第四五六章习题及解答

1、第四章习题及解答1简述泵的选用与设计程序a. 确定泵型b. 确定泵的流量与扬程c. 确定泵的安装高度d. 确定泵的台数和备用率按泵的操作台数e. 校核泵的轴功率。f. 确定冷却水或驱动蒸汽的耗用量g. 选用电动机h. 填写选泵规格表2简述换热器的设计原则a. 换热器设计要满足工艺操作条件，长期运转，安全可靠，不泄漏，维修清洗方便，较高的传热效率，流体阻力尽量小，安装尺寸符合要求。b. 确定介质流程 c. 确定终端温差d. 确定流速、流向和压力降e. 确定传热系数和污垢系数f. 选用标准系列化的换热3填料塔设计程序a. 汇总设计参数和物性数据b. 选用填料c. 确定塔径。d. 计算填料塔压降e.

2、 验算塔内喷淋密度f. 计算填料层高度Zg. 计算塔的总高度Hh. 塔的其它附件设计和选定4化工设备施工图的组成a.装配图 表示设备的全貌、组成和特性的图样，它表达设备各主要部分的结构特征、装配和连接关系、特征尺寸、外形尺寸、安装尺寸及对外连接尺寸、技术要求等。b.部件图 表示可拆或不可拆部件的结构、尺寸，以及所属零部件之间的关系、技术特性和技术要求等资料的图样。c.零件图 表示零件的形状、尺寸、加工，以及热处理和检验等资料的图样。d.零部件图 由零件图、部件图组成的图样。e.表格图 用表格表示多个形状相同尺寸不同的零件的图样。f.特殊工具图 表示设备安装、试压和维修时使用的特殊工具的图样。g

3、.标准图(或通用图) 指国家部门和各设计单位编制的化工设备上常用零部件的标准图和通用图。h.梯子平台图 支承于设备外壁上的梯子、平台结构的图样。i.预焊件图 设备外壁上保温、梯子、平台、管线支架等安装前在设备外壁上需预先焊接的零件的图样。j.管口方位图 设备上管口、支耳、吊耳、人孔吊柱、板式塔降液波板、换热器折流板缺口位置；地脚螺栓、接地板、梯子及铭牌等方位的图样。k.技术要求 设备在制造、试验、验收时应遵守的条款和文件。l.计算书 设备强度、刚度等的计算文件。当用计算机计算时，应将输入数据和计算结果作为计算文件。m.说明书 设备结构原理、技术特性、制造、安装、运输、使用、维护、检修及其它需说

4、明的文件。n.图纸目录 每个设备的图纸及技术文件的全套设计文件的清单。5 化工设备图的绘制方法及步骤a. 确定绘图比例、选择图幅、布图、画图b. 尺寸和焊缝代号标注c. 编写零部件序号和管口符号d. 填写明细栏和管口表e. 填写设计数据表、标题栏等6化工设备图阅读的基本要求a. 了解设备的性能，作用和工作原理；b. 了解设备的总体结构、局部结构及各零件之间的装配关系和安装要求；c. 了解设备各零部件的主要形状、材料、结构尺寸及强度尺寸和制造要求；d. 了解设备在设计、制造、检验和安装等方面的技术要求。二、教学难点与重点a. 掌握化工设备的选用和设计的一般原则b. 熟练进行化工设备的选用（设计）

5、c. 熟练掌握化工设备图的绘制d. 学习设备工艺及设备图的计算机辅助设计方法重点掌握 化工设备的选用、化工设备图绘制和阅读、模拟软件使用第四章作业：读附图所示的列管式固定管板换热器装配图，并根据HG/T 20668 -2000（化工设备设计文件编制规定）重新绘制该图纸1、概括了解 从标题栏、明细栏、技术特性表等可知，该设备的名称是列管式固定管板换热器，用途是使两种不同温度的物料进行热量交换，其规格为DN7004000（壳体内径换热管长度），换热面积F=116m2，绘图比例1:10，由25种零部件所组成，其中有14种标准件。 换热器管程内的介质是水，工作压力为0.4MPa，工作温度为3237，壳

