化工设计习题及解答

《化工设计》习题及解答

第1次课：第一章化工设计概论1（2学时）

授课内容：

1、化工设计依据项目性质分类

2、化工设计依据化工过程开发程序分类

3、化工厂设计的工作程序

4、项目建议书的编制内容

5、可行性探讨报告的编制内容

6,设计任务书的编制内容

7、扩大初步设计程序

8、施工图设计内容

学习目的和要求：熟识化工设计总过程；了解化工设计的前期工作内容：项目建议书、

可行性探讨报告、设计任务书等的内容驾驭立项报告、项目建议书、可行性探讨报告、设计

任务书的编写方法。

重点难点；化工设计的类型；项目建议书与可行性探讨报告的编写方法；设计任务书的

编写方法；扩大初步设计和施工图设计的主要内容。

第2次课：第一章化工设计概论2（2学时）

授课内容：

1、化工车间工艺设计内容

2、设计打算工作

3、方案设计

4、化工计算内容

5、车间布置设计

6、配管工程设计

7、概算书编制

8、初步设计文件的编制内容

9、施工图设计文件的编制内容

10、计算机在化工厂设计中的应用简介

学习目的和要求：了解化工设计说明书的主要内容；熟识初步设计文件和施工图设计文

件的编制内容：驾驭化工车间工艺设计内容。

重点难点，化工车间工艺设计的主要内容。

第3次课：其次章工艺流程设计1（2学时）

授课内容：

1、生产方法和工艺流程选择的原则

2、生产方法和工艺流程确定的步骤

3、工艺流程设计的任务

4、工艺流程设计的方法

学习目的和要求：了解生产方法和工艺流程选择的原则；熟识生产方法和工艺流程确定

的步骤；驾驭工艺流程设计的任务和方法。

重点难点：工艺流程设计的任务和方法。

第4次课：其次章工艺流程设计2（2学时）

授课内容：

1、工艺流程图的种类

2、工艺流程草图

3、工艺物料流程图

4、管道仪表流程图的组成及版式

5、管道仪表流程图通用设计规定

6、流程图中设备的表示方法

7、流程图中管道、阀门及管件的表示方法

8、仪表限制点的表示方法

9、首页图的编制内容

学习目的和要求：了解工艺流程设计首页图的编制内容；熟识工艺流程图的种类（工艺

流程草图和工艺物料流程的结构和画法）；驾驭管道仪表流程图中设备、管道、阀门及管件、

仪表限制点的表示方法和血法。

重点难点：流程图中设备、管道、阀门及管件、仪表限制点的表示方法和画法。

第5次课：其次章工艺流程设计3（2学时）

授课内容：

1、泵类的自控方案

2、压缩机的自控方案

3、换热器的自控方案

4、反应器的自控方案

5、蒸储塔的限制方案

6、计算机在绘制工艺流程图中的应用简介

7、用PIDCAD绘制工艺流程图介绍

学习目的和要求：了解计算机在绘制工艺流程图中的应用；熟识用PIDCAD绘制工艺

流程图的方法：驾驭换热器、反应器、蒸储塔等在工艺流程设计中的限制方案。

重点难点；泵类、换热器、反应器、蒸馆塔等在工艺流程设计中的限制方案。

第一章化工设计概论

习题与思索题（包括答案）：

1、化工设计的种类有哪些？

依据项目性质化工设计可分为：新建项目设计、重复建设项目设计、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、基础设计和，程设计；具中

工程设计又包括：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。

是|一工设计:提出阿

可行性研究报告I

________________|组织施工,「定开车方案

＜主管部门进行丽〉~►画

I是|投料试车，号核磁

091-2化工厂设计的工作程序

3、可行性探讨报告包含哪些内容？

1.总论。包括项目名称、可行性探讨的主办单位和负责人，可行性探讨编制的依据和原

则，可行性探讨的依据，项目提出的背景、投资必要性和经济意义，探讨的范围和主要过程:

