HGT 20507-2000自动化仪表选型设计规定
《测量仪表及自动化》考试答案2
《测量仪表及自动化》考试答案 一、简答与名词解释 1、简述压力仪表选择原则。 2、简述均匀调节系统的调节目的和实现原理？ 3、如何评价系统过渡过程？ 4、简述比例积分调节规律作用特点？写出该调节规律数学表达式。 5、名词解释：余差、灵敏度。 6、如何评价测量仪表性能，常用哪些指标来评价仪表性能？ 7、简述串级调节系统的结构，阐述副回路设计的一些基本原则？ 8、简述比例微分调节规律作用特点？写出该调节规律数学表达式。 9、名词解释：控制点、负反馈。 10、简述系统参数整定的目的和常用方法？ 11、试阐述调节作用与干扰作用对被调参数的影响，以及两者之间的关系？ 12、简述比例积分微分调节规律作用特点？写出该调节规律数学表达式。 13、名词解释：精度、比值调节系统。 14、简述节流现象中流体动压能与静压能之间的变化关系，标准化节流装置由哪几个部分组成？ 15、简述热电阻工作原理，为何在热电阻测量线路中采用三线制连接？ 16、试阐述简单调节系统中被调参数的选择原则？ 17、简述调节规律在控制系统的作用？写出PID调节规律数学表达式。 18、名词解释：执行机构、热电效应。 二、单项选择 1、为了正常测取管道（设备）内的压力，取压管线与管道（设备）连接处的内壁应（）。 A 平齐 B 插入其内C插入其内并弯向介质来流方向 2、用单法兰液位计测量开口容器液位。液位计已经校好，后因维护需要，仪表安装位置下移了一段位移，则仪表的指示（） A.上升 B.下降 C.不变。 3、罗茨流量计，很适于对（）的测量。 A 低粘度流体 B 高雷诺数流体
C 含砂脏流体 D 高粘度流体 4、补偿导线的正确敷设，应该从热电偶起敷到（）为止？ A 就地接线盒 B 仪表盘端子板 C 二次仪表 D 与冷端温度补偿装置同温的地方 5、具有“超前”调节作用的调节规律是（） A、P B、PI C、PD D、两位式 6、调节器的正作用是指（）。 A．测量值大于给定值时，输出增大 B. 测量值大于给定值时，输出减小 C．测量值增大，输出增大 D. 测量值增大，输出减小 7、下列哪种流量计与被测介质的密度无关? （） A. 质量流量计 B. 转子流量计 C. 差压式流量计 8、测量高粘度、易结晶介质的液位,应选用下列哪种液位计?（） A. 浮筒式液位计 B. 雷达液位计 C. 差压式液位计 9、补偿导线的作用是（） A. 延伸热电偶冷端 B. 作为普通导线传递热电势 C. 补偿热电偶冷端温度 10、与热电偶配用的自动电位差计带有补偿电桥，当热点偶短路时，应显示（） A. 下限值 B.上限值 C. 环境温度（室温） 11、在用热电阻测量温度时若出现热电阻断路时，与之配套的显示仪表如何变化（） A 指示值最小 B 指示值最大 C 指示值不变 D 指示室温 12、浮球式液位计适合于如下哪一种情形的使用条件？（） A 介质粘度高、压力低、温度高 B 介质粘度高、压力低、温度低 C 介质粘度低、压力高、温度低 D 介质粘度高、压力高、温度低 13、用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示（） A.偏大、 B.偏小、 C.可能大,也可能小,要视具体情况而定。 14、下列说法错误的是（） A 转子流量计是一种变流通面积，压差不变的流量计； B 孔板式差压流量计是一种差压变化，流通面积固定的流量计； C 喷嘴式差压流量计是一种流通面积变化，差压变化的流量计。 15、积分时间增大，积分作用（）
称重仪表选型原则
称重仪表选型原则 称重传感器和仪表的选型原则： 1 电子秤传感器和仪表的选型中与衡器相关的计量参数 1.1应根据衡器的主要参数：最大秤量、最小秤量、准确度等级、最大检定分度数n、工作温度范围、承载器的静载荷、去皮重量等选择。 2 称重传感器选型 2.1准确度等级及称重传感器温度范围及湿热稳定和蠕变指标，必须满足衡器的要求。2.2如果衡器系统设计时没有规定称重传感器的误差分配系数，称重传感器的误差分配系数可以是0.3～0.8， 2.3如果衡器系统设计方案中没有规定称重传感器的工作温度范围，那么温度范围下限是-10 度及温度范围上限是40度。根据衡器系统设计方案，也可以对温度范围做出限定，但工作温度范围不得小于30度。 2.4称重传感器的最大秤量Emax应满足下述条件： 1）衡器最大秤量修正系数； 2）衡器的最大秤量； 3）衡器载荷传递装置的缩比； 4）衡器传感器支撑点的数量。 2.5传感器最小静载荷：因电子秤承载器所产生的最小载荷必须等于或大于称重传感器的最小静载荷Emin 2.6称重传感器的最大分度数应不小于衡器的检定分度数 2.7称重传感器最小检定分度值不应大于衡器检定分度值e乘以载荷传递装置的缩比R，再除以称重传感器数量n的平方根：对于多称量范围衡器，相同的传感器用于多于一个称量范围时，或多分度值衡器，e用el代替。
2.8传感器额定输出，传感器在用Emax加载后，对应输入电压下的输出信号的变化一般采用mV/V 表示。 2.9 一组的传感器额定值总和应等于或略大于最大量程及皮重的总和。订购称重传感器时需说明最大量程、皮重、需用传感器数量及加载方式拉或压。 3．电子秤称重仪表的选型 3.1准确度等级：称重仪表准确度等级，包括温度范围及湿热稳定性指标，必须满足衡器的要求。如果温度范围足够宽，并且湿热的稳定性指标只能满足较低准确度等级的要求。 3.2称重仪表的最大允许误差系数 如果衡器系统设计时没有规定称重仪表的最大允许误差系数，该系数可以为1～0.8。 3.3工作温度范围 如果衡器系统设计时没有规定称重仪表的温度范围，那么温度范围下限值Tmin=-10度，温度范围上限值Tmax=40度。根据衡器系统设计要求，可以对温度范围进行限制, 但工作温度范围不得小于30度。 3.4最大检定分度数对于每台称重仪表，其最大分度数应不小于衡器的检定分度数，对于多称量范围或多分度值衡器，该要求适用于任何单独的称量范围或局部称重范围：如果可以用于多称量范围或多分度值衡器，这些功能必须包括在受检定的称重仪表中。 4．电子秤连接电缆的选型称重仪表与传感器或传感器接线盒（使用六线制的称重仪表应具有传感器反馈补偿功能）之间的附加电缆必须根据在称重仪表说明书中规定要求来选择。 其它计量设备选型参见HG-T+20507规定 我公司计量室编制，仅供参考。
