第四五六章习题及解答.doc

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

2、. 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。

3、 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.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

4、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

5、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 ） 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 DN700 4000（壳体内径换热管长度），换热面积 F=1

6、16m2，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

7、。 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 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

8、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 A A 剖视图读出。 （ 3）零部件结构形状分析 设备主体由筒体（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

9、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（ GB150 1998）进行制造、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

10、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 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

11、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

12、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

13、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、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

14、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 ）。 A 0.5 m B 1.0 m C 1.5 m D 2.0 m 11 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 m B贮槽之间的距离不小于 0.4 0.6 m C换热器之间的距离不小于 1.0 m D塔与塔之间的距离 1.0 2.0 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

15、械彼此间距离为不小于 0.8 1.2 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 1.0m 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 400 500mm 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 100 200 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

16、.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.指导设备安装施工的依据。

17、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.5 18 下面为某一换热设备的设备

18、位号，表示方法正确的为（ A ）。 A.E0113B B.E-113B C.E113B D.E-0113B 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.18m 21 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

19、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

20、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

21、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

22、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）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

23、; （ 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）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