探讨的简要综合结论，存在的主要问题和建议。

2.市场预料。包括国内外市场状况预料和产品的价格分析。

3.产品方案及生产规模。对于•老厂改、扩建和技术改造项目要结合企业现有内部和外部

条件，对产品方案和生产规模要作方案比较，进行优选。

4.工艺技术方案。包括工艺技术方案的选择、工艺流程和消耗定额、自控技术方案、主

要设备的选择和标准化等内容。

5.原料、原料、协助材料及燃料的供应。

6.建厂条件和厂址方案。

7.公用工程和协助设施方案。

8.节能。包括能耗指标及分析、节能措施综述、单项节能工程等内容。

9.环境爱护与劳动平安。

10.工厂组织和劳动定员。

II.项目实施规划。包括建设周期的规划实施进度规划等内容。

12.投资估算和资金筹措。

13.财务、经济评价及社会效益评价。

14.结论。包括综合评价和探讨报告的结论等内容。

4、设计任务书的内容主要包括哪些内容？

1.项目设计的目的和依据；

2.生产规模、产品方案、生产方法或工艺原则；

3.矿产资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、运输等协作条件；

4.资源综合利用、环境爱护、三废治理的要求；

5.厂址与占地面积和城市规划的关系；

6.防空、防震等的要求；

7.建设工期与进度支配；

8.投资限制数;

出液和釜残液的流量和组成。

D和

丫

解：苯的相对分子质量为78,甲苯的相对分子质量为92。以下标B代表苯。

38

进料中苯的摩尔分数=———=04196

3862,

------1------

7892

2

釜残液中苯的摩尔分数=002351

----H-------

7892

进料平均相对分子质量M=0.4196x78+(1-0.4196)x92=86.13

进塔原料的摩尔流量F=卫»=232.2kmol/h

86.13

依题意，偏出液中能回收原料中97%的苯，所以

DXDB=97.43x0.97=94.5\kmol/h

作全塔苯的质量衡算得FXFB=DXDB+标讪

作全塔总质量衡算得F=W+D

将已知数据代人上述质量衡算方程得

232.2x0.4196=94.51+0.02351

232.2=W+O

解得W=124.2kmol/lvD=\mkmol/h

9451

所以，=^^=0.8752

108

组分塔进料塔顶镭出物釜残液

kg/h%(wt)kmol/h%(mol)kg/h%(wt)kmoi/h%(mol)kg/h%(wt)kmol/h%(mol)

苯76003897.4341.967372.685.6094.5287.52227.82.02.922.35

甲苯1240062134.858.041240.214.4013.4812.4811159.498.0121.397.65

合计20000100232.21008612.810010810011387.2100124.2100

习题2丙烷充分燃烧时要使空气过量25%,燃烧反应方程式为:

G〃8+5af3C（92+4H2O

试计算得到100摩尔燃烧产物（乂称烟道气）须要加入的空气的摩尔量.

解：以Imol入口丙烷为计算基准

依据反应方程式，1moi丙烷须要5moi的氧气与之反应，因氧气过量25%,故须要加入

的空气量为

1.25x52”,

-------=29.76/〃。/其中016.25moi,N2351mol

0.21

烟道气中各组分的量：

C3Hs0molN223.51mol

C023x1=3”〃026.25-5=1.25m〃

H204X1=Amol

因此，以Imol入口丙烷为基准的物料衡算结果如F

入口山口

10

C3H8C3H8

6.251.25

02

02

223.5123.51

03

co2co2

04

H2OH2O

合计30.78合计31.76

从计算结果可以看出，当空气加入量为29.76mol时，可产生烟道气31.76mol,所以，每产

生lOOmol烟道气需加入的空气量为

100x29.76

=93.7mol

31.76

习题3自然气蒸汽转化法制造合成氨原料气的示意流程图

C02

转化炉内进行燃类蒸汽转化反应，以甲烷为例，烧类蒸汽转化的反应方程式为

弭+比0峰珍C0+3H;