仪表选型方案
仪表控制系统成套供货要求1、供方对设备本体保护及控制装置负有配合的责任，供方供货范围内的检测仪表、控制设备和被控设备可控性满足自动化投入率10％的要求。 2、供方提供完整的资料，并以书面形式详细说明对测量、控制、联锁、保护等方面的要求，提供详细的运行参数，报警值及保护动作值。 3、供方提供的仪控设备、控制系统及安装附件等都要详细说明其规格、型号、安装地点、接口尺寸、连接方式、插入深度、用途及制造厂家等信息，特殊检测装置提供安装使用说明书。 4、在确定设备及材料的类型及尺寸时，应将环境条件及工艺条件的影响考虑在内，例如温度、压力、湿度、振动、气蚀、腐蚀、障碍物、空气杂质和腐蚀性药品。在必要的地方应采取冷却或加热等措施。 5、现场仪表、变送器等应保持连续运行，除非特殊要求，环境温度在-25～65℃范围内变化时，测量仪表应保持它的精度等级。 6、如果环境不要求更高的防护，对现场仪表通常采用的防护等级一般为IP65（IEC529）。如果会接触易爆炸气体，设备或控制回路必须满足所在危险区域的防爆要求。 7、所有的仪表、组件、变送器、转换器等都应有表示位号和用途的铭牌，仪表位号编制在开工会上确定。8、所有的就地仪表、变送器在运输前应在工厂内进行标定（在量程范围内，最少五点），提供每台仪表的标定校核记录。 9、所有仪表设备必须带产品检验合格证书、产品使用说明书（进口产品必须带中文说明书、产地证明等证件）。在单体设备包装上注明其用途及主要
参数，如量程等。流量检测装置必须带机加工图纸、计算书等资料。 10、供方将其提供的仪表及控制设备连到供方提供的接线盒/箱或现场控制盘上，所有模拟接口信号是4～20mA标准信号（热电偶及热电阻除外），开关量仪表输出触点为无源接点，容量为20VAC 3A/20VDC1A。 1、控制盘柜的要求： （1）配供的控制盘、柜为安装在它们内部或上面的设备提供环境保护。控制柜的防护等级满足环境要求，放置在控制室及电子设备间的设备将为IP32，其它为IP54。放置在相临位置的控制盘、柜尺寸要统一，详细要求在技术澄清会/开工会讨论后确定。（2）控制盘、柜内所有组件的布置和安装应符合国家标准。接触器、继电器选用Schneider，配电回路保护组件采用Schneider、AB 空气开关，操作按钮、开关、信号灯选用Schneider产品。（3）控制、信号回路连接用线为铜芯绝缘线，最小截面不小于 1.5m 2。所有导线应牢固的加紧，设备端子均有标字牌。（4）对外引接电缆均经过端子排，每排端子排留有15%的备用端子，采用PhoenixUT系列螺钉接线端子产品，交流、直流端子颜色不同，且端子排分开设置。 （5）所有柜体需着色部分的颜色均为浅灰色，色标号为RAL7035，底座颜色均为深灰色，色标号为RAL702。（6）配电设备的结构应保证工作人员的安全，且便于运行、维护、检查、监视、检修和试验。 （7）每台箱体上应有一块永久性附贴的防锈铭牌，它的字迹清晰可读，其
组合仪表选型设计规范
组合仪表选型设计规范 一、概述 彩屏总线仪表是基于J1939通信协议的新一代智能总线仪表，配备驱动模块可以构成全车CAN总线系统，实现全车电气负载的智能控制与诊断功能。该仪表可直接和发动机通讯，通过CAN总线读取发动机的相关信息（如燃油消耗、水温、转速机油压力等），满足欧Ⅲ和欧Ⅳ标准；同时可取消机油压力传感器、水温传感器、转速传感器；可采集指示灯开光信号，通过LCD或者LED显示各类状态信息，如：远光、雾灯、制动、转向、开关门和变速箱等状态指示灯；可采集传感器信号，如车速、油量、气压等；不同发动机和底盘可通过上位机进行配置。该型号HNS-ZB209A主要用于传统车型。 二、功能和规格参数 1.高性能双核处理器，功能强大，实时性好，抗干扰能力强； 2.集成了彩色7寸模拟TFT显示屏，显示内容丰富，可实现视频监 控和数字终端功能； 3.具备声光报警功能，及时准确指示故障所在； 4.有2个标准CAN通讯接口，集成网关功能，一个连接车身模块系 统；另一个直接与发动机ECU模块、变速箱、ABS等通讯，直接读取J1939总线上的状态信息和传感器信息等； 5.有39路开关输入： ◆1路带120mA驱动电流的D+专用开关输入； ◆2路带50mA驱动电流只能接低有效的开关输入，一般用来做
ABS开关输入； ◆2路带10mA驱动电流只能接低有效的开关输入； ◆2路带10mA驱动电流只能接高有效的开关输入； ◆3路不带驱动电流只能接高有效的开关输入； ◆29路带弱驱动电流可接高也可以接低的开关输入，且均可做为 高低有效配置，均带有唤醒功能。 6. 2路3A高端功率输出，可做开短路检测及故障诊断。 7. 有20路状态显示指示灯；6个步进电机驱动的仪表盘； 8. 2路PWM脉冲输入电路，一路带上拉电阻，另外一路带下拉电阻； 9. 一个稳定的12V/300mA电源输出，作为车速传感器电源； 10. 2路PWM脉冲输出电路，其中一路脉冲输出电压为（0~12）V，另一路输出电压为（0~24）V; 11. 5路传感器输入，传感器的阻值为（0-500）欧姆； 12. 面板有6个按键，分别可做故障查询、参数设置、蜂鸣器取消功能，1个蜂鸣器声音报警提示； 13. 1个分辨率为800×480的7寸TFT屏，可显示全车的各类状态信息，具有报警指示功能； 14. 4路CVBS视频信号输入，可接中门监控、倒车监控和行李舱监控等。 15. 不同车型的软件可通过CAN总线在PC机上更新或者配置（传感器采集方式、车速转速比、里程参数），满足不同的需要；