6、程内介质是物料丙烯丙烷，工作压力为1.6MPa，工作温度为4440，换热器共有5个接管，其用途、尺寸见管口表。 该设备采用了1个主视图、2个剖视图、2个局部放大图和1个示意图。 2、详细分析（1）视图分析 图中主视图采用全剖视以表达换热器的主要结构及各管口和零部件在轴线方向的位置和装配情况；主视图还采用了断开画法，以省略中间重复结构，简化作图；换热器内部的管束也采用了简化画法，仅画出一根，其余均用中心线表示。 AA剖视图表示了各管口的周向方位和换热管的排列方式。BB剖视图补充表达鞍座的结构形状及安装等有关尺寸。 局部放大图、表达管板与有关零件之间的装配连接关系。为了表示出件12拉杆的投影，将件

7、11定距管采用断裂画法。示意图用以表达折流板在设备轴线方向的排列情况。 （2）装配连接关系分析 该设备筒体（件14）和管板（件6），封头（件1）和容器法兰（件4）的连接都采用焊接，具体结构见局部放大图；各接管与壳体的连接，补强圈与筒体及封头的连接均采用焊接；封头与管板采用法兰连接；法兰与管板之间放有垫片（件5）形成密封，防止泄漏；换热管（件15）与管板的连接采用胀接，见局部放大图。 拉杆（件12）左端螺纹旋入管板，拉杆上套入定距管用以固定折流板之间的距离，见局部放大图；折流板间距等装配位置的尺寸见折流板排列示意图；管口轴向位置与周向方位可由主视图和AA剖视图读出。（3）零部件结构形状分析 设备

8、主体由筒体（件14）、封头（件1）组成。筒体内径为700，壁厚为6，材料为Q235，筒体两端与管板焊接成一体。左右两端封头（件1）与法兰（件4）焊接，通过螺栓与筒体连接。 换热管（件15）共有360根，固定在左、右管板上。筒体内部有弓形折流板（件13）14块，折流板间距由定距管（件11）控制。所有折流板用拉杆（件12）连接，左端固定在管板上（见放大图），右端用螺栓锁紧。折流板的结构形状需阅读折流板零件图。 鞍式支座和接管法兰均为标准件，其结构、尺寸需查阅有关标准确定。 管板有零件图，其结构形状可阅读零件图。（4）了解技术要求 从图中的技术要求可知：该设备按钢制压力容器（GB1501998）进行

9、制造、试验和验收，采用电弧焊、制造完成后，除进行水压试验外，还需进行气密性试验。 3、归纳总结 通过上述分析可知：换热器的主体结构由圆柱形筒体和椭圆形封头构成，其内部有360根换热管和14块折流板。 设备工作时，冷却水自接管a进入换热管，由接管d流出；温度高的物料从接管b进入壳体，经折流板曲折流动，与管程内的冷却水进行热量交换后，由接管e流出。第五章 车间布置设计习题及答案一、填空题1设备布置图是在厂房建筑图的基础上增加设备布置的内容，用粗实线表示 设备 ，厂房建筑用 细实线 画出。2设备布置图主要包括反映设备水平布置情况的 平面图和反映某处立面布置情况的 剖面图 。二、选择题1. 厂房建筑的

10、承重柱在平面中排列所形成的网格称为柱网，沿厂房长度方向的各承重柱自左向右用（ A ）依次编号。 A. 、 、 B. 、 、 C. A或B2. 在化工设备图中，设备的轮廓，一般按比例用（ A ）绘制。A 粗实线（b） B 中实线（2b/3） C 细实线（b/3） D 点划线3. 在布置 （ A ）时，应遵循缩短管长和顺应流程的原则。A: 换热器 B: 塔 C: 泵 D: 搅拌器4. 设备布置图中的标高用（ A ）表示。A、m B、cm C、mm D、都可以5. 在设备平面布置图中，设备标注为T-101b，其中T表示（ B ）。A、一种设备等级 B、一种设备代号 C、设备一种材质 D、一种设备保温

