化工设计思考题及答案.docx

1、化工设计思考题及答案1化工设计所需专业，2:生产方法和工艺流程的确定3化工场选址，工艺流程图内容4设备选形，塔泵反映器5化工厂的车间布置，立面，平面，内容6管道仪表标准，。知道代号意思，7纠错可能是设备管道车间等布置合理下面应该是b卷1管道布置设计目录2大型化工厂设计程序3工艺流程图的确定4设备设计图样第一章 思考题：1、按设计性质来分，化工设计的分类及内容答：（一）新技术开发过程中的设计（工程研究）概念设计、中试设计、基础设计（二）工程设计1）初步设计：根据设计任务书，全面研究设计对象，以获得技术上可能、经济上合理的最符合要求的设计方案。内容有确定全厂性设计原则、标准及方案，水电气的供应方式

2、及用量，关键设备选型，产品成本、项目投资的测算。设计深度以让对方了解设计方案、投资及基本出处为准。2）扩大初步设计（扩初设计）：在已批准的初步设计基础上，解决设计中的主要技术问题，明确、细化，编制准确的工程概算。）施工图设计：成品时详细的施工图纸及必要的文字说明，建设方可依据其直接建设施工。2、大型化工厂的设计程序答：1）项目建议书 2）项目可行性研究报告（特大型要预可行性研究报告）3）总体设计 4）初步设计 5）施工图设计 6）项目后评价报告具体如下：3、化工工艺设计的内容答：化工工艺设计的内容包括：（1）生产方法的选择； （2）工艺流程的确定；（3）物料衡算和能量衡算；（4）设备的选择和计

3、算； （5）车间布置设计；（6）化工管路设计； （7）其他非工艺项目的考虑 ；（8）编制设计说明书； （9）编制概（预）算。图纸内容：（1）工艺方案流程图（2）施工流程图（3）物料衡算图（4）设备布置图（5）管路布置图4、非定型设备施工图的内容答：(1)视图：用一组视图 表示该设备的主要结构、形状和零部件之间的装配连接关系。(2)尺寸：图上注写必要的尺寸，以表示设备的总体大小、规格、装配和安装等尺寸数据，为制造，装配、安装，检验等提供依据(3)零部件编号及明细栏；组成该设备的所有零部件必须依次编号，并用明细栏(在主标题栏上方)填写每一编号零部件的名称、规格，材料，数量，重量及有关图号或标准号等

4、内容(4)管口符号和管口表；设备上所有的管口(物料进出管口、仪表管口等)，均需标注出符号(按汉语拼音字母顺序编号)在管口表(明细栏上方)中列出各管口的有关数据和用途等内容(5)技术特性表，用表格形式列出设备的主要工艺特性， (6)技术要求，用文字说明设备在制造，检验、安装、材料，表面涂饰、包装package和运输等方面的特殊要求(7)标题栏，用以填写该设备的名称，主要规格、作图比例，设计单位，图样编号，以及设计、制图，校审人员签字等项内容 ，(8)其他：化工设备图上往往还有图纸目录、附注、修改表，选用表等内容5、化工设计工作所涉及的专业答：化工设计工作所涉及的专业有：工艺专业、设备专业、自控专

5、业、给排水专业、电气与供热、土建专业、总图运输专业、概算专业等6、化工项目建设各阶段的内容答： （一） 机会研究（1） 分析投资动机 （2） 鉴别投资机动会 （3）论证投资方向 （4） 具体项目机会论证（二）项目建议书(1) 项目目标及功能定位(2) 产品市场研究 (3) 规划选点 (4) 项目建设方案构思 (5) 项目建设方案初步论证（三）可行性研究报告论述化工项目的（1）投资的必要性（2）技术可行性（3）财务可行性（4）组织可行性（5）经济可行性（6）环境可行性（7）社会可行性（8）风险因素及对策（四）初步设计（五）施工图设计施工图设计的主要工作内容是在初步设计的基础上，完善流程图设计和车