过程设备设计第三版课后答案及重点
过程设备设计题解 1.压力容器导言 习题 1. 试应用无力矩理论的基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p ，壳体中面半径为R ，壳体厚度为t ）。若壳体材料由 20R （ MPa MPa s b 245,400==σσ）改为16MnR （ MPa MPa s b 345,510==σσ）时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？ 解：○ 1求解圆柱壳中的应力 应力分量表示的微体和区域平衡方程式： δ σσθ φ z p R R - =+ 2 1 φσππ φsin 220 t r dr rp F k r z k =-=? 圆筒壳体：R 1=∞，R 2=R ，p z =-p ，r k =R ，φ=π/2 t pR pr t pR k 2sin 2== = φδσσφθ ○ 2壳体材料由20R 改为16MnR ，圆柱壳中的应力不变化。因为无力矩理论是力学上的静定问题，其基本方程是平衡方程，而且仅通过求解平衡方程就能得到应力解，不受材料性能常数的影响，所以圆柱壳中的应力分布和大小不受材料变化的影响。 2. 对一标准椭圆形封头（如图所示）进行应力测试。该封头中面处的长轴D=1000mm ，厚度t=10mm ，测得E 点（x=0）处的周向应力为50MPa 。此时，压力表A 指示数为1MPa ，压力表B 的指示数为2MPa ，试问哪一个压力表已失灵，为什么？ 解：○ 1根据标准椭圆形封头的应力计算式计算E 的内压力： 标准椭圆形封头的长轴与短轴半径之比为2，即a/b=2，a=D/2=500mm 。在x=0处的应力式为： MPa a bt p bt pa 1500250 102222 2 =???== = θθσσ ○ 2从上面计算结果可见，容器内压力与压力表A 的一致，压力表B 已失灵。 3. 有一球罐（如图所示），其内径为20m （可视为中面直径），厚度为20mm 。内贮有液氨，球罐上部尚有 3m 的气态氨。设气态氨的压力p=0.4MPa ，液氨密度为640kg/m 3 ，球罐沿平行圆A-A 支承，其对应中心角为120°，试确定该球壳中的薄膜应力。 解：○ 1球壳的气态氨部分壳体内应力分布： R 1=R 2=R ，p z =-p MPa t pR t pR pr t pR k 10020 210000 4.022sin 2=??===? = = = +θφφθφσσφδσσσ φ0 h
过程设备设计课后习题答案
过程设备设计（第二版） 1.压力容器导言 思考题 1.压力容器主要由哪几部分组成?分别起什么作用? 答：压力容器由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座、安全附件六大部件组成。 筒体的作用：用以储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 封头的作用：与筒体直接焊在一起，起到构成完整容器压力空间的作用。 密封装置的作用：保证承压容器不泄漏。 开孔接管的作用：满足工艺要求和检修需要。 支座的作用：支承并把压力容器固定在基础上。 安全附件的作用：保证压力容器的使用安全和测量、控制工作介质的参数，保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 2.介质的毒性程度和易燃特性对压力容器的设计、制造、使用和管理有何影响？ 答：介质毒性程度越高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B钢板不得用于制造毒性程度为极度或高度危害介质的压力容器；盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器制造时，碳素钢和低合金钢板应力逐进行超声检测，整体必须进行焊后热处理，容器上的A、B类焊接接头还应进行100%射线或超声检测，且液压试验合格后还得进行气密性试验。而制造毒性程度为中度或轻度的容器，其要求要低得多。毒性程度对法兰的选用影响也甚大，主要体现在法兰的公称压力等级上，如部介质为中度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.0MPa；部介质为高度或极度毒性危害，选用的管法兰的公称压力应不小于1.6MPa，且还应尽量选用带颈对焊法兰等。 易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介质容器；Q235-A不得用于制造液化石油气容器；易燃介质压力容器的所有焊缝（包括角焊缝）均应采用全焊透结构等。 3.《压力容器安全技术监察规程》在确定压力容器类别时，为什么不仅要根据压力高低，还要视压力与容积的乘积pV大小进行分类？ 答：因为pV乘积值越大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 4.《压力容器安全技术监察规程》与GB150的适用围是否相同？为什么？
使用改良西门子法还原工序的自动化仪表选型注意事项