11、等级6. 在对塔进行布置时，对于（C）需采用独立布置方案。A: 将高度相近的塔 B: 数量不多、结构与大小相似的塔C: 单塔或特别高大的塔 D: 较小的塔7 以下有关工程设计阶段及PID版次的叙述错误的是（B ）。A工程设计阶段分基础设计和详细工程设计两个阶段B在基础设计阶段，PID应完成初步设计条件版（A）版，内部审核版（B版）和用户批准版（C）版三个版次的设计C在详细工程设计阶段，PID应完成1版（详细设计1版），2版（详细设计2版），3版（施工版）三个版次的设计D对于小型或成熟工艺装置的PID设计，至少应完成初步条件版，设计版和施工版三个版次8 设备布置设计不包括的内容是（B ）。A确定

12、各个工艺设备在车间平面和立面的位置B确定车间中各个设备的管口方法C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D确定供安装、操作与维修所用的通道系统的位置与尺寸解答：B正确答案。车间设备布置设计主要包括： 确定各个工艺设备在车间平面和立面的具体位置； 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； 确定供安装、操作与维修所使用的通道系统的位置与尺寸； 确定场地与建筑物、构筑物的尺寸； 确定管道、电气代表管线、采暖通风管道的走向和位置。9 在以下四条关于几种常见设备的布置设计的意见中考虑欠妥当的是（A ）。A对于原料和成品贮罐，一般集中布置在贮罐区，同时为缩短流程

13、、节省管长，原料和成品贮罐均应靠近与之有关的厂房布置B对于大型换热器独立布置时应尽量安排在室外以节约厂房C泵的布置应尽量靠近供料设备，以保证有良好的吸入条件D反应器安装在室内或框架内，其基础与建筑物分开，以免将振动和噪声传递给建筑物10 设备布置时设备间、设备与墙之间、运送设备的通道和人行道的宽度都有一定规范供设备布置设计时参照执行。工艺设备与道路间的距离不应小于（B ）。A0.5 m B1.0 m C1.5 m D2.0 m11请指出下列有关安全距离数据中（A ）是不正确的。A回转机械彼此间距离为不小于1.5 mB贮槽之间的距离不小于0.40.6 mC换热器之间的距离不小于1.0 mD塔与塔

14、之间的距离1.02.0 m解答：A正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，回转机械彼此间距离为不小于0.81.2 m。12 “泵的布置设计时应尽量集中布置，排成一条线，电机端对齐，正对道路。以下关于泵的布置正确的是（C ）。A泵与泵之间的距离视泵的大小而定，一般不小于1.0mB双排泵之间的距离一般不小于1.5mC泵与墙之间的距离一般不小于1.2m，以便通行D泵的基础一般比地面高400500mm解答：C正确答案。泵与泵之间一般不小于0.7 m，双排泵之间一般不小于2.0 m，泵基础一般高出地面100200 mm。13 某工厂车间设备布置时，为节省投资，减少厂房面积，工艺设备与

15、道路间的距离定为0.6 m；操作设备时设备到墙的距离为0.8 m；操作平台梯子的坡度为65；通道通行部分的最小净空为2.1 m。请问上述设计中数据正确的是（D ）。A B C D解答： D正确答案。依据“车间布置设计有关尺寸和设备之间的安全距离”，工艺设备与道路间的距离为不小于1.0 m，工人操作时设备与墙面的距离不小于1.0 m，操作平台梯子的坡度一般不超过45，特殊可达到60。14 工艺专业提供的建议的设备平面布置图的用途是（ A ）。A.装置布置专业、总图专业开展工作的依据，也是机泵计算、询价订货的依据。B.因制造周期长，需提前询价订货的机泵计算依据。C.指导供销人员采购设备的依据。D.

16、指导设备安装施工的依据。15 在化工工艺设计中，其核心内容是（ C ）。A工艺流程设计和生产方法的选择B车间布置设计和管道布置设计C工艺流程设计和车间布置设计D化工工艺计算和车间布置设计16 车间平面布置图每层平面应以其标高命名，对于一层内地面，表示方法（D ）正确。A.EL100.0平面 B.EL0.0平面 C.EL0.000平面 D EL100.000平面 17 考虑厂房的柱网布置时，在满足工艺操作需要，满足设备安装、运转及维修需要的前提下，应选择符合建筑模数的柱网。中国统一规定以（ B ）m的倍数为优先选用的柱网。A.2 B.3 C.4 D.518 下面为某一换热设备的设备位号，表示方法