自然气经一段转化炉转化后接着进入二段转化炉反应，在一段转化炉出口添加空气以协作合

成氨原料气中所需的氮气，同时，一段转化气中的一部分氢气遇燃烧供应系统热量。二

段转化后再经一氧化碳变换工序使混合气中的CO大部分转化为CO2和M，CO转化为co2

和小的方程式为CO+HQ峰为CO2+3H2,变换后的气体进入脱除CO2工序脱除C。?，再

经甲烷化工序除去残存的微量CO和CO2后作为合成氨合格原料气。

已知某厂自然气的组成为：

组分CH4C2H6C3H8CM。(正)CMo(异)C5H12(正)C5H12(异)82合计

N2

%(mol)83.2010.005.160.690.500.060.050.330.01100

要求合成氨原料气的组成为:

组分Ar合计

H2N2CH4

%(mol)73.9724.640.311.08100

计算自然气的用最和空气的用品。

解：以100kmol合成氨原料气为计算基准。

设自然气用量为,vkmol,添加空气量为ykmolo

(1)作系统N2平衡

因为在自然气蒸汽转化法制造合成氨原料气过程中，N?没有参与反应，它的数量在反

应器的进口、出口物料中没有改变，作系统N2平衡得

0.0033A-+0.79〉=24.64(A)

(2)作系统氢平衡

甲烷转化制比的计量关系推导如下：

甲烷蒸汽转化反应过程CH4+H2O*珍CO+3H之

CO变换反应过程CO+比。峰为CO2+3H2

总过程CH4+2H20lW9CO2+4H2

用同样的方法可推导出烧类蒸汽转化制力的计量关系通式为

CnH2n+2+2nH2O=nCO2+(3n+l)H2

因此，lOOkmol自然气可供应的理论H?为

组分燃炭/kmol可供应的理论燃量/kmol

83.204x83.20=332.80

CH4

C2H610007x1000=70

5.1610x5.16=51.60

C3HS

C4H10（正）0.6913x0.69=8.97

C4Hd异）0.5013x0.50=6.50

C5H出正)0.0616x0.06=0.96

C5HI2（#）0.0516x0.05=0.80

0.330

N2

CO20.010

合计100471.63

因此，人kmul自然气进料可供应的理论H2为

IZUxkm。！

100

氢气燃烧的反应过程2H2+O2=z2H2c

燃烧消耗的H2为

2x0.21ykmol

作系统H2平衡得

471，63x-2x0.21v=73.97+4x1.08IB)

100

式中(4x1.08)是合成氨原料气的CH』折合为H?物质的最(mol)

(A)式合(B)式联解得到

x=18.92kmol

y=31.llkmol

因此，制造lOOkmol的合成氨原料气需加入自然气18.92kmol,一段转化炉出口需添加

31.llkmol的空气。

习题4乙烯氧化为环氧乙烷的反应方程式如下：

。2%9)+3。2(8)―>G4O(g)

试计算0.1013MPa、25c下的反应热。

解：乙烯(g)的标准生成热为凶工“挤=52.28左〃m/

环氧乙烷(g)的标准生成热为环氧乙烷=-5\kJ/m()l

因此，0.1013Mpa,25c下的反应热计算如下:

^r产物—)反应物

=1x(-51)-1x52.28+-x0=-103.3灯/mol

2

习题5乙烯氧化制环氧乙烷的反应器中进行如下反应：

主反应C2”4(g)+；°2(g)―>G”4°(g)

副反应。2”4（幻+3。28）一>2CO2（g）+2/O（g）

反应温度基本维持在250C,该温度下主、副反应的反应的反应热分别为

一'&=105395。/kmol乙烯

1321726V/kmol乙烯

乙烯的单程转化率为32%,反应的选择性为69%,反应器进口混合气的温度为210℃,流

量45000W3(STP)//?,其组成如下：

组分合计

C2W4o2

%(mol)3.582.014.5100

热损失按反应放出热量的5%考虑，求热载体移出的热量。

解.：查得有关气体的热容数据如下：

组分水蒸气

C2H4coCHO

o2224M

210℃64.4331.3830.04

Cp/[kJ/(kmol-K]

