化工设计100问.docx

1、化工设计100问化工设计100问1.装置设备布置设计的一般要求是什么？答：（1）满足工艺流程要求，按物流顺序布置设备；（2）工艺装置的设备、建筑物、构筑物平面布置的防火间距应满足表5.1.10的要求，符合安全生产和环境保护要求；（3）应考虑管道安装经济合理和整齐美观，节省用地和减少能耗，便于施工、操作和维修；（4）应满足全厂总体规划的要求；装置主管廊和设备的布置应根据装置在工厂总平面图上的位置以及有关装置、罐区、系统管廊、道路等的相对位置确定，并与相邻装置的布置相协调；（5）根据全年最小频率风向条件确定设备、设施与建筑物的相对位置；（6）设备应按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的原则进行布

2、置。在管廊两侧按流程顺序布置设备、减少占地面积、节省投资。处理腐蚀性、有毒、粘稠物料的设备宜按物性分别紧凑布置；（7）设备、建筑物、构筑物应按生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置。为防止结焦、堵塞、控制温降、压降，避免发生副反应等有工艺要求的相关设备，可靠近布置；（8）设备基础标高和地下受液容器的位置及标高，应结合装置的坚向布置设计确定；（9）在确定设备和构筑物的位置时，应使其地下部分的基础不超出装置边界线；（10）输送介质对距离。角度、高差等有特殊要求的管道布置，应在设备布置设计时统筹规划。2 装置中主管廊宽度、跨度和高度的确定应考虑哪些因素？答：（l）管廊的宽度：l）管廊的宽度主要由管道

3、的数量和管径的大小确定。并考虑一定的预留的宽度，一般主管廊管架应留有1020的余量，并考虑其荷重。同时要考虑管廊下设备和通道以及管廊上空冷设备等结构的影响。如果要求敷设仪表电缆槽架和电力电缆槽架，还应考虑其所需的宽度。管廊上管道可以布置成单层或双层，必要时也可布置三层。管廊的宽度一般不宜大于10m；2)管廊上布置空冷器时，支柱跨距宜与空冷器的间距尺寸相同，以使管廊立柱答：塔和立式容器的安装高度应符合下列要求: （1）当利用内压或流体重力将物料送往其他设备或管道时，应由其内压和被送往设备或管道的压力和高度确定；(2)当用泵抽戏时，应由泵的汽蚀余量和吸入管道的压力降确定设备的安装高度；（3）带有非

4、明火加热重佛器的塔，其安装高度，应按工艺要求的塔和重沸器之间的相互关系和操作要求确定；（4）应满足塔底管道安装和操作所需要的最小净空，且塔的基础面高出地面不应小于200mm。7 换热设备的布置一般要求是什么？答：（1）与分馏塔关联的管壳式换热设备，如塔底重沸器，塔顶冷凝冷却器等。宜接工艺流程顺序布置在分馏塔的附近；（2）两种物料进行热交换的换热器，宜布置在两种物料进出口相连的管道最近的位置；（3）一种物料与几种不同物料进行换热的管壳式换热器，应成组布置；（4）用水或冷剂冷却几组不同物料的冷却器，宜成组布置；（5）成组布置的换热设备，宜取支座基础中心线对齐，当支座间距不相同时，宜取一端支座基础中

5、心线对齐。为了管道连接方便，地面上布置的换热器也可采用管程进出口管嘴中心线对齐；（6）换热设备应尽可能布置在地面上，但是换热设备数量较多可布置在构架上：l）浮头式换热器在地面上布置时，应满足下列要求：浮头和管箱的两侧应有宽度不小于0.6m的空地，浮头端前方宜有宽度不小于12m的空地；管箱前方从管箱端算起应留有比管束长度至少长1.5m的空地。2) 浮头式换热器在构架上布置时，应满足下列要求：浮头端前方平台净空不宜小于0.8m;管箱端前方平台净空不宜小于1mn，平台采用可拆卸式栏杆，并应考虑管束抽出区所需的空间；构架高度应能满足换热器的管箱和浮头的头盖吊装需要。（7） 为了节约占地或工艺操作方便可