17、正确的为（A ）。A.E0113B B.E-113B C.E113B D.E-0113B19 考虑厂房立面布置时，厂房的高度主要取决于（ D ）。A.设备的高低 B. 安装的位置 C.安装条件 D.综合考虑上面三方面因素20 在化工厂厂房建筑设计时，单层厂房的宽度不应大于（ A ）。A.30m B.22m C.24m D.18m21 在车间布置平面图绘制中，下列标高标注正确的是（ D ）。A. B. C. D.22 车间设备布置时，一些高大设备多采用（ A ）。A露天布置，以减少建筑物的费用，降低毒物的积累。B 室内布置，以保护设备，使设备不受冷、热的影响。23 车间设备布置时，为使管路尽量短

18、和便于操作，通常设备多采用（ B ）。A按流程图出现的顺序布置。B 按相似的设备布置在一起的分组布置。24 在车间设备布置时有许多要求，如下几项要求中（ C ）项不合理。A 高大的设备尽量放在露天，以降低厂房造价。B 设备布置时应留一定的间隙，有利于操作及检修。C 设备布置时尽量使设备布局与其在流程图上出现的顺序一样。D设备布置时应充分利用高位差布置有压差的设备。三、简答题一、简述车间布置设计的内容：答：车间布置设计可分为车间厂房布置和车间设备布置车间厂房布置是对整个车间各工段、各设施在车间场地范围内、按照在生产中和生活中所起的作用进行合理的平向布置和平面布置。车间设备布置是根据生产流程情况及

19、各种有关因素，把各种工艺设备在一定区域内进行排列。二、简述车间设备布置的要求答：(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)满足安全、卫生和环保要求三、工艺对设备布置有哪些要求？1） 满足工艺流程顺序，要保证水平和垂直方向的连续性。 2） 相同类型设备尽可能布置在一起。 3） 设备与设备之间按规定留足间距、留有操作空间，便于操作、维修。4）考虑设备互换使用的可能性。5）设备安排要考虑管路走向，走直线，少弯路。要有堆放原料，中间产物，产品的空地。6）注意劳动保护，传动设备要有足够的安全距离。7）留有扩建或扩产余地。四、简述车间布置设计的原则答：（1）最大限度地满足工艺生

20、产包括设备维修的要求。 （2）有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地。 （3）要为车间的技术经济指标、先进合理以及节能等要求创造条件。 （4）考虑其他专业对本车间布置的要求。 （5）要考虑车间的发展和厂房的扩建。 （6）车间中所采取的劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全卫生等措施是否符合要求。 （7）本车间与其他车间在总平面图上的位置合理，力求使它们之间输送管线最短，联系最方便。 （8）考虑建厂工区的气象、地质、水文等条件。 （9）人流特流不能交错。五、简述车间平面布置的内容和要求答：内容 一个较大的化工车间（装置）通常包括下列组成。（1）生产设施（2）生产辅助设施（3）生活行政设施。（4

21、）其他特殊用室。要求（1）适合全厂的总图布置，与其他车间、公用工程系统、运输系统等结合成一个有机整体。（2）保证经济效益，尽量做到占地少、基建和安装费用少、生产成本低。（3）便于生产管理、物料运输，操作维修要方便。（4）生产要安全，并妥善解决防火、防毒、防爆等问题，必须符合国家的各项有关规定和标准。（5）要考虑将来扩建、增建和改建和余地。六、简述车间设备布置的内容答：（1）确定各个工艺设备在车间平面和立面的位置; （2）确定某个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）在上述各项的基础上确定建筑物与场地的尺寸; （5