6、间布置设计，进而完成管道配置设计和设备、管路的保温及防腐设计。其中工艺专业方面的主要内容包括:工艺图纸目录、工艺流程图、设备布置图、设备一览表、非定型设备制造图、设备安装图、管道布置图、管架管件图、设备管口方位图、设备和管路保温及防腐设计等；非工艺专业方面有土建施工图、供水、供电、给排水、自控仪表线路安装图等。 附件：施工说明、各部分安装材料表、全厂设备一览表与综合材料汇总表，施工图总预算表。第二章 思考题1、说明厂址选择的三个阶段及第二阶段的工作内容答：厂址选择的三个阶段包括：（一）准备工作阶段（二）现场工作阶段（三） 编制报告阶段第二阶段的工作内容：(1)踏勘地形图所表示的地形、地物的实际

7、状况研究厂区自然地形的改造和利用方式以及场地上原有设施加以保留或利用的可能性；(2)研究工厂在现场基本区划的几种可能方案；(3)确定铁路专用线的接轨地点和进线走向、航道和建造码头的适宜地点，公路的连接工厂和主要出入口的位置；(4)实地调查厂区历史上洪水淹没的情况；(5)工程地质现象(溶洞、滑坡等的实地观察)：(6)踏勘工厂水源地，排水口，热电厂及厂外各种管线可能的走向；(7)了解现场环境污染状况；(8)周围地区工厂，居民点分布状况和协作要求。2、化工厂厂址选择的基本原则答：(1)选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区，并在贮运，机修，公用工程和生活设施等方面具有良好的协作条件的地区。(2)厂址

8、应靠近水量充足和水质良好的水源；(3)厂址应有便利的交通条件。在有条件的地方，要优先考虑采用水运对于有超重、超大或超长设备的工厂，应注意沿途是否具备运输条件。(4)选厂应注意节约用地，不占或少占耕地。厂区的面积、形状和其他条件应满足工艺流程布置的要求。厂址的自然地形应有利于厂房和管线的布置、交通联系和场地排水。厂区应适当留有发展余地。(5)选厂应注意当地自然环境条件，并对工厂投产后对于环境可能造成的影响作出预评。工厂的生产区和居民区的建设地点应同时选定。(6)厂址应避开低于洪水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段。3、厂区布置的基本任务与原则答：厂区布置的基本任务结合厂区的自然条件和外部条

9、件，确定各种机器设备的空间位置，获得最合理的物料和人员的流动路线，满足合理的物料和人员的流动路线实质上是一个运输问题，工厂布置的任务实质上是为了寻求物料和人员的最佳运输方案。就大范围而言，在一个地区内厂址位置的确定是为了寻求最佳的厂外运输路线；就小范围而盲，即在一个厂区内，厂房位置的确定是为了寻求最佳的厂内运输路线。厂区布置的基本原则满足生产要求、安全要求、发展要求、节约土地、满足施工和安装)的要求、绿化等4、地下管线的布置原则答：地下管线的布置原则：(1)压缩管线占地面积，利用各种管线的不同埋设深度，由建筑物基础外缘至道路中心由浅入深地依次布置。 顺序：弱电电缆；电力电缆；管沟；给水管(循环

10、水管)；雨水管；污水管。(2)在施工顺序许可的条件下，将检修次数较少的雨水、污水管埋设在道路下面。(3)管线交叉时避让原则：小管让大管；压力管让重力管；软管让硬管；临时管让永久管。(4)地下管线敷设应注意下列安全事项： 电力电缆不能与热力管道平行靠近敷设，遇交叉时，电缆在下方穿过或采取保护措施；可燃气体的煤气管线避免靠近管沟或地下室；压力较高的大管径给水管避免靠近建筑物；(5)管架或地下管线应适当地留有余地，以备工厂发展的需要。5、生产车间的布置原则答：生产车间的布置原则为：（1）按工艺生产过程的顺序确定生产线路尽可能做到直线而无返回的流动，不要求所有的生产车间一定要排在一条直线上。如果生产车

