应地确定厂房或框架的结构型式。五、配管工程设计任务是确定生产流程中全部管线、阀门及各种管架的位置、规格尺寸和材料，综合权衡建设投资和操作费用。六、提供设计条件工艺专业设计人员向非工艺专业设计人员提供设计条件。七、编制概算书及编制设计文件

1概算主要提供了车间建筑、设备及安装工程费用。1、化工工艺设计包含哪些内容？答：生产方法选择，工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，设备安排，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？答：先进性、可靠性、合理性；资料搜集与工程调研、生产设备类型与制造厂商调研、对调研结果进行全面分析比照。3、工艺流程设计的步骤有哪些？答：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，确定操纵方案，原料与能量的合理利用，制定“三废〞处理方案，制定平安生产措施。4、工艺流程图的种类有哪些？答：工艺流程草图，工艺物料流程图，带操纵点的工艺流程图，管道仪表流程图。5、某管道标注为“HW0201-150-L1B〞，表示什么意思？答：①HW0201-表示管道号，其中：HW-物料代号，热水；02-工程工序编号，第02号；01-管道顺序号，第01号。②150–管道尺寸〔管径〕，公称通径150mm,。③L1B-管道等级，其中：L-国内标准压力等级代号，1.0MPa；1-顺序号，第1号；B-管道材质类别，碳钢。6、固定床反响器温度操纵形式有哪些？画出示意图。(a)用进料浓度操纵(b)用进料温度操纵Ⅰ(c)用进料温度操纵Ⅱ(d)用冷料量操纵

21、化工设备选用一般原则的内容是什么？答：〔1〕合理性：即设备必须满足工艺要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺操纵水平相适应，又能充分发挥设备的能力。〔2〕先进性：要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能到达先进水平。〔3〕平安性：要求平安可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患。〔4〕经济性：设备投资节约，设备易于加工、维修、更新，没有特别的维护要求，运行费用减少。〔5〕系统性：化工过程是一个完整的系统，设备设计时不能仅关注单一设备，预防因个别设备阻碍整个系统优化；注重经济性的同时，还应通盘考虑，保存适当裕量，以免在日后扩产和工艺调整时成为系统“瓶颈〞。2、一份完整的化工设备图，除绘有设备本身的各种视图外，应具有哪些根本内容？答：①标题栏②明细栏③管口表④设计数据表⑤技术要求⑥签署栏⑦注⑧其他。1、化工车间由哪些设施所组成？答：由以下设施组成：⑴生产设施⑵生产辅助设施⑶生活行政福利设施⑷其他特别用室。2、车间平面安排方案中，厂房的平面形式主要有几种？哪种形式是最常用的？为什么？答：厂房的平面形式主要有直线〔长方〕形、L形、T形和∏形〔按管廊的外形看〕。直线〔长方〕形便于总平面图的安排，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，易于安排交通出入口，有较多可供自然采光和通风的墙面，是最常用的厂房平面形式。3、车间设备安排设计的主要内容是什么？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。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在上述各项的根底上，确定建筑物与场地的尺寸。⑤其他〔确定管道、电气代表管线、采暖通风管道的走向和位置。〕4、车间设备安排的要求有哪几条？

3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〕满足平安、卫生和环保要求〔五〕工艺设备竖面安排的原则。1.管道安排设计的内容有什么？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、支承方法。③确定各管段(包含管道、管件、阀门及操纵仪表)在空间的位置。④画出管道安排图,表示出车间中全部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,包含管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。2．管道安排设计应符合的标准有哪些？答：HG/T20549-1998《化工装置管道安排设计规定》和SH3012-202X《石油化工管道安排设计通则》3.真空管线安排设计时应注意什么？答：真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,到达更高的真空度。4.玻璃管等脆性材料管道应如哪里理？答：玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,预防管道破裂时溅出液体,发生意外。5．管架已有哪些标准设计？答：HG/T21623-1990《管架标准图》和HG/T21640-202X《H型钢结构管架通用图》。6．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。7．立式容器的管口方位划分为哪两局部？答：立式容器的管口方位取决于管道安排的需要。一般划分为操作区和配管区两局部。加料口,温度计和视镜等经常操作及观察的管口安排在操作区,排出管安排在容器底部。