2012年4月 内蒙古科技与经济 A pril 2012 第8期总第258期 Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy N o .8T o tal N o .258 浅谈使用改良西门子法还原工序的自动化仪表选型注意事项 张 巍 (内蒙古神舟硅业有限责任公司,内蒙古呼和浩特 010000) 摘 要:文章对如何提升改良西门子法还原工序的仪表使用寿命,以及还原工序在仪表选型中的注意事项进行了讨论,提出了能够提升仪表使用寿命,提高多晶硅生产稳定性的具体措施。 关键词:多晶硅;还原工序;西门子法;选型 中图分类号:T H81 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)08—0111—02 由于我国对西门子改良法技术中的一些关键点还没有完全掌握,且使用西门子改良法生产多晶硅的工艺中工况条件较特殊、引进技术不够成熟、经验积累不足,对自动化仪表的选型上存在很多问题,仪表的使用效果和寿命与一般装置比较有较大差异。 1 改良西门子法的工艺特点 多晶硅生产的西门子工艺,其原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅,生成多晶硅沉积在硅芯上。改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上采用了闭环式运行方式生产多晶硅,因此同时具备节能、降耗、回收利用生 产过程中伴随产生的大量H 2、 HCL 、SiCI 4等副产物以及大量副产热能的配套工艺。目前世界上绝大部分厂家均采用改良西门子法生产多晶硅。还原工序作为多晶硅产品生产中最重要的一环,重要性不言而喻。重要工艺流程如图1 所示。 图1 工艺流程 2 温度测量仪表存在的问题及选型注意事项 还原工序是改良西门子法生产多晶硅中最重要的工序,其原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅,生成多晶硅沉积在硅芯上。由于西门子法生产多晶硅的特殊性,必须采用非接触式测温方式才能满足多晶硅生产的纯度要求,通常的测量方式为红外测温方式。 在测温仪表的实际应用中,还存在以下不可避免的实际问题: 硅芯直径在刚开始生产时只有 10mm 左右,如何能够保证红外测温仪能够精确瞄准所要测量的硅芯目标? 用红外测温仪适时测量硅芯的温度时,必须透过还原炉的密封石英窗口瞄准炉内目标,但在生产过程中,夹层靠炉内侧或密封石英窗口的夹层冷却水中可能会有某些颗粒物,从而对石英窗口造成一定程度的污染。如何克服这种污染对透过率可能产生的影响而不会导致实际测量误差? 由于还原工序的物料特性,以及拆装还原炉过程中不可避免的少量物料泄露,红外测温仪探头长时间在此环境下接触可能会发生污染,如何避免探头污染造成对透过率可能产生的影响? 传统的光纤式红外测温仪探头比较娇贵,容易出现损坏或折断,如何选择合适的红外测温仪? 只有充分了解多晶硅生产工艺并重视可能出现的上述问题,才有可能找到解决问题的办法。为了改善温度测量,宜选用双色(双波长)红外测温仪,双色模式特别适用于测量局部被遮挡的目标,无论是断续的,还是一直被遮挡,如存在其他物体的遮挡、开孔、狭缝、观察窗对能量的衰减,以及大气中灰尘、烟雾、水气的影响。双色模式也可用于测量无法充满测量视场的目标温度,但背景温度必须比目标温度低很多。此类测温仪不严格要求被测目标必须充满测温仪视场。除了采用双色红外,测温仪在实际应用中还应注意以下问题: 增加红外测温仪数量,通过DCS 对红外测温仪的数据进行对比校正,可以真正实现硅芯温度实时测量及控制; 选用透镜型探头,由于光纤型探头易折断,焦距固定不可调,瞄准不方便只能调整探头位置,不利于温度的准确测量; 选择配套支架,对红外测温仪进行可靠的对准及固定,避免人为或外界因素使红外测温仪无法对准目标; 选用易清理和拆装的红外测温探头。3 自动控制阀门存在的问题及注意事项 由于还原工序的尾气直接排放,温度非常高,一般约350℃～370℃,而普通的球阀采用聚四氟乙烯阀座,最高只能耐受270℃,在压力较高的工艺条件下更容易发生磨损、变形和泄露。若阀门选型不当则使用寿命非常短。应根据流动介质的压力、腐蚀性、 ? 111? 收稿日期:2012-02-22
仪表选型原则
检测仪表（元件）及控制阀选型的一般原则 ①工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 ②操作上的重要性 各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，可选指示型；对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。 ③经济性和统一性 仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能／价格比。 为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 ④仪表的使用和供应情况 选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。
仪表选性手册 物位仪表在选型时，与压力、流量等仪表有很大不同。物位测量的现场工况千差万别，很难设计出能满足所有工况应用的物位仪表。 在非接触式物位测量仪表中，超声波物位计和雷达物位计是两大主流仪表。这两类仪表各有特点，只有充分了解仪表特点及应用条件，才能做到选型合理，充分利用仪表的测量性能。 超声波物位计 传感器发出的超声波碰到被测介质被反射，反射回波的质量反映了物位计应用效果。回波质量定义为最小回波幅度（在最恶劣条件下回波幅度）比最大噪声幅度（虚假回波、多径反射回波等的幅度）。回波质量数值越大，物位计应用效果越好。 超声波物位计工作频率及测量性能：传感器高频(40-70KHz)工作时，传感器的尺寸小，盲区小，方向性好，精度高，但其声波衰减快，传播介质（空气）波动时穿透性差，测距较小。传感器低频(10-20KHz)工作时，传感器尺寸大，盲区大，方向性不好，精度低，其优势是声波衰减慢，传播介质（空气）波动时穿透性较好，测距 稍远。 超声波的回波强度主要受以下两个因素影响： １.传播介质越稳定越有利于传播。
