一、简答题1. 试述离心式压缩机试车的具体步骤。
①按操作规程启动机组,当机组在低转速运行时,检查确认轴承温度、振动等正常。②检查密封油有无泄漏。③当机组在额定转速运行时,检查轴承温度、机组轴振动、轴位移处于正常范围内。④试车时,严格按照GB/GBT-301的升速曲线提速。⑤做好试车记录。
2. 笼型三相异步电动机有哪几种启动方法?
①笼型电动机启动方法可以分为全压启动和降压启动两大类;②常用的降压启动方法有自耦变压器启动、星形一三角形启动、延边三角形启动三种。
3. 电子调速器的基本原理。
在发电机一电动机机调速系统中,用测速发动机以测试电机转速,并把检测结果以电压形式反馈到输入端,它与给定电压串联;随着反馈电压的变化,偏差电压将与被控转速相反的方向作用于电机,直到偏差电压为零,达到转速控制的目的。
4. 简述变频器的日常检查内容。
①安装地点的环境是否有异常;②冷却系统是否正常;③变频器、电动机、变压器、电抗器等是否过热,变色或有异味;④变频器租电动机是否有异常振动;⑤主回路电压和控制电路电压是否正常;⑥滤波电容器是否有异味;⑦各种显示是否正常。
5. 电气安全规程的主要内容是什么?
①规程将电气设备分成高压和低压两种;②电气作业人员必须持证上岗;③高压设备上巡视要有安全距离;④高压设备上工作要有工作票、双人操作、有保证人员安全的组织措施和技术措施。
6. 巡视运行中的自动开关时,检查的主要内容有哪些?
①检查所带最大负荷是否超过了自动开关的额定值。②检查触头系统和导线的连接处是否有过热氧化现象。③检查开关的合闸状态是否与辅助指示信号相符。④监听自动开关有无异常声音。⑤检查传动机构及绝缘的状态有无变形、锈蚀、裂痕、放电等异常现象。⑥检查灭弧罩有无破损,喷弧烧蚀是否严重等,若受损严重应停止使用,并更换灭弧罩。
7. 大型石油化工装置试车总体方案编制的原则是什么?
①针对大型石油化工装置的特点,运用系统工程的方法,规定明确试运投产总目标,提出行之有效的试运投产总方针;②在做好系统内物料、能量平衡的情况下,制定一个来自各装置又能全面指导各装置的试运投产总网络计划,规划出符合实际的总程序;③总程序要确保安全、正点一次投料试车成功,产出合格产品的时间短、排空少、节省原材料和动力,同时在试生产阶段少投入、快产出、多产出,具有良好的经济效益和环境效益。
8. 裂解汽油加氢装置开车如何打通流程?
①调节阀、联锁调校完毕,盲板安装确认正确,系统气密、氮气置换合格;②建立反应系统抽余油循环,氢气气密合格,降低反应系统氧含量;③开循环氢气压缩机,加热炉点火升温,建立二反氢气循环;④一反催化剂活化、二反催化剂预硫化完毕,待进料;⑤接受裂解汽油,调整操作,产品合格前返原料罐,合格后改送芳烃。
9. 加氢汽油溴价测定中,滴定速度过快对结果有何影响?
①溴价是衡量样品中不饱和烃含量的指标;②测定过程中,滴定剂KBrO2-KBr在酸性的溴价溶剂中释放出Br2,Br2与样品中不饱和烃反应,这一有机反应速度较慢;③若滴定速度过快,会使部分Br2来不及与样品反应完全就提前氧化酸碱指示剂,指示终点的到达而使结果偏低。
10. 微库仑法测定石油产品中总硫的原理是什么?
①试样由载气带入燃烧管与氧气混合并燃烧,碳氢化合物燃烧成二氧化碳和水,其中的微量硫大部分转化成二氧化硫(SO
2),小部分生成三氧化硫(SO
3),燃烧产物随后进入滴定池,与电解池中离子(I
3-)发生如下反应:SO
2+I
3-+H
2O
SO
3+I
3-+2H
+;②由于电解液中离子(I
3-)被消耗,指示电极对间的电位差发生变化,随即电解电极对有相应的电流通过,在阳极表面发生如下反应:3I
--2e
I
3-;③当电解产生的碘三离子(I
3-)使电解液中碘三离子(I
3-)恢复到滴定前的浓度时,电解电极停止工作,此时所消耗的总电量是试样中的硫含量的量度,即这些碘三离子的微克当量等于滴定池中可滴定样品离子的微克当量;④根据法拉第电解定律及通过标样的标定,即可算出试样中的硫含量,最小检知量为0.1mg/kg,对高浓度的样品要先稀释后,再分析。
11. 离心式压缩机干气密封系统的工艺原理是什么?