48.卧式容器的人孔如何安排？答：人孔可安排在顶上,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,故以安排在顶上为宜。人孔中心高出地面3.6m以上应设操作平台。一、填空题1．设备安排图是在厂房建筑图的根底上增加设备安排的内容，用粗实线表示设备，厂房建筑用细实线画出。2．设备安排图主要包含反映设备水平安排情况的平面图和反映某处立面安排情况的剖面图。1.管道安排设计的内容有什么？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、支承方法。③确定各管段(包含管道、管件、阀门及操纵仪表)在空间的位置。④画出管道安排图,表示出车间中全部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,包含管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。2．管道安排设计应符合的标准有哪些？答：HG/T20549-1998《化工装置管道安排设计规定》和SH3012-202X《石油化工管道安排设计通则》3．真空管线安排设计时应注意什么？答：真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,到达更高的真空度。4．管道安排时管道焊缝的设置，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100mm；公称直径小于150mm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50mm：公称直径等于或大于150mm的管道上两相邻对接焊缝的中心间距不应小于150mm。

55．管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时应如哪里理？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150mm。套管应高出楼板、屋顶面50mm。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哪里理？答：玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,预防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/T21640-202X《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局部？答：立式容器的管口方位取决于管道安排的需要。一般划分为操作区和配管区两局部。加料口,温度计和视镜等经常操作及观察的管口安排在操作区,排出管安排在容器底部。10.卧式容器的人孔如何安排？答：人孔可安排在顶上,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,故以安排在顶上为宜。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安排在换热器的右侧,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,可以安排在换热器的任何一侧。将管箱上的冷却水进口排齐,并将其安排在冷却水地下总管的上方,回水管安排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。

612.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，为预防管口受力过大，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)汲取热变形。13．管道安排图的设计依据？答：管道安排图是以带操纵点工艺流程图、设备安排图、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，依据管道安排原则和相关标准做出合理的安排设计，并绘出管道安排图。14.管道支架的编号含义是什么？答：管架由五个局部组成：15.管道的标注分几局部？答：管道安排图中的管道应标注四个局部，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.管道安排图的比例和图幅如何定的？答：常用的比例有1∶30，也可采纳1∶25或1∶50，但同区的或各分层的平面图,应采纳同一比例。管道安排图图幅应尽量采纳A0，比拟简单的也可采纳A1或A2。同区的图应采纳同一种图幅。图幅不宜加长或加宽。17．管道安排图的分区原则和方法是什么？答：由于车间(装置)范围比拟大,为了清楚表达各工段管道安排情况,需要分区绘制管道安排图时,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。地域分界线用双点划线表示，在地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局部的管道安排图图号。18．管道安排图的阅读步骤？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,在此根底上进了一步弄清各立面剖视图在平面图上