11、间较多，排成直线，将使地形伸长、并会使仓库、辅助车间的配置及车间的管理等方面带来不便。为了达到生产车间有线性的目的，也可以将建筑物一个和另一个联接成T,L或字形。（）车间之间的距离应最短车间生产线路一般分为水平的和垂直的两种。此外，也有多线生产线路。使加工物料在同一平面上由甲车间送入乙车间的叫做水平生产线。使加工物料由上层的甲车间送至下层的乙车间叫做垂直生产线路。多线生产线路即开始是两条或多条支线而后汇合成一条主线。无论是哪一种生产路线，车间之间的距离应是最短的，并符合各种规范所规定的间距。（）原料和成品车间应接近仓库和运输线路，同时也应注意，中间车间也常常需要大量原料并生成各种副产品。（）车

12、间之间的管道尽可能沿道路敷设。（）产生有害气体与粉尘的车间应将其布置在下风处。第3章：思考题1、化工工艺过程一般有几个阶段组成？答：一个典型的化工工艺过程一般由六个阶段所组成：2、生产方法和工艺流程的确定步骤是什么？答：（一）搜集资料，调查研究收集的内容： 国内外生产情况，各种生产方法及工艺流程；原料来源及产品应用情况；试验研究报告； 安全技术及劳动保护措施； 综合利用及三废处理； 生产技术是否先进，生产连续化、自动化程度； 设备的大型化及制造、运输情况； 基本建设投资、产品成本、占地面积；水、电、汽、燃料的用量及供应，主要基建材料的用量及供应；厂址、地质、水文、气象等资料；(11)车间（装置

13、）环境与周围的情况。（二）落实设备在搜集资料过程中，必须对设备予以足够重视。对各种生产方法中所用的设备，分清国内己有定型产品的、需要进口的及国内需重新设计制造的三种类型，并对设计制造单位的技术力量、加工条件、材料供应及设计、制造的进度加以了解。（三）全面对比 全面分析对比的内容很多，主要比较下列几项: 几种技术路线在国内外采用的情况及发展趋势； 产品的质量情况； 生产能力及产品规格； 原材料、能量消耗情况；建设费用及产品成本； 三废的产生及治理情况；其他特殊情况。3、工艺流程设计的任务？答：确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，达到由原料制得所需产品的目的。绘制工艺流程图，要求

14、以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程制得产品时，物料和能量发生的变化及其流向，以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。4、说明工艺流程设计的工作方法答：工艺流程设计方法如下：(1)以反应过程为中心。根据反应过程的特点、产品要求、物料特性、基木工艺条件来决定采用反应器类型及决定采用连续操作，还是间歇性操作。另外，物料反应过程是否需外供能量或移出热量，都要在反应装置上增加相应的适当措施。如需要催化剂，就须考虑催化反应的方式和催化剂的选择。(2)原料预处理过程。反应装置已经确定后，根据反应特点，必然对原料提出要求，如纯度、温度、压力以及加

15、料方式等。相应采取预热(冷)、汽化、干燥、粉碎筛分、提纯精制、混合、配制、压缩等措施。这些操作过程就需要相应的化工单元操作，加以组合，从而设计出不同的流程。(3)产物的后处理。根据反应原料的特性和产品的质量要求，及反应过程的特点来决定。以下情况需要后处理：a.有副反应b.反应物转换率未达100%c.原料中有杂质d.产物聚集态的要求(4)产品的后处理。作为商品的，需要如筛选、包装、灌装过程。这些过程都需要有一定的工艺设备装置、工艺操作。(5)未反应原料的循环或利用以及副产物的处理。反应常常不完全，剩余组分在产物处理中被分离出来，一般应循环回到反应设备中继续参与反应。因此循环方式就必须精心设计。在

16、反应器中因副反应而产生的副产物，也要在产物的后处理中被分离出来。为此，根据产品的特点和质量要求，分别或同时设计出相应的化工单元操作过程。(6)确定“三废”排出物的处理措施。在生产过程中，不得不排放的各种废气、废液和废渣，应尽量综合利用，变废为宝，加以回收。因此在化工开发和工程设计中必须研究和设计治理方案和流程，要做到“三废”治理与环境保护工程、“三废”治理工艺与主产品工艺同时设计、同时施工，而且同时投产运行。(7)确定公用工程的配套措施。如工艺用水(包括作为原料的软水、冷却水、溶剂用水以及洗涤用水等)、蒸汽(原料用汽、加热用汽、动力用汽及其他用汽等)、压缩空气、氮气等以及冷冻、真空都是工艺中要