①密封气体经气体过滤器后,注入压缩机的密封腔;②经密封表面泄漏的气体排到压缩机的一次泄漏腔;③一次泄漏腔将一部分泄漏气体排到火炬,另一部分气体沿密封表面继续泄漏到二次泄漏腔;④向压缩机密封腔注入的氮气,也泄漏到二次泄漏腔,二次泄漏腔的气体排到大气。
12. 二段催化剂预硫化的原因是什么?
①二段加氢催化剂的活性组分是Co-Mo系列;②新的或刚再生过的Co-Mo催化剂中的活性组分是以氧化态存在,加氢的选择性极差;③硫化态的Co-Mo催化剂具有很好的加氢活性和选择性,所以在装置投料前必须对二段加氢催化剂进行预硫化。
13. 离心式压缩机密封油系统三点平衡失衡后会有什么后果?
①三点平衡指密封油高位油槽、密封油气混合腔、油气分离器的压力平衡;②若三点失衡(平衡线堵塞),可造成油气压差不能正常控制,高位油槽满液位或空,油气分离器空液位;③导致机体密封油气混合腔满油至进入机体内,影响压缩机的正常运行。
14. 开车过程中应注意的事项有哪些?
①预分馏系统要加强油品切水,稳定操作,分析合格后方可对反应器进料;②反应系统进料前要将一、二段反应器隔离,投料后稳定操作,按时分析;③压缩机系统开车前润滑油油箱温度在30℃以上,压缩机低流量停车联锁摘除,暖管、暖机合格,升速时不能在临界转速停留,及时调整密封油压力,注意对吸入罐排液,运行正常后挂压缩机低流量停车联锁;④加热炉系统应缓慢升温,200℃时系统进行热把紧,燃料气阀调整不宜过大,防止炉子联锁;⑤稳定系统要注意高压闪蒸罐液位,防止串压,产品合格后及时联系进行流程切换。
15. 循环氢离心式压缩机开车前应做好哪些准备工作?
①电气、仪表调校完毕,公用工程系统具备使用条件,流程正确;②润滑油、密封油系统油运合格,透平单机试运合格,压缩机各联锁调试完毕;③润滑油油箱中有足够液位且温度在30℃以上;④润滑油冷却器循环水投用,真空泵投入使用;⑤测量仪表(测振仪、转速表等)准备齐全,压缩机低流量停车联锁摘除。
16. 对蒸汽透平入口蒸汽温度严格要求的原因是什么?
①当温度升高到制造厂允许的限制值时,缸体、喷嘴、动叶片汽阀等重要零部件的强度大大降低,会导致设备损坏和缩短汽使用年限;②当汽温降低时,仍保持负荷不变,进汽量必然增加,会使末级动叶片超负荷;③随温度下降,末几级的蒸汽湿度增加,湿汽损失上升,能引起叶片的冲蚀和转子轴向力的增加。
17. 离心式压缩机轴向位移报警时应采取哪些措施?
①迅速减轻机组负荷,使位移恢复到正常值;②检查止推轴承瓦温度和出油温度;③检查机组振动情况注意机内和轴端轴封腔内有无异常声音;④采出以上措施后,位移仍增大后已伴有异常声音和振动时,应迅速实施紧急停车。
二、计算题1. 将5mol的CO
2在101.3kPa(1atm)下通过900℃的赤热炭层。问:在平衡时生成多少摩尔CO?