6、以将两台换热设备重叠在一起布置。但对于两相流介质或壳体直径大于或等于1.2m的换热器不宜重叠布置；（8）换热器之间、换热器与其他设备之间的净距不宜小于0.7m；（9） 重质油品或污染环境的物料的换热设备不宜布置在构架上；（10）操作温度高于物料自燃点的换热器的上方，如无楼板或平台隔开，不应布置其他设备。8 重沸器的布置一般要求是什么？答：（l）明火加热的重沸器与塔的间距，应按防火规范中加热炉与塔的间距要求布置；（2）用蒸汽或热载体加热的卧式重沸器应靠近塔布置，并与塔维持一定高差（由工艺设计确定），二者之间的距离应满足管道布置要求，重沸器抽管束的一端应有检修场地和通道；（3）立式重沸器宜用塔作支

7、撑布置在塔侧，并与塔维持一定高差（由工艺设计确定）。其上方应留有足够的检修空间；（4）一座塔需要多台并联的立式重沸器时，重沸器的位置和安装高度，除保证工艺要求外，尚应满足进出口集合管的布置要求并便于操作和检修。9 空冷器的布置一般要求是什么？答：（l）空气冷却器（以下简称空冷器）宜布置在装置全年最小频率风向的下风侧；（2）空冷器应布置在主管廊的上方、构架的顶层或塔顶；（3）空冷器不应布置在操作温度等于或高于物料自燃点和输送、储存液化烃设备的上方；否则应采用非燃烧材料的隔板隔离保护；（4）多组空冷器布置在一起时，应布置形式一致，宜采用成列式布置；应避免一部分成列式布置而另一部分成排布置；（5）斜

8、顶式空冷器不宜把通风面对着夏季的主导风向。斜顶式空冷器宜成列布置，如成排布置时，两排中间应有不小于3m的空间；（6）并排布置的两台增湿空冷器或干湿联合空冷器的构架立柱之间的距离，不应小于3m；(7)空冷器管束两端管箱和传动机械处应设置平台；(8)布置空冷器的构架或主管廊的一侧地面上应留有必要的检修场地和通道。10 空冷器的布置如何避免自身的或相互间的热风循环？答：（1）同类型空冷器布置在同一高度；（2）相邻空冷器靠紧布置；（3）成组的干式鼓风式空冷器与引风式空冷器分开布置，引风式空冷器应布置在鼓风式空冷器的常年最小频率风向的下风侧；（4）引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，应将鼓风式空冷器

9、管束提高。11 加热炉的布置一般要求是什么？答：加热炉的布置应符合下列要求：（1）明火加热炉宜集中布置在装置的边缘井靠近消防通道，且应于可燃气体、液化烃、甲B 类液体设备的全年最小频率风向的下风侧；（2）加热炉与其他明火设备应布置在一起；（3）几座加热炉可按炉子中心线对齐成排布置。两座加热炉净距不宜小于3m；（4）当采用机动维修机具吊装加热炉炉管时，应有机动维修机具通行的通道和检修场地。对于带有水平炉管的加热炉，在抽出炉管的一侧，检修场地的长度不应小于炉管长度加2m；（5）加热炉外壁与检修道路边缘的间距不应小于3m；（6）对于设有蒸汽发生器的加热炉，汽包宜设在加热炉顶部或邻近的构架上；（7）加