7剖切位置及各个视图之间的关系。注意管道安排图样的类型、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X面的平面图及有关的立面剖(向)视图,然后依据投影关系和管道表达方法,逐条地弄清楚管道的来龙去脉,转弯和分支情况,具体安装位置及管件、阀门、仪表操纵点及管架等的安排情况。分析图中的位置尺寸和标高,结合前面的分析,明确从起点设备到终点设备的管口,中间是如何用管道连接起来形成管道安排体系的。19.管道轴测图的内容有哪些？答：管道轴测图一般包含以下内容：〔1〕管段及所属阀门、管件、仪表操纵点等图形符号。〔2〕尺寸和标注。〔3〕方向标。〔4〕技术要求。〔5〕材料表。〔6〕标题栏。20.管口方位图的视图如何画？答：非定型设备应绘制管口方位图，采纳A4图幅，以简化的平面图形绘制。每一位号的设备绘一张图，结构相同而仅是管口方位不同的设备，可绘在同一张图纸上，对于多层设备且管口较多时，则应分层画出管口方位图。用细点画线和粗实线画出设备中心线及设备轮廓外形；用细点画线和粗实线画出各个管口、鑵耳〔吊柱〕、支腿〔或支耳〕、设备名牌、塔裙座底部强化筋及裙座上人孔和地脚螺栓孔的位置。21．管口方位图中管口表包含哪些内容？答：在标题栏上方列出与设备图一致的管口表，表内注写各管口的编号、公称直径、公称压力、连接标准、连接面型式及管口用途等内容。在管口表右上侧注出设备装配图图号。22．管架图的图幅、比例和主要内容有什么？答：管架图一般采纳A3或A4图幅，比例一般采纳1∶10或1∶20，图面上常采纳主视图和俯视图结合表达其详细结构，编制明细表说明所需的各种配件，在标题栏中还应标注该管架的代号。应注明焊条牌号，必要时，应标注技术要求和施工要求，以及采纳的相关标准与标准。23．非标准的特别管件按什么标准绘图并且主要内容有什么？答：应按HG20519.20—92单独绘制详细的结构图，并要求一种管件绘制一张图纸以供制造和安装使用。图面要求和管架图根本相同，在附注中应说明管件所需的数量、安装的位置和所在图号，以及加工制作的技术要求和采纳的相关标准与标准。

824．管道三维模型设计软件的主要功能有哪些？答：建立管道、设备、建筑结构、管道支吊架的三维模型，进行三维模型的碰撞检查和设计检查，全自动生成管道轴测图，设备及管道的平、剖面图，各类材料的统计表，进行工程工程的数据库治理，图形库治理，模型渲染与消隐等。25.管道建模的主要过程包含哪些？答：主要过程包含：〔1〕严格按照管路等级驱动。〔2〕内置设计规则检查。〔3〕安排管线。〔4〕管道的定位。〔5〕成组布管。〔6〕管件的自动插入。〔7〕阀门的定位和插入。〔8〕智能编辑功能。在看懂管道走向的根底上，在平面图〔或剖面图〕上，以建筑定位轴线或首层地面、设备中心线、设备管口法兰为尺寸基准，阅读管道的水平定位尺寸;在剖面图上，以首层地面为基准，阅读管道的安装标高，进而逐条查明管道位置。由图中的平面图和A-A剖面图可知，PL0401—Φ57×3.5B物料管道从标高8.8m由南向北拐弯向下进入蒸馏釜。另一根水管CWS0401—Φ57×3.5也由南向北转弯向下，然后分为两路，一路向西转弯向下再转弯向南与PL0401相交；另一路向东再向北转弯向下，然后又向北，转弯向上再向东接冷凝器。物料管与水管在蒸馏釜、冷凝器的进口处都装有截止阀。PL0402—Φ32×3.5B管是从冷凝器下部连至真空受槽A、B上部的管道，它先从出口向下至标高6.80m处，向东1000mm，分出一路向南880mm再转弯向下进入真空受槽A，原管线继续向东1800mm又转弯向南再向下进入真空受槽B，此管在两个真空受槽的入口处都装有截止阀。VE0401—Φ32×3.5B管是连接真空受槽A、B与真空泵的管道，由真空受槽A顶部向上至标高7.95m的管道拐弯向东与真空受槽B顶部来的管道集合，集合后继续向东与真空泵相接。VT0401—Φ57×3.5B管是与蒸馏釜、真空受槽A、B相连接的放空管，标高9.40m，在连接各设备上的立管上都装有截止阀。设备上的其他管道的走向、转弯、分支及位置情况，也可按同样的方法进行分析。在阅读过程中，还可参考设备安排图、带操纵点的工艺流程图、管道轴测图等，以全面了解设备、管道、管件、操纵点的安排情况。