250℃66.9431.6745.5635.35103.83017

假设如下热力学途径:

21(TC下反应器入口混合气体热容

Cp=0.035x64.43+0.82乂30.04+0.145x31.38=3L44AJ/(kmol-K)

250C下反应器入口混合气体热容

3=0.035x64.94+0.82x30.17+0.145x31.67=31.67V/(kmobK)

因此，反应器入口混合气体在210C〜250℃的平均热容为

。=(31.44+31.67)XL=31.56心/(kmol•K)

\H,=^^X31.56(250-210)=2.536X104V//Z

A”=45000x0035x032x0.69x(-105395)-^22x0.035x0.32x(l-0.69)(-l321726)

22.422.4

=1.086X107V//?

676

△H=AH,+AH2=2.536xl()-1.086xl()=-8.324x\0kJ/h

6s5

AH=A/7-g2=-8.324xl0-(-4.162x10)=-4.162xlOV//z

由热载体移走的热量为

656

Q=AH-Q2=-8.324X10-(-4.162X10)=7.908xlOV//?

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.换热器设计要满意工艺操作条件，长期运转，平安牢靠，不泄漏，修理清洗

便利，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.选用标准系列化的奥热

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.验算塔内喷淋密度

f.计算填料层高度Z

g.计算塔的总高度H

h.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行拆部件的结构、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态、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态相同.尺寸不同的零件的图样。

f.特殊工具图表示设备安装、试压和修理时运用的特殊工具的图样。

g.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。

1.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、运用、维护、检修及

其它需说明的文件。

n.图纸书目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木要求

a.了解设备的性能，作用和工作原理；

b.了解设备的总体结沟、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态、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.驾驭化工设备的选用和设计的一般原则

b.娴熟进行化工设备的选用（设计）

c.娴熟驾驭化工设备图的绘制

d.学习设备工艺及设备图的计算机协助设计方法

重点驾驭化工设备的选用、化工设备图绘制和阅读、模拟软件运用

第四章作业：

读附图所示的列管式固定管板换热器装配图，并依据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DN700X4（X）0（壳体内径X换热管长

度），换热面积F=ll6m2,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32〜37℃,壳程内介质

是物料丙烯丙烷，工作压力为1.6MPa,工作温度为44〜40℃,换热器共有5个接管，其用

途、尺寸见管口表。

该设备采纳了1个主视图、2个剖视图、2个局部放大图和1个示意图。

2、具体分析

（1）视图分析

图中主视图采纳全剖视以表达换热渊的主要结构及各管口和零部件在轴线方向的位

置和装配状况；主视图还采纳了断开画法，以省略中间重复结构，简化作图；换热器内部的

管束也采纳了简化画法，仅画出一根，其余均用中心线表示。

A-A剖视图表示了各管口的周向方位和换热管的排列方式。B-B剖视图补充表达

鞍座的结构形态及安装等有关尺寸。

局部放大图I、II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11定距管采纳断裂画法。示意图用以表达折流板在设备轴线方向的排列状况。

（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）的连接都采纳

焊接，具体结构见局部放大图II;各接管与壳体的连接，补强圈与筒体及封头的连接均采纳

焊接；封头与管板采纳法兰连接；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）与管板的连接采纳胀接，见局部放大图I。

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I;折流板间距等装配位置的尺寸见折流板排列示意图：管II轴向位置与周向

方位可由主视图和A-A剖视图读出。

（3）零部件结构形态分析

设备主体由简体（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I）与法兰（件4）焊接，通过螺栓

与简体连接。

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）限制。全部折流板用拉杆（件12）连接，左端固定在

管板上（见放大图I）,右端用螺栓锁紧。折流板的结构形态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、尺寸需查阅有关标精确定。

管板有零件图，其结构形态可阅读零件图。

（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》（GBI50—1998）进行制造、试

验和验收，采纳电弧焊、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简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，经折流板曲折流淌，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3