10、热炉与其附属的燃料气分液罐、燃料气加热器的间距，不应小于6m；（8）当加热炉有空气预热器、鼓风机、引风机等辅助设备时，辅助设备的布置应不妨碍其本身和加热炉的检修；（9）加热炉与露天布置的液化烃设备间的防火间距不应小于22.5m，当设备之间设置非燃烧材料的实体墙时，其间距可减少，但不得小于15m。实体墙的高度不宜小于3m，距加热炉不宜大于5m，并应能防止可燃气体窜入炉体；当液化烃设备的厂房或甲类气体压缩机房朝向加热炉一面为封闭墙时，加热炉与厂房的间距可减少，但不得小于15m。12 立式容器布置的方式有哪些要求？答：立式容器的外形与塔类似，只是内部结构没有塔的内部结构复杂，立式容器的布置方式和安装

11、高度等可参考塔的布置要求，另外尚应考虑以下要求：（1）为了操作方便，立式容器可以安装在地面、楼板或平台上，也可以穿越楼板或平台，用支耳支撑在楼板或平台上；（2）立式容器穿越楼板或平台安装时，应尽可能避免容器上的液面指示、控制仪表也穿越楼板或平台；（3）立式容器为了防止粘稠物料的凝固或固体物料的沉降，其内部带有大负荷的搅拌器时，为了避免振动影响，应尽可能从地面设置支承结构；（4）对于顶部开口的立式容器，需要人工加料时，加料点的高度不宜高出楼板或平台1m,，如高出 lm时，应考虑设加料平台或台阶。13 卧式容器的布置和安装高度有哪些要求？答：（l）卧式容器宜成组布置。成组布置卧式容器宜按支座基础中

12、心线对齐或按封头切线对齐。卧式容器之间的净空可按07m考虑。（2）在工艺设计中确定卧式容器尺寸时，尽可能选用相同长度不同直径的容器，以利于设备布置。（3）确定卧式容器的安装高度时，除应满足物料重力流或泵吸入高度等要求外，尚应满足下列要求：1）容器下有集液包时，应有集液包的操作和检测仪表所需的足够空间；2）容器下方需设操作通道时，容器底部配管与地面净空不应小于2.2m；3）不同直径的卧式容器成组布置在地面或同一层楼板或平台上时，直径较小的卧式容器中心线标高可适当提高，使与直径较大的卧式容器筒体项面标高一致，以便于设置联合平台。（4）卧式容器在地坑内布置时，应妥善处理坑内的积水和有毒、可燃易爆介质

13、的积聚。坑内尺寸应满足容器的操作和检修要求。对多雨地区可考虑在地坑上部设置雨棚。（5）卧式容器的平台的设置要考虑人孔和液面计等操作。顶部平台标高宜比顶部管嘴法兰面低 150mm 。当液面计上部接口高度距地面或操作平台超过3m时，液面计应装在直梯附近。对于集中布置的卧式容器可设联合平台。14 泵的布置方式有哪几种？其布置有何具体要求？答：(1）泵的布置方式有三种：露天布置、半露天布置和室内布置：1）露天布置露天布置的泵，通常集中布置在管廊的下方惑侧面，也可分散布置在被抽吸设备的附近。其优点是通风良好，操作和检修方便；2）半露天布置半露天布置的泵适用于多雨地区，一般在管廊下方布置泵，在上方管道上部

14、设雨棚。或将泵布置在构架的下层地面上，以构架平台作为雨棚。这些泵可根据与泵有关设计布置要求，将泵布置成单排、双排或多排；3）室内布置在寒冷或多风沙地区可将泵布置在室内。如果工艺过程要求设备布置在室内时，其所属的泵也应在室内布置。（2）泵的布置具体要求如下：l）成排布置的泵应按防火要求、操作条件和物料特性分组布置；泵露天、半露天布置时；操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵宜集中布置；与操作温度低于自燃点的可燃液体泵之间应有不小于4.5m的防火间距；与液体烃泵之间应有不小于7.5m的防火间距；2）泵成排布置时，宜将泵端出。人口中心线对齐，或将泵端基础边线对齐；3）泵双排布置时，宜将两排泵的动力端相