17、考虑的配套设施。至于生产用电、上下水、空调、采暖通气都是应与其他专业密切配合的。(8)确定操作条件和控制方案。一个完善的工艺设计除了工艺流程等以外，还应把投产后的操作条件确定下来。这些条件包括整个流程中各个单元设备的物料流量(投料量)、组成、温度压力等，并且提出控制方案(与仪表控制专业密切配合)以确保能稳定地生产出合格产品来。(9)制定切实可靠的安全生产措施。在工艺设计中要考虑到开停车、长期运转和检修过程中可能存在各种不安全因素，根据生产过程中物料性质和生产特点，在工艺流程和装置中，除设备材质和结构的安全措施外，在流程中应在适宜部位上设置事故槽、安全阀、放空管、安全水封、防爆板、阻水栓等以保证

18、安全生产。(10)保温、防腐的设计。这是在工艺流程设计中的最后一项工作，也是施工安装时最后一道工序。流程中应根据介质的温度、特性和状态以及周围环境状况决定管道和设备是否需要保温和防腐。5、工艺流程草图包括哪些内容答：一般由物料流程、图例和设备一览表组成1、物流流程(1)设备示意图。图中设备只画出大致轮廓和示意结构，画一个方框代替也可以。设备的相对位置不要求准确，备用设备一般省略不画。但设备一般都要编号，并在图纸空白处按编号顺序集中列出设备名称。流程简单、设备较少的流程草图中的设备也可以不编号，而将设备名称直接注写在设备图形上。(2)流程管线及流向箭头。流程草图中应画出全部物料管线和一部分动力管

19、线(如水、蒸汽、压缩空气和真空等)。物料管线用粗实线画出，动力管线用中粗实线画出。在管线上用箭头表示物料的流向。(3)文字注解 在流程图的下方或图纸的其他空白处列出各设备的编号和名称。 在管线的上方或右方用文字注明物料的名称。 在流程线的起始和终了处注明物料的名称来源及去向。2、图例 图例中只须标出管线图例。阀门、仪表等无须标出。3、设备一览表 设备一览表也只包括序号、位号、设备名称和备注，有时可省略设备一览表和图框。6、参照书中脱硫系统工艺方案流程图，结合生产实习，画出其工艺管道及仪表流程图7、管道标注、仪表位号标注中各部分的意义答：管道标注内容应包括三个组成部分:即管道号、管径和管道等级。

20、前两个部分为一组，其间用一短横线隔开，管道等级为另一组，组间应留适当的空隙，如下图所示。对于有隔热(或隔音)措施的管道，还要在管道等级之后加注隔热(或隔音)的代号，两者间也用一短横线隔开，当标注内容较多时，可以将管道号、管径和管道等级、隔热(或隔音)代号分别标注在管线两侧。仪表位号在检测控制系统中，一个回路中的每一个仪表(或元件)都应标注仪表位号。仪表位号由字母组合和阿拉伯数字编号组成。第一个字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能。数字编号表示仪表的顺序号。数字编号可按车间或工段进行编制。如图2一8中的P为被测变量代号，I为仪表功能代号，8是工段号，01是序号。8、掌握施工图中常用阀门图形符

21、号、表示被测变量及仪表功能的字母代号答：阀门图形符号表示被测变量及仪表功能的字母代号9、掌握换热器及反应釜的自控流程 答：（一）换热器的温度控制方案。(1)调节换热介质流量如下图(a),用流体1的流量作调节参数来控制流体2的出口温度。这是一种应用最广的调节方案，有无相变均可使用，但流体1的流量必须是可以改变的。(2)调节传热而积如下图(b),适用于蒸汽冷凝换热调节阀装在凝液管路上。液体1的温度高于给定值时，调节阀大小使凝液积聚，有效冷凝而积减小，传热量随之减小，直至平衡为止。反之亦然。这种方案滞后大，而且还要有较大的传热而积余量。但这种方法传热量的变化比较缓和，可以防止局部过热，对热敏性介质有