(完整word版)设备设计与选型
设备设计与选型 7.1全厂设备概况及主要特点 全厂主要设备包括反应器6台，塔设备3台，储罐设备8台，泵设备36台，热交换器19台，压缩机2台，闪蒸器2台，倾析器1台，结晶器2台，离心机1台，共计80个设备。 本厂重型机器多，如反应器、脱甲苯塔、脱重烃塔，设备安装时多采用现场组焊的方式。 在此，对反应器、脱甲苯塔等进行详细的计算，编制了计算说明书。对全厂其它所有设备进行了选型，编制了各类设备一览表（见附录）。 7.2反应器设计 7.2.1概述 反应是化工生产流程中的中心环节，反应器的设计在化工设计中占有重要的地位。 7.2.2反应器选型 反应器的形式是由反应过程的基本特征决定的，本反应的的原料以气象进入反应器，在高温低压下进行反应，故属于气固相反应过程。气固相反应过程使用的反应器，根据催化剂床层的形式分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器。 1、固定床反应器 固定床反应器又称填充床反应器，催化剂颗粒填装在反应器中，呈静止状态，是化工生产中最重要的气固反应器之一。
固定床反应器的优点有： ①反混小 ②催化剂机械损耗小 ③便于控制 固定床反应器的缺点如下： ①传热差，容易飞温 ②催化剂更换困难 2、流化床反应器 流化床反应器，又称沸腾床反应器。反应器中气相原料以一定的速度通过催化剂颗粒层，使颗粒处于悬浮状态，并进行气固相反应。流态化技术在工业上最早应用于化学反应过程。 流化床反应的优点有： ①传热效果好 ②可实现固体物料的连续进出 ③压降低 流化床反应器的缺点入下： ①返混严重 ②对催化剂颗粒要求严格 ③易造成催化剂损失 3、移动床反应器 移动床反应器是一种新型的固定床反应器，其中催化剂从反应器顶部连续加入，并在反应过程中缓慢下降，最后从反应器底部卸出。反应原料气则从反应器底部进入，反应产物由反应器顶部输出，在移动床反应器中，催化剂颗粒之间没有相对移动，但是整体缓慢下降，是一种移动着的固定床，固得名。 本项目反应属于低放热反应，而且催化剂在小试的时候曾连续运行1000
设备设计计算与选型
第三部分 设备设计计算与选型 3.1苯∕甲苯精馏塔的设计计算 通过计算D=1.435kmol/h ， η=F D F D x x ，设%98=η可知原料液的处理量为F=7.325kmol/h ，由于每小时处理量很小，所以先储存在储罐里，等20小时后再精馏。故D=28.7h koml ,F=146.5kmol/h ,组分为18.0x =F ,要求塔顶馏出液的组成为90.0x D =,塔底釜液的组成为01.0x W =。 设计条件如下： 操作压力:4kPa （塔顶表压）； 进料热状况:自选； 回流比:自选； 单板压降:≤0.7kPa ； 全塔压降:%52=T E 。 3.1.1精馏塔的物料衡算 (1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 11.78M A =kg/kmol 甲苯的摩尔质量 13.92M B =kg/kmol 18.0x =F 90.0x D = 01.0x W = (2) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 =F M 0.18×78.11+(1-0.18)×92.13=89.606kg/kmol =D M 0.9×78.11+(1-0.9)×92.13=79.512kg/kmol =W M 0.01×78.11+(1-0.01)×92.13=91.9898kg/kmol (3) 物料衡算 原料处理量 F=146.5kmol/h 总物料衡算 146.5=D+W 苯物料衡算 146.5×0.18=0.9×D+0.01×W 联立解得 D=27.89kmol/h W=118.52kmol/h
3.1.2 塔板数的确定 (1)理论板层数T N 的求取 苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由物性手册查得苯—甲苯物系的气液平衡数据，绘出x —y 图，见下图3.1 图3.1图解法求理论板层数 ②求最小回流比及操作回流比。 采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e （0.45，0.45）作垂线ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为 667.0y q = 450.0x q = 故最小回流比为 1.1217 .0233 .045.0667.0667.09.0x y y x q q q min ==--= --= D R 取操作回流比为 R=22.21.12min =?=R ③求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=2.2×27.89=61.358kmol/h
石油化工自动化仪表选型设计规范样本