15、对，在中间留出检修通道；4）泵布置在主管廊下方或外侧时，泵区通道的最小净宽为2m，最小净高为3m，泵端前面操作通道的宽度，不应小于1m；5）泵布置在管廊下方或外侧时，不论是单排或双排，泵和驱动机的中心线宜与管廊走向垂直；6）泵布置在室内时，两排泵净距不应小于2m。泵端或泵侧与墙之间的净距应满足操作、检修要求且不宜小于lm；7）除安装在联合基础上的小型泵外，两台泵之间的净距不宜小于0.7m；8）泵的基础面宜高出地面200mm。最小不得小于100mm；在泵吸入口前安装过滤器时，泵基础高度应考虑过滤器能方便清洗和拆装；9）立式泵布置在主管廊下方或构架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间；10

16、）输送极度危害物质（如丙烯？氢氰酸等）的泵房与其他泵房应分隔设置；11）消防水泵房应设双动力源；12）公用备用泵宜布置在相应泵的中间位置；13）泵的布置应考虑管道柔性设计要求。15 压缩机的布置一般要求是什么？答：（1）压缩机组及其附属设备的布置，应满足制造厂的要求；（2）压缩机宜布置在被抽吸的设备附近，其附属设备宜靠近机组布置；（3）可燃气体压缩机的布置应符合下列要求：1）与明火设备、非防爆的电气设备的间距，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 50028和石油化工企业设计防火规范GB 50160的规定；2）宜露天布置或半敞开布置。在寒冷或多风沙地区可布置在厂房内；3）单

17、机驱动功率等于或大于150kw的甲类气体压缩机厂房，不宜与其他甲、乙、丙类房间共用一幢建筑物；压缩机的上方，不得布置甲、乙、丙类液体设备，但自用的高位润滑油箱不受此限。（4）单层布置的压缩机，当基础较高时，宜按需要设置操作平台；当附属设备较多时，宜两层布置。16 压缩机的安装高度应符合什么要求？答：压缩机的安装高度，应根据其结构特点确定。进出口都在底部的压缩机的安装高度，应符合下列要求：（l）进出口连接管道与地面的净空要求 ；（2）进出口连接管道与管廊上管道的连接高度要求；（3）吸入管道上过滤器的安装高度与尺寸的要求；（4）为了减少振动应降低往复式压缩机的安装高度。17 吊车的选用应符合什么要

18、求？答：（1）压缩机的最大检修部件重量超过1.0t时，应设吊车：1）起重量小于1.0t，宜选用移动式三角架，配电动葫芦或手拉葫芦；2）起重量1.03.0t，宜选用手动梁式吊车；3）起重量大于3.010.0t，宜选用手动桥式吊车；4）起重量大于10.0t，宜选用电动桥式吊车。（2）按压缩机台数和用途选用吊车：l）压缩机露天布置，可不设固定吊车；2）压缩机布置在单层厂房内数量超过4台或虽然数量少于4台，但基础在2m以上，宜选用手动桥式吊车；3）压缩机数量超过4台或检修次数频繁、吊运行程较长时，宜选用电动桥式吊车。18 承重钢构架、支架、裙座、管架，覆盖耐火层有哪些要求？ 答: 石油化工企业设计防火

19、规范GB 50160对承重钢构架、支架、裙座、管架，覆盖耐火层要求、覆盖耐火层的部位、耐火极限要求如下：（l）下列承重钢构架、支架、裙座、管架，应覆盖耐火层：l）单个容积等于或大于5m3的甲、乙A类液体设备的承重钢构架、支架、裙座；2）介质温度等于或高于自燃点的单个容积等于或大于5m3的乙B、丙类液体设备承重钢构架、支架、裙座；3）加热炉的钢支架；4）在爆炸危险区范围内的主管廊的钢管架；5）在爆炸危险区范围内的高径比等于或大于8，且总重量等于或大于25t的非可燃介质设备的承重钢构架、支架和裙座。（2）承重钢构架、支架、裙座、管架的下列部位，应覆盖耐火层：设备承重钢构架：单层构架的梁、柱；多层构