22、好处。(3)分流调节如下图(C),在用工艺流体作载热体回收热量时或冷却水流量不允许改变时，两个流量都不能调节。此时可利用三通阀使其中一个流体走分路，使部分流体走旁路。然后与换热器出来的部分互相混合以调节温度。三通阀可装在换热器的进口处，用分流阀，也可装在换热器的出口处，用合流阀。这个方案很迅速及时，但传热而要有余量。第四章 思考题1、如何确定泵型？答：根据工艺条件及泵的特性，首先决定泵的型式再确定泵的尺寸。从被输送物料基本性质出发，如物料的酸度、粘度、挥发性、毒性、化学腐蚀性、溶解性和物料是否均一等因素来确定泵的基本型式。应考虑到生产的工艺过程和动力、环境等条件，如生产操作连续或间断运转、扬程

23、和流量的波动范围、动力来源、厂房层次高低等因素。流量大而扬程不高时可选用单级离心泵；流量不大而扬程高的宜选往复泵或多级离心泵；输送有腐蚀性介质，选耐腐蚀泵；输送昂贵液体、剧毒或具有放射性能的液体选用完全不泄漏、无轴封的屏蔽泵；当要求精确进料时应选用计量泵或柱塞泵等。在选择泵的型式时，应以满足工艺要求为主要目标。2、说明塔型选择基本原则答：生产能力大，弹性好。满足工艺要求，分离效率高。运转可靠性高，操作、维修方便。结构简单，加工方便，造价较低。塔压降小。对于真空塔或要求塔压降低的塔来说，压降小的意义更为明显。3、反应器的设计要点是什么？答：(1)保证物料转化率和反应时间。(2)满足反应的热传递要

24、求。(3)设计适当的搅拌器或类似作用的机构。(4)注意材质选用和机械加工要求。4、说明化工设备图的分类答：常用的化工设备图根据其主次关系、具体表示部位等常作如下分类:(1)总图。表示化工设备以及附属装置的全貌、组成和特性的图样。它应表达设备各主要部分的结构特征、装配连接关系、主要特征尺寸和外形尺寸，并写明技术要求、技术特性等技术资料。(2)装配图。表示化工设备的结构、尺寸、各零部件间的装配连接关系，并写明技术要求和技术特性等技术资料的图样。(3)部件图。表示可拆或不可拆部件的结构形状、尺寸大小、技术要求和技术特性等技术资料的图样。(4)零件图。表示化工设备零件的结构形状、尺寸大小、及加工、热处

25、理、检验等技术资料的图样。(5)管口方位图。管口方位图是化工工程图中特有的一种图纸，是表示化工设备管口方向位置，管口与支座、地脚螺栓的相对位置的简图。(6)表格图。对于那些结构形状相同，尺寸大小不同的化工设备、部件、零件(零部件)，用综合列表的方式表达各自的尺寸大小的图样。(7)标准图。经国家有关主管部门批准的标准化或系列化设备、部件或零件的图样。(8)通用图。经过生产考验，结构成熟，能重复使用的系列化设备、部件和零件的图纸。5、化工设备的基本结构特点答：(1)基本形体以回转体为主。 (2)各部结构尺寸大小相差悬殊。 (3)壳体上开孔和管口多。 (4)广泛采用标准化零部件。 (5)采用焊接结构