已知:CO
2+C
2CO,在900℃时K
p=35.4kPa
设CO平衡时物质的量为2x
CO
2+C
2CO
原始物质的量 5 0
平衡物质的量 5-x 2x
平衡总物质的量 5-x+2x=5+x
各组分摩尔分数: x
CO2=(5-x)/(5+x) x
CO=2x/(5+x)
平衡时各组分分压 P
CO2=P×(5-x)/(5+x) P
CO=P×2x/(5+x)
P=1(atm) ∴K
p=P
CO2/P
CO2=[P×2x/(5+x)]
2/[P×(5-x)/(5+x)]=35.4
∴x=4.74(mol)
CO的平衡物质的最为2×4.74=9.48(mol)
答:在平衡时生成9.48mol CO。
2. 连续精馏塔分离苯-甲苯混合液,泡点进料,塔顶产品为51kmol/h,回流比为3.5,塔底几乎为纯甲苯。加热蒸汽绝压为200kPa,再沸器热损失为1.5×106kJ/h,已知甲苯的汽化潜热为360kJ/kg,绝压为200kPa的蒸汽的汽化潜热为2204.6kJ/kg。求再沸器的热负荷及加热蒸汽的消耗量。
再沸器的热负荷Q
B=V'(I
V'-I
W)+Q
L 提馏段的蒸汽量:
V'=V-(1-g)F=V=(R+1)D=4.5×51=229.5(kmol/h)
I
V'-I
W=r
甲苯=360×92=33120(kJ/kmol)
代入上式,得Q
B=V'(I
V'-I
W)+Q
L=229.5×33120+1.5×10
6≈9.1×10
6(kJ/h)
加热蒸汽的消耗量
答:再沸器的热负荷为9.1×10
6kJ/h,加热蒸汽的消耗量为4127.7kg/h。
3. 在常压连续精馏塔中,分离两组分理想溶液。已知原料液组成为0.6(摩尔分数,下同),泡点进料,馏出液组成为0.95,釜液组成为0.04,回流比为2,物系的平均相对挥发度为3.5,塔顶为全凝器。试用逐板计算法计算精馏段所需理论板数。
精馏段的操作线为:
汽液平衡关系为:
答:由于原料为泡点进料,而x
3<x
F故第三块塔板为进料板,即精馏段的塔板数为2块。
4. 在常压连续操作的板式精馏塔中分离某二元理想溶液。已知两组分的相对挥发度为3,在全回流条件下测得棚邻板上的液相组成分别为0.25、0.36和0.49,试求三层板中较低两层塔极的气相默弗里效率。
两组分的汽液平衡关系式为:
,即
全回流时,精馏塔内的操作线为:y
n+1=x
n 根据已知条件:x
1=0.49,x
2=0.36,x
3=0.25
则y
2=x
1=0.49,y
3=x
2=0.36,y
4=x
3=0.25
第二块塔板的气相默弗里效率为:
第三块塔板的气相默弗里效率为:
答:第二块塔板的气相默弗里效率为0.485,第三块塔板的气相默弗里效率为0.44。
5. 已知某精馏塔操作以饱和蒸汽进料,操作线方程分别如下:
精馏线y=0.7143x+0.2714
提馏线y=1.25x-0.01
试求该塔操作的回流比、进料组成及塔顶、塔底产品中轻组分的摩尔分数。
由精馏线得:
,R=2.500
由精馏线得:
,x
D=0.9499≈0.950
x
w=1.225×x
w-0.01
根据提馏线的特点:x
w=0.04
由于精馏线与提馏线的交点必然在进料线上,解两方程,得y=0.647
饱和蒸汽进料时,y=x
f=0.647
6. 一填料吸收塔,用来从空气和丙酮蒸气组成的混合气中回收丙酮,用水作吸收剂。已知条件:混合气中丙酮蒸气的含量为6%(体积分数),所处理的混合气中的空气量为1400m
3/h,操作在293K和101.3kPa下进行,要求丙酮的回收率达98%。若吸收剂用量为154kmol/h,试问吸收塔溶液出口浓度为多少?
Y
2=Y
1(1-0.98)=0.0638×0.02=0.00128
X
2=0
根据吸收塔的物料平衡关系式:
V(Y
1-Y
2)=L(X
1-X
2)
答:吸收溶液出口出口为0.0236kmol丙酮/kmol水。
7. 在填料塔中用清水吸收混合于空气中的甲醇蒸气。若操作条件下(101.3kPa及293K)平衡关系符合亨利定律,相平衡常数m=0.275。塔内某截面处的气相组成Y=0.03kmolA/kmolB,液相组成X=0.0065kmolA/kmolS,气膜吸收分系数k
Y=0.058kmol/(m
2·h),液膜吸收分系数k
X=0.076kmol/(m
2·h)。试求该截面处的吸收速率,通过计算说明该吸收过程的控制因素。
①该截面处的吸收速率N
A=K
Y(Y
A-
)
Y
A=0.03
=mX
A=0.0275×0.0065=0.00018
1/K
Y=1/k
y+m/k
x 1/K
Y=1/0.058+0.0275/0.076
K
Y=0.048
N
A=0.048(0.03-0.00018)=0.0014[kmol/(m
2·h)]
②气膜阻力为1/k
y=1/0.058=17.24
总阻力为1/K
Y=1/0.048=20.86
气膜阻力占总阻力的百分数为17.24/20.86×100%=82.6%
说明该过程为气膜控制。
答:该截面处的吸收速率为0.0014kmolA/(m
2·h),该吸收过程为气膜控制。
8. 单相整流电路中如图示,U
1=220V,变压器变比K=220/20,变压器二次抽头位于副绕组的中心,电源电压为U=220V,二极管上的电压忽略不计,负载电阻为300Ω,求负载电阻上的电压和电流。
U
R=0.9×U
2=0.9×10=9(V)
答:负载电阻上的电压为9V,电流为0.03A。