22、）其他。设备布置的最终结果表现是设备布置图。七、简述车间设备布置图的内容 （1）一组视图 （2）尺寸及标注 （3）安装方位标 （4）说明及附注 （5）设备一览表 （6）标题栏四、看图回答问题1阅读醋酸残液蒸馏岗位设备布置图，并回答以下问题：醋酐残液蒸馏岗位设备布置图醋酐残液蒸馏岗位流程说明：醋酐残液进入残液蒸馏釜，使残液中的醋酐蒸发变成蒸汽，再经冷凝器冷凝为液态醋酐，进入醋酐受槽施加负压，然后去醋酐贮槽；蒸馏釜中蒸馏醋酐后的残渣，加水后再加热、冷凝，得到的醋酐经醋酸受槽施加负压后去醋酸贮槽。本系统为间断操作，通过阀门进行控制。回答问题：（1）醋酐残液蒸馏岗位的设备布置图包括 5.000平面 图

23、和 1-1剖面 图。 （2）从平面图可知，本系统的真空受槽A、B和蒸馏釜布置在距北墙 1600 mm，距轴分别为3800 mm、2000 mm、6000 mm的位置处；冷凝器的位置距北墙 500 mm，与醋酸受槽V1103A间的水平距离为1000 mm。（3）从A-A剖面图可知，蒸馏釜和真空受槽A、B布置在标高为 5 m的楼面上，冷凝器安装在标高 7.5 m的支架上。第六章 管道布置设计1.管道布置设计的内容有什么？ 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、支承方式。3、确定各管段(包括管道、管件、阀门及控制仪表)在空间的位置。4、 画出管

24、道布置图,表示出车间中所有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,包括管道、管件、阀门、型钢等的材质、规格和数量。2管道布置设计应符合的标准有哪些？答： HG/T20549-1998化工装置管道布置设计规定和SH3012-2000石油化工管道布置设计通则3 真空管线布置设计时应注意什么？答：真空管线应尽量短,尽量减少弯头和阀门,以降低阻力,达到更高的真空度。4管道布置时管道焊缝的设置，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50m

25、m：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。5管道穿过建筑物的楼板、屋顶或墙面时应如何处理？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何处理？答：玻璃管等脆性材料管道的外面最好用塑料薄膜包裹,避免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/T21640-2000H型钢结

26、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部分？ 答：立式容器的管口方位取决于管道布置的需要。一般划分为操作区和配管区两部分。加料口,温度计和视镜等经常操作及观察的管口布置在操作区,排出管布置在容器底部。 10. 卧式容器的人孔如何布置？ 答：人孔可布置在顶上,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,故以布置在顶上为宜。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布置在换热器的右侧,从换热

27、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,可以布置在换热器的任何一侧。将管箱上的冷却水进口排齐,并将其布置在冷却水地下总管的上方,回水管布置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。12. 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，为防止管口受力过大，在靠近管口的地方设固定支架，在固定支架以下每隔4.511米(DN25DN300)设导向支架，由较长的水平管(形成二臂部很长

28、的L形自然补偿器)吸收热变形。13管道布置图的设计依据？答：管道布置图是以带控制点工艺流程图、设备布置图、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，根据管道布置原则和相关标准做出合理的布置设计，并绘出管道布置图。14. 管道支架的编号含义是什么？答：管架由五个部分组成：15. 管道的标注分几部分？答：管道布置图中的管道应标注四个部分，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.管道布置图的比例和图幅如何定的？答：常用的比例有1：30，也可

29、采用1：25或1：50，但同区的或各分层的平面图,应采用同一比例。管道布置图图幅应尽量采用A0，比较简单的也可采用A1或A2。同区的图应采用同一种图幅。图幅不宜加长或加宽。17管道布置图的分区原则和方法是什么？答：由于车间(装置)范围比较大,为了清楚表达各工段管道布置情况,需要分区绘制管道布置图时,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。区域分界线用双点划线表示，在区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部分的管道布置图图号。18管道布置图的阅读步骤？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、

30、立面剖视图的数量及配置情况,在此基础上进了一步弄清各立面剖视图在平面图上剖切位置及各个视图之间的关系。注意管道布置图样的类型、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高平面的平面图及有关的立面剖(向)视图,然后根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、仪表控制点及管架等的布置情况。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布置体系的。19. 管道轴测图的内容有哪些？答：管道轴测图一般包括以下内容：（1）管段及

31、所属阀门、管件、仪表控制点等图形符号。（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，采用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、塔裙座底部加强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：管架图一般采用A3或A4图幅，比例一般采用110或120，图面上常采用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