石油化工自动化仪表选型设计规范 SH 3005-1999 3 温度仪表 3.1单位和量程 3.1.1温度仪表的标度(刻度)单位, 应采用摄氏度(C)。 3.1.2 温度标度(刻度)应采用直读式。 3.1.3 温度仪表正常使用温度应为量程的50%一70%, 最高测量值不应超过量程的90%。多个测量元件共用一台显示表时, 正常使甩温度应为量程的20%一90%, 个别点可低到量程的10%。 3.2 就地温度仪表 3.2.1就地温度仪表应根据工艺要求的测温范围、精确度等级, 检测点的环境、工作压力等因素选用。 3.2.2一般情况下, 就地温度仪表宜选用带外保护套管双金属温度计, 温度范围为-80一5OOC。刻度盘直径宜为1OOmm; 在照明条件较差、安装位置较高或观察距离较远的场合, 可选用15Omm。需要位式控制和报警的, 可选用耐气候型或防爆型电接点双金属温度计。仪表外壳与保护管连接方式, 宜按便于观察的原则选用轴向式或径向式, 也可选用万向式。 3.2.3 在精确度要求较高、振动较小、观察方便的场合, 可选用玻璃液体温度计, 其温度范围:有机液体的为-80一1OO℃。需要位式控制及报警, 且为恒温控制时, 可选用电接点温度计。
3.2.4 被测温度在-200一50℃或-80一500℃范围内, 在无法近距离读数、有振动、低温且精确度要求不高的场合, 可选用压力式温度计。压力式温度计的毛细管应有保护措施, 长度应小于2Om。 3.2.5 就地测量、调节, 宜选用基地式温度仪表。 3.2.6关键的温度联锁、报警系统, 需接点信号输出的场合, 宜选用温度开关。 3.2.7 安装在爆炸危险场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关, 应选用隔爆型或本安型。 3.3集中检测温度仪表 3.3.1要求以标准信号传输的场合, 应采用温度变迭器。在满足设计要求的情况下, 可选用测量和变送一体化的温度变送器。 3.3.2 检测元件及保护套管, 应根据温度测量范围、安装场所等条件选择(不同检测元件的温度测量范围见表 3.3.2), 且应符合下列规定: 1热电偶适用于一般场合; 热电阻适田于精确度要求较高、无振动场合; 热敏电阻适用于要求测量反应速度快的场合。 2 采用热电阻温度检测元件时, 宜采用PtlO0热电阻。 3 测量设备或管道的外壁温度, 应选用表面热电偶或表面热电阻。 4 测量流动的含固体颗粒介质的温度, 应选用耐磨热电偶。 5 下列情况, 可选用销装热电阻、热电偶: a测量部位比较狭小, 测温元件需要弯曲安装; b 被测物体热容量非常小;
过程设备设计试题及答案
浙江大学2003 —2004 学年第2学期期末考试 《过程设备设计》课程试卷 开课学院：材化学院任课教师：郑津洋 姓名：专业：学号：考试时间：分钟 １脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，断口齐平，并与轴向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎片。（错误，断口应与最大主应力方向平行） ２有效厚度为名义厚度减去腐 蚀裕量（错，有效 厚度为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材 负偏差） ３钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 （错误，提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热影响区出现裂纹） ４压力容器一般由筒体、封头、开孔与接管、支座以及安全附件组成。 （错，缺密封装置） ５盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。（对） ６承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。 （错周边简支发生在中心处） ７筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的制造必须用钢板卷压成圆筒并焊接而成。（错，也可以用锻造筒节、绕带筒体等） ８检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生，所有压力容器必须开设检查孔。(错，在一定条件下，可以不开检查孔) 二、选择题（答案有可能多余于一个，每题2分,共16分） 1 《容规》适用于同时具备下列哪些条件的压力容器（ABCD） A 最高工作压力大于等于（不含液体静压力）； B 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m；
C 容积（V ）大于等于0.025m 3 ； D 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 2下列关于热应力的说法哪些不正确 （AD ） A 热应力随约束程度的增大而减小 B 热应力与零外载相平衡，不是一次应力 C 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低 D 热应力在构件内是不变的 3 下列说法中，正确的有 （ BCD ） A 单层厚壁圆筒同时承受内压P i 和外压P o 时，可用压差简化成仅受内压的厚壁圆筒。 B 承受内压作用的厚壁圆筒，内加热时可以改善圆筒内表面的应力状态。 C 减少两连接件的刚度差，可以减少连接处的局部应力。 D 在弹性应力分析时导出的厚壁圆筒微体平衡方程，在弹塑性应力分析中 仍然适用。 4下列关于压力容器的分类错误的是 （AC ） A 内装高度危害介质的中压容器是第一类压力容器。 B 低压搪玻璃压力容器是第二类压力容器。 C 真空容器属低压容器。 D 高压容器都是第三类压力容器。 5下列对GB150，JB4732和JB/T4735三个标准的有关表述中，正确的有 （CEF ） A 当承受内压时，JB4732规定的设计压力范围为0.135MPa p MPa ≤≤. B GB150采用弹性失效设计准则，而TB/T4735采用塑性失效设计准则。 