26、多。 (6)需考虑耐腐蚀、耐高温、耐深冷、耐高压、高真空，对材料有特殊要求 (7)防泄漏安全结构要求高6、化工设备图上需要标注的尺寸有哪几类？答：化工设备图上需要标注的尺寸有如下几类：(1)规格性能尺寸反映化工设备的规格、性能、特征及生产能力的尺寸。(2)装配尺寸反映零部件间的相对位置尺寸(3)外形尺寸表达设备的总长、总高、总宽(或外径)尺寸。 (4)安装尺寸化工设备安装在基础或其他构件上所需要的尺寸。(5)其他尺寸零部件的规格尺寸,不另行绘制图样的零部件的结构尺寸或某些重要尺寸，设计计算确定的尺寸,如主体壁厚、搅拌轴直径等。焊缝的结构型式尺寸,一些重要焊缝局部放大图中，应标注横截面的形状尺寸

27、。第五章 思考题1、设备布置的内容，涉及到那些专业？答：车间设备布置是确定各个设备在车间平面与立面上的位置；确定场地与建筑物、构筑物的尺寸:确定管道、电气仪表管线、采暖通风管道的走向和位置。具体地说，它主要包括:(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。设备布置设计是以工艺为主导，并在其他专业(如总图，土建，设备，安装，电力，采暖通风、外管等)密切配合下集中各方面的意见，最

28、后由工艺专业人员汇总完成的。2、露天布置有哪些优点？ 答：露天布置的优点：(1)减少建筑面积节约建筑材料，降低工程造价，节约基本建设投资(2)节约土建施工工程量，因此可以使基建进度提前(3)有利于化工生产的防火、防爆和防毒，可节约通风设备及动力消耗(4)有火灾及爆炸危险性的设备露天布置可降低厂房耐火等级，降低厂房造价(5) 对厂房的改建、扩建灵活性大不允许有显著温度变化，不能受大气影响的一些设备应布置在室内，如反应罐、各种机械传动的设备、有精密度极高仪表的设备及其他应该布置在室内的设备。3、简述车间设备布置的原则？答：要满足生产工艺要求；要符合经济原则；要符合安全生产要求；便于安装和检修；要有

29、良好的操作条件；4、在设备布置设计中，一般应提供哪些图样？答：在设备布置设计中，一般应提供以下图样：1）设备布置图设备布置图是表示一个车间或工段的生产和辅助设备在厂房建筑内外布置的图样。它通常以车间为单位进行绘制。2）首页图 当车间范围较大，以车间为单位绘制不能详细和清晰地表达时，则应绘制该车间分区概况的图样，然后按首页图上所划分的区域再分绘设备布置图。3）设备安装详图。设备安装详图用以表示固定设备的支架、吊架、挂架、设备的操作平台、附属的栈桥、钢梯等结构的图样。4）管口方位图。管口方位图表示设备上各管口以及支座等周向安装的图样。但该图有时由管道布置设计提供。5、设备布置图的内容有哪些？ 答：

30、设备布置图的内容包括：(1)一组视图表示厂房建筑的基本结构和设备在厂房内外的布置情况；(2)尺寸及标注在图中注写建筑物定位轴线的编号，与设备布置有关的尺寸，设备的位号与名称等；(3)安装方位标指示安装方位基准的图标；(4)说明与附注对设备安装有特殊要求的说明；(5)设备一览表列表填写设备位号、名称等；(6)标题栏注写图名、图号、比例等。6、车间平面布置图的内容？答：厂房建筑平面图，注有厂房边墙轮廓线、门窗位置、楼梯位置、柱网间距和编号以及各层相对标高。设备外形尺寸俯视图和设备编号。 设备定位尺寸和尺寸线，设备管口方位及大小。 操作台平面示意图、主要尺寸和台面相对标高。 吊车及吊车梁的平面位置。 地坑、地沟位置、尺寸及地坑、地沟相对标高。 吊装孔的位置和尺寸。 辅助室、生活室的位置及尺寸和室内设备器具等的示意图和尺寸。7、请说明车间布置施工图设计的程序与内容答：工艺专业与所有专业协商，进行布置的研究，车间布置初步设计和管道仪表流程设计两项是研究的基本资料。这一阶段的主要工作内容是:落实车间布置(初)的内容；绘制设备管口及仪表位置的详图；进行物料与设备移动运输设计；确定与设备安装有关的建筑与结构尺寸；确定设备安装方案；安排管道、仪表、电气管路