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状况的「ms和反映某处立面布置状

况的剖面图。

二、选择题

1.厂房建筑的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.①、③、③B.O、o、©C.A或B

2.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.在相置（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、mB、cmC、mmD、都可以

5.在设备平面布置图中，设备标注为T-lOlb,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、一种设备保温等级

6.在对塔进行布置时，对于（C）需采纳独立布置方案。

A:将高度相近的塔B:数量不多、结构与大小相像的塔

C:单塔或特殊高大的塔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具体工程设计两个阶段

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.在具体工程设计阶段，PID应完成1版（具体设计1版），2版（具体设

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协助设备或公用设备的位置

D.确定供安装、操作与修理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：

①确定各个工艺设备在车间平面和立面的具体位置；

②确定某些在工艺流程图中一般不予表达的协助设备或公用设备的位置；

③确定供安装、操作与修理所运用的通道系统的位置与尺寸；

④确定场地与建筑物、构筑物的尺寸；

⑤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看法中考虑欠妥当的是（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、节约

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支配在室外以节约厂房

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，其基础与运筑物分开，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、运输设备的通道和人行道的宽度都有肯

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）0

A.0.5mB.1.0mC.1.5mD.2.0m

11请指出下列有关平安距离数据中（A）是不正确的。

A.回转机械彼此间距离为不小于1.5m

B.贮槽之间的距离不小于0.4〜0.6m

C.换热器之间的距离不小于1.0m

D.塔与塔之间的距离1.（）〜2.（）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平安距离”，

回转机械彼此间距离为不小于0.8〜1.2mo

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1.0m

B.双排泵之间的距离一般不小于1.5m

C.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④400〜500mm

解答：C.正确答案。泵与泵之间一般不小于0.7m,双排泵之间一般不小于2.0

m,泵基础一般高出地面100〜200mm。

13某工厂车间设备布置时，为节约投资，削减厂房面积，工艺设备与道路间的

距离定为0.6m；操作设备时设备到墙的距离为0.8m；操作平台梯子的坡度为

65°；通道通行部分的最小净空为2.1m。请问上述设计中数据正确的是（D

A.①B.②C.③D.④

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平安距离”,

工艺设备与道路间的距离为不小于1.0m,工人操作时设备与墙面的距离不小于

1.0m,操作平台梯子的坡度一般不超过45°,特殊可达到60°。

14工艺专业供应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'也开展工作的依据，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.指导供销人员选购设备的依据。

D.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）o

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DELI00.000平面

17考虑厂房的柱网布置时，在满意工艺操作须要，满意设备安装、运转及修理

须要的前提下，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.2B.3C.4D.5

IX下面为某一换热设备的设备位号，表示方法正确的为（A1

A.E0113BB.E-113BC.E113BD.E-0I13B

19考虑厂房立面布置时，厂房的高度主要取决于（D）。

A.设备的凹凸B.安装的位置

C.安装条件D.综合考虑上面三方面因素

2（）在化工厂厂房建筑设计时，单层厂房的宽度不应大于（A）o

A.30mB.22mC.24mD.18m

21在车间布置平面图绘制中，下列标高标注正确的是（D）0

±0.00m

A.+3.500mR-1.50mD±0.000m

V•\/~

22车间设备布置时，一些高大设备多采纳（A）0

A露天布置，以削减建筑物的费用，降低毒物的积累。

B室内布置，以爱护设备，使设备不受冷、热的影响。

23车间设备布置时，为使管路尽量短和便于操作，通常设备多采纳（B）。

A按流程图出现的依次布置。

B按相像的设备布置在一起的分组布置。

24在车间设备布置时有很多要求，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设备布置时应留肯定的间隙，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依次一样。