C GB150采用基于最大主应力的设计准则，而JB4732采用第三强度理论。 D 需做疲劳分析的压力容器设计，在这三个标准中，只能选用GB150. E GB150的技术内容与ASME VIII —1大致相当，为常规设计标准；而JB4732基本思路 与ASME VIII —2相同，为分析设计标准。 F 按GB150的规定，低碳钢的屈服点及抗拉强度的材料设计系数分别大于等于和。 6 下列关于椭圆形封头说法中正确的有 （ABD ） A 封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀 B 封头深度较半球形封头小的多，易于冲压成型 C 椭圆形封头常用在高压容器上 D 直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状 况。 7 下列关于二次应力说法中错误的有 (ABD) A 二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。 B 二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。 C 二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力。 D 二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加到一次应力之上的应力增量。 8下列说法中，错误的有 （ C ） A 相同大小的应力对压力容器失效的危害程度不一定相同。
自动化仪表的选型
自动化仪表仪表的选型 一、自动化仪表选型的一般原则 检测仪表（元件）及控制阀选型的一般原则如下： （一）工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 （二）操作上的重要性 各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，可选指示型；对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。 （三）经济性和统一性 仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能／价格比。 为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 （三）仪表的使用和供应情况
选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。 二、温度仪表的选型 （一）一般原则 1.单位及标度（刻度）：温度仪表的标度（刻度）单位，统一采用摄氏温度（℃）。 2.检出（测）元件插入长度：插入长度的选择应以检出（测）元件插至被测介质温度变化灵敏具有代表性的位置为原则。但在一般情况下，为了便于互换，往往整个装置统一选择一至二挡长度。在烟道、炉膛及带绝热材料砌体设备上安装时，应按实际需要选用。检出（测）元件保护套材质不应低于设备或管道材质。如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀（如铠装热电偶），应另加保护套管。安装在易燃易爆场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关、温度检出（测）元件和变送器等，应选用防爆型。 （二）就地温度仪表的选型 1.精确度等级：一般工业用温度计：选用1.5级或1级。 精密测量和实验室用温度计：应选用0.5级或0.25级。 2.测量范围：最高测量值不大于仪表测量范围上限值的90％，正常测量值在仪表测量范围上限值的1／2左右。 压力式温度计测量值应在仪表测量范围上限值的1／2～3／4之间。 3.双金属温度计：在满足测量范围、工作压力和精确度的要求时，
仪器仪表及自动控制设备常规仪表管理
仪器仪表及自动控制设备常规仪表管理 第十六条常规仪表是指一般情况下通用的检测仪器仪表、控制监视仪表、执行器、辅助单元及其附件等。 第十七条常规仪表选型应考虑以下原则 （一）在满足生产需要的前提下，仪表选型应综合考虑其安全可靠性、技术先进性、经济性。 （二）选用的仪表应是经过国家技术监督部门认可的合格产品。优先选用经GB/T19000或ISO9000标准认证的产品或符合国际标准的产品。在工程设计中不得采用未经工业鉴定的试制仪表。选用的仪表需考虑外壳防护等级（IP）适应使用环境。 （三）仪表选型应考虑使用单位的现状和发展规划，主流机种力求统一。 （四）仪表选型应有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理，有利于系统集成、信息集成、功能集成，提高使用单位生产管理水平。 （五）对于新建或改造装置的常规仪表配置、选型应遵循《石油化工自动化仪表选型设计规范》（SH3005-1999）之规定,各使用单位仪表设备主管部门应参与或组织对设计资料进行审查。 第一十八条防爆型仪表管理应符合下列要求：（一）根据使用场所爆炸危险区域的划分，选择仪