20、架的楼板为透空的算子板时，地面以上10m范围的梁、柱；多层构架的楼板为封闭楼板时，该层楼板面以上的梁、柱；l）设备承重钢支架或加热炉钢支架：全部梁、柱；2）钢裙座外侧未保温部分及直径大于1.2m的裙座内侧；3）钢管架：底层主管廊的梁、柱，且不宜低于4.5m；上部设有空气冷却器的管架，其全部梁柱及斜撑均应覆盖耐火层。（3）涂有耐火层的构件，其耐火极限不应低于1.5h。当耐火层选用防火涂料时，应采用厚型无机并能适用于烃类火灾的防火涂料。19 装置的控制室、变配电室、化验室的布置应符合哪些防火规定？答：（1）控制室、变配电室宜设在建筑物的底层，若生产需要或受其他条件限制时，可将控制室、变配电室布置在

21、第二层或更高层；（2）在可能散发比空气重的可燃气体的装置内，控制室、变配电室、化验室的室内地面，应至少比室外地坪高0.6m；（3）控制室朝向具有火灾危险性的设备侧的外墙，应为无门窗、洞口的非燃烧材料实体墙；（4）控制室或化验室的室内，不得安装可燃气体、液化烃、可燃液体的在线分析一次仪表。当上述仪表安装在控制室、化验室的相邻房间时，中间隔墙应为防火墙。20 一般的多层辅助厂房跨度、柱距、进深、层高和开间为多少？答：建筑物的跨距、柱距、层高等除有特殊要求者外，一般应按照建筑统一模数设计。常用模数如下：（1）跨度： 6.0，7.5，9.0，10.5，12.0，15.0，18.0（m)；（2）柱距：4

22、.0，6.0，9.0，12.0(m)；钢筋混凝土结构厂房柱距多用6m；（3）进深：4.2，4.8，5.4，6.0，6.6，7.2（m）；（4）居高： 2.40.3的倍数（m）；（5）开间：（2.7），3.0, 3.3, 3.6, 3.9（m)。21 在什么情况下需设围堰？围堰设计应符合什么要求？答：（1）在操作或检修过程中有可能被油品、腐蚀性介质或有毒物料污染的区域应设围堰；处理腐蚀性介质的设备区尚应铺设防腐蚀地面。（2）围堰应符合下列要求：l）围堰应比堰区地面的高出150 200mm；2）围堰内应有排水设施；3）围堰内地面应坡向排水设施，坡度不宜小于3。22 生产装置的通道设置应符合哪些要求

23、？装置内通道的最小宽度和最小净高是多少？答：进行设备布置时，应根据施工、维护、操作和消防的需要，综合考虑设置必要的通道和场地。在装置内部，应用道路将装置分隔成占地面积不大于10000m2的设备、建筑物区。当合成纤维装置的酯化聚合、抽丝与后加工厂房的占地面积大于 10000m2时，应在其两侧设置通道。装置内主要车行通道，应与工厂道路衔接。（l）装置消防通道的设置应符合下列要求：l）当装置宽度大于60m时，应在装置内设贯通式消防通道；2）装置宽度小于或等于60m、且装置外两侧有消防通道时，可不设贯通式消防通道。装置内的不贯通式道路应设有回车场地。3）道路的宽度不应小于4m，道路路肩上管架与路面边缘

24、净距不应小于lm，路面内线转弯半径不宜小于7m，路面上的净空高度不应小于4.5m。（2）检修通道应满足机动检修用机具对道路的宽度、转弯半径和承受荷载的要求、并能通向设备检修的吊装孔。（3）装置内主要车行通道、消防通道、检修通道应合并设置。（4）操作通道，应根据生产操作、巡回检查、小型维修等的频繁程度和操作点的分布决定。（5）装置内通道的最小宽度和最小净高要求如表5.1.47。装置内通道的最小宽度和最小净高通道名称 最小宽度/m 最小净高/m 通道名称 最小宽度/m 最小净高/m消防通道 4.0 4.5 管廊下泵区检修通道 2.0（3.0） 3.0（3.3）主要车行通道 4.0（6.0） 4.5