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、依据在生产

中和生活中所起的作用进行合理的平向布置和平面布置。

车间设备布置是依据生产流程状况及各种有关因素，把各种工艺设备在肯定

区域内进行排列。

二、简述车间设备布置的要求

答：（一）满意生产工艺要求

（二）满意安装和检修要求

（三）满意土建要求

（四）满意平安、卫生和环保要求

三、工艺对设备布置有哪些要求？

1）满意工艺流程依次，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、修理。

4）考虑设备互换运用的可能性。

5）设备支配要考虑管路走向，走直线，少弯路。要有堆放原料，中间产物，产

品的空地。

6）留意劳动爱护，传动设备要有足够的平安距离。

7）留有扩建或扩产余地。

四、简述车间布置设计的原则

答：（1）最大限度地满意工艺生产包括设备修理的要求。

（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建条件。

（4）考虑其他专"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）车间中所实行的劳动爱护、防腐、防火、防毒、防爆及平安卫生等措施

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，联系最便利。

（8）考虑建厂工区的气象、地质、水文等条件。

（9）人流特流不能交织。

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）生产协助设施

（3）生活行政设施。

（4）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，操作修理要便利。

（4）生产要平安，并妥当解决防火、防毒、防爆等问题，必需符合国家的各

项Tf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协助设备或公用设备的位置；

（3）确定供安装、操作与修理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）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阅读醋酸残液蒸镯岗位设备布置图，并回答以下问题:

醋醉残液蒸储岗位设备布置图

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XZ

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(II)员:*IHifc«)

(ID#ifami

醋肝残液蒸储卤位流程说明:

醋酊残液进入残液蒸储釜，使残液中的醋酊蒸发变成蒸汽，再经冷凝器冷凝

为液态醋酊，进入醋酊受槽施加负压，然后去醋酊贮槽；蒸馀釜中蒸馆醋酊后的

残渣，加水后再加热、冷凝，得到的醋酎经醋酸受槽施加负压后去醋酸贮槽。木

系统为间断操作，通过阀门进行限制。

回答问题：

(1)醋酊残液蒸储I岗位的设备布置图包括5.000平面图和1-1剖面图。

(2)从平面图可知，本系统的真空受槽A、B和蒸始釜布置在距北墙」

距①轴分别为3800mm、200。mm、6000mm的位置处；冷凝器的位置距

北墙5()()mm,与醋酸受槽VI103A间的水平距离为100()mm°

(3)从A-A剖面图可知，蒸馀釜和真空受槽A、R布置在标高为5m的楼面

上，冷凝器安装在标高，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、阀门及限制仪表)在空间的位置。

4、画出管道布置图，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：IIG/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留意什么？

答：真空管线应尽量短,尽量削减弯头和阀门，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50mm：公称直径等于或大于150nlm

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50mmo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袱，避开管道裂

开时溅出液体,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/T21640-2000《11型钢结构管架通用图》。

8.管道支架按其作用分哪儿种？

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须要。一般划分为操作区

和配管区两部分。加料口，温度计和视镜等常常操作及视察的管口

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，以侧面较为便利，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、修理要便利。在管廊上有转弯的管道

布置在换热器的右侧，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

用管道干脆架空连接。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留意什么？

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4.5〜11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.管道布置图的设计依据？

答：管道布置图是以带限制点工艺流程图、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，依据管道

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：

XX-XXXX

--------------管架序号

-------------------管道布度图的尾号

-------------------区号

-------------------管架生根部位的结构

--------------管桀类别

15.管道的标注分儿部分？

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。

管道布置图图幅应尽量采纳A0,比较简洁的也可采纳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，为了清晰表达各工段管道布置状况，

须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：（D概括了解首先要了解视图关系，了解平面图的分区状况，平

面图、立面剖视图的数量及配置状况，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。留意管道布置

图样的类型、数量、有关管段图、管件图及管架图等。

（2）具体分析，看懂管道的来龙去脉，从起点设备起先，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，然后依据投影

关系和管道表达方法,逐条地弄清晰管道的来龙去脉,转弯和分支状

况，具体安装位置及管件、阀门、仪表限制点及管架等的布置状况。

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）管段及所属阀门、管件，仪表限制点等国形符号。

（2）尺寸和标注。