表的防爆类型并满足等级要求。仪表的安装，配线应 按安装场所爆炸性气体混合物的类别、级别、组别确 定安装敷设方式。 （二）防爆型仪表及其辅助设备、管件、连接件、密封件均应有合法的防爆合格证，其构成的系统应符合整体防爆的设计要求。 （三）防爆型仪表检修时不准更改零部件的结构，材质。 （四）在危险场所对原有的防爆型仪表进行更新、改造时，必须审定仪表的防爆性能，不得随意降低防爆等级。 （五）在危险场所新增仪表测控回路及其他回路，其防爆等级不得低于区域内其它仪表防爆等级。 第一十九条放射性仪表现场要有明显的警示标记，安置使用应符合国家规范。 第二十条常规仪表的使用、日常维护、故障处理和检修要求。 （一）各使用单位应建立和健全常规仪表运行、维护、校验、检修等各种规程和管理制度。 （二）仪表设备的操作及维护保养人员应经过培训，取得相应的资格证书。 （三）特殊仪表的维护人员应接受专门培训，才能进
过程设备设计1
过程设备设计 一塔设备部分 1简述塔设备的作用及其常见的分类方式 2简述塔设备的振动原因及防振措施 3写出斯特罗哈数的表达式，说明各物理量的含义 4设备塔设备（板式塔）通道板的作用及应考虑的因素有哪些？ 5画出塔盘板上下可拆的连接结构，并说明装拆过程 6画出裙座支座的结构简图，说明各零部件的名称及作用 二换热设备部分 1按传热方式或热传递原理进行分类，换热设备有哪几种主要形式，各有什么特点？ 2根据结构特点，管壳式换热器有哪几种主要类型？如果管程压力较高，壳程需要清洗，而管壁温差较大，应选用何种类型的换热器，说明选型的理由。 3试画出6管程管壳式换热器的管束分程布置图（指出流程顺序，画出管箱隔板，介质返回侧隔板示意图），指出管束分程的原则。 4绘图说明管壳式换热器壳程防止短路的三种结构。 5当管板应力超过许用应力时，应如何调整，为什么？ 6如何校核固定管板式换热器设计计算的各应力? 三机械搅拌反应设备部分（6分×5＝30分） 1简述筒体长径比（H/D）必须考虑的因素 2绘出“圆盘式开式涡轮”搅拌桨的结构示意图。指出该桨属于何种流型和应用条件。 3写出湍流状态下搅拌功率表达式，说明各参数含义。 4搅拌轴轴径确定的依据。 5请绘出一种机械密封结构简图指出该结构可能存在的泄漏点。
过程设备设计答案 一 塔设备部分 1简述塔设备的作用及其常见的分类方式 作用：可使气液或液液两相之间充分接触。达到相互传热及传质的目的。 在塔设备中可进行的单元操作：精馏、吸收、解吸、气体增湿、离子交换、冷却等。 分类方式：1按操作压力分有加压塔，常压塔和减压塔 2按单元操作分有精溜塔，吸收塔，解析塔，萃取塔，反应塔，干燥塔等 3按内件结构分有填料塔，板式塔 2简述塔设备的振动原因及防振措施 原因：由于风载荷作用产生沿着风力方向的振动和垂直风力方向的振动（诱发振动）， 主要是诱发振动。当塔的固有频率与卡曼涡街的频率相等时，塔体即产生振动。 防振措施：塔在操作时激振力的频率不得在塔体第一振型固有频率的0.85～1.3倍范 围内，即不得在如下范围内：113.185.0c c f fv f << 如在范围内，应采取如下措施：1 增大塔的自振频率；2 塔的阻尼加大 3 采取扰流装置 3写出斯特罗哈数的表达式，说明各物理量的含义 表达式：v Df S v r = r S －斯特罗哈数 D －塔体的外直径 v f －激振频率 v －风速 4设备塔设备（板式塔）通道板的作用及应考虑的因素有哪些？ 作用：为进行塔内清洗和维修，使人能进入各层塔板，在塔盘板接近中央处设置一 块通道板。 考虑因素：1各层塔盘板上的通道板最好开在同一垂直位置，以利于采光和拆卸； 2有时叶可以用一块塔盘板代替通道板； 3通道板因为上下均可拆卸的连接结构 5画出塔盘板上下可拆的连接结构，并说明装拆过程 检修需拆开时，可从上方或下方松开螺母， 将椭圆垫片旋转900，塔盘板I 即可移开 1－椭圆垫片 2－螺栓 3－螺母 4－垫圈 塔盘板塔盘板
如何正确选择仪表设备
如何正确选择仪表设备 1、自动化仪表选型的一般原则 检测仪表（元件）及控制阀选型的一般原则如下： 1.工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 2.操作上的重要性 各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。 一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，可选指示型； 对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式； 而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制； 对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算； 一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。 3.经济性和统一性 仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能／价格比。
为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 4.仪表的使用和供应情况 选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。 2、温度仪表的选型 一、一般原则 1.单位及标度（刻度） 温度仪表的标度（刻度）单位，统一采用摄氏温度（℃）。 2.检出（测）元件插入长度 插入长度的选择应以检出（测）元件插至被测介质温度变化灵敏具有代表性的位置为原则。但在一般情况下，为了便于互换，往往整个装置统一选择一至二挡长度。 在烟道、炉膛及带绝热材料砌体设备上安装时，应按实际需要选用。 检出（测）元件保护套材质不应低于设备或管道材质。如定型产品保护套太薄或不耐腐蚀（如铠装热电偶），应另加保护套管。 安装在易燃易爆场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关、温度检出（测）元件和变送器等，应选用防爆型。