25、（5.0） 操作通道 0.8 2.2次要车行通道 3.0（3.5） 3.0（4.5）注：对于可能有大型通行机具通过的装置，主要车行通道的净宽和净高要求如表5.1.47。 表中括弧内的数据为化工行业标准的规定。23 设备的构架或平台的安全疏散通道，应符合哪些防火规定？答：（1）可燃气体、液化烃、可燃液体的塔区平台、设备的构架平台或其他操作平台，应设置不少于两个通往地面的梯子，作为安全疏散通道。但长度不大干8m的甲类气体或甲、乙A类液体设备的平台或长度不大于15m的乙B、丙类液体设备的平台，可只设一个梯子；（2）相邻的构架、平台宜用定桥连通，与相邻平台连通的走桥可作为一个安全疏散通道;（3）相邻安

26、全疏散通道之间的距离，不应大于50m。24 装置布置和发展趋势归结为“四个化”是指什么？答：装置布置和发展趋势归结为“四个化”即：露天化、流程化、集中化和模块化。（1）露天化：从近几年实际设计中可以看出，除大型压缩机布置在半敞开的厂房内以外、其他设备给大多数布置在滚天。其优点是节约占地，减少建筑物，有利于防爆，便于消防；（2）流程化: 以管廊为纽带按工艺流程顺序将紧凑设备布置在管廊的上下和两侧；（3）集中化：将几个装置合理地集中在一个大型街区内组成联合装置，按防火设计规范用通道将各装置分开，此通道可作为两侧装置设备的检修通道，也可作为消防通道。设中央控制室，且朝着设备的墙不开门窗，用电子计算机

27、控制操作；（4）模块化：装置的工艺单元可采用模块布置。如泵、汽轮机、压缩机及其辅助设备采用模块布置，配管也可以模块布置；又如加热炉的燃料油、燃料气管道系统，装置内软管站管道也可以模块布置。甚至整个装置采用模块化设计，用于不同地区仅作局部修改即可重复利用。管道布置设计的要求有哪些？答：（1）管道布置设计的一般要求有；1）管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求；2）管道布置应统 筹规划，做 到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；3）在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；4）厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置（单元）、道路、建

28、筑物。构筑物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉；5）管道应架空或地上缴设；如确有需要，可埋地或敷设在管沟内；6）管道宜集中成排布置。地上的管道应敷设在管架或管墩上；7）在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡；8）全厂性管架或管墩上（包括穿越涵洞）应留有1O 3O的裕量，并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有1020的裕量，并考虑其荷重；9）输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求；10）管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和消防车辆的通行；11）管道布置应使管道系统具有必要的柔性

29、。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少；12）应在管道规划的同时考虑其支承点设置。宜利用管道的自然形状达到自行补偿；13）管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。管道布置应减少“盲肠”；14）气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流程图的要求。（2）管道除与阀门。仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接。下列惰况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接：l）因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合；2）衬里管道或夹套管道；3）管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者；4）焊缝现场热处理有困难的管道连接点；5）公称直径小于或等于100mm的镀锌管道；6）设置盲板或“8”字盲板的位置。（3）气体支管宜从主管的顶部接出。（4）有毒介质管道应采用焊接连接，除有特殊需要外不得采用法兰或螺纹连接。有毒介质管道应有明显标志以区别于其他管道，有毒介质管道不应埋地撤设。（5）布置固体物料或含固体物料的管道时，应使管道尽可能短。少拐弯和不出现死角：l）固体物料支管与主管的连接应顺介质流向