2025年化工裝備技術(shù)競(jìng)賽題庫(kù)及答案一、選擇題（每題2分，共20題）1.以下哪種材料在含氯離子的高溫環(huán)境中最易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂？A.Q235碳鋼B.304不銹鋼C.哈氏合金C-276D.鈦合金答案：B（304不銹鋼含Cr-Ni但不含Mo，在高溫Cl?環(huán)境中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕，哈氏合金和鈦合金耐蝕性更優(yōu)）2.列管式換熱器中，當(dāng)冷熱流體溫差超過50℃時(shí)，最常用的溫差應(yīng)力補(bǔ)償方式是？A.浮頭式結(jié)構(gòu)B.U型管式結(jié)構(gòu)C.帶膨脹節(jié)的固定管板式D.套管式結(jié)構(gòu)答案：C（固定管板式換熱器通過膨脹節(jié)補(bǔ)償溫差應(yīng)力，成本低于浮頭式，適用于溫差50-100℃場(chǎng)景）3.離心式壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象主要由以下哪種原因引起？A.入口流量低于最小穩(wěn)定流量B.出口壓力過高C.潤(rùn)滑油溫度過低D.葉輪結(jié)垢答案：A（喘振是流量低于臨界值時(shí)，氣流在葉輪內(nèi)分離引發(fā)的周期性振動(dòng)，與流量直接相關(guān)）4.反應(yīng)釜的機(jī)械密封中，“雙端面密封”通常用于哪種工況？A.常壓、無(wú)毒介質(zhì)B.高壓、易燃易揮發(fā)介質(zhì)C.低壓、腐蝕性弱介質(zhì)D.高溫但非危險(xiǎn)介質(zhì)答案：B（雙端面密封需引入隔離液，適用于高壓、有毒、易燃等需雙重密封的場(chǎng)合）5.以下哪種塔板的操作彈性（氣液負(fù)荷范圍）最大？A.篩板塔B.泡罩塔C.浮閥塔D.導(dǎo)向篩板塔答案：C（浮閥可隨氣速變化自動(dòng)調(diào)節(jié)開度，操作彈性通常為2-4，優(yōu)于篩板的1.5-2.5）6.往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)最合理的方式是？A.調(diào)節(jié)出口閥門開度B.調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速C.調(diào)節(jié)入口閥門開度D.旁路回流調(diào)節(jié)答案：B（往復(fù)泵屬容積式泵，流量與轉(zhuǎn)速成正比，出口閥調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致超壓，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)最節(jié)能）7.用于儲(chǔ)存液態(tài)烴（如液化石油氣）的球罐，設(shè)計(jì)溫度應(yīng)取以下哪個(gè)值？A.50℃B.-20℃C.介質(zhì)最高工作溫度D.環(huán)境最低溫度答案：D（液態(tài)烴球罐需考慮環(huán)境低溫導(dǎo)致的材料脆性，設(shè)計(jì)溫度取可能達(dá)到的最低環(huán)境溫度，通常-20℃為分界線）8.化工設(shè)備的表面處理中，“滲鋁”工藝主要提高材料的哪種性能？A.耐磨性B.耐高溫氧化性C.導(dǎo)電性D.抗氫脆能力答案：B（滲鋁通過在金屬表面形成Al?O?氧化膜，顯著提升高溫下的抗氧化性能，適用于加熱爐管等部件）9.空冷器的“干空氣冷卻”與“濕空氣冷卻”相比，主要優(yōu)勢(shì)是？A.冷卻效率更高B.無(wú)結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)C.能耗更低D.適用溫度范圍更廣答案：B（濕空冷通過噴水增濕提高效率，但水膜易結(jié)垢堵塞翅片，干空冷無(wú)此問題，適用于清潔介質(zhì)）10.攪拌釜中，“螺帶式攪拌器”最適用于哪種物料？A.低粘度液體（<100mPa·s）B.高粘度膏狀物（>10?mPa·s）C.氣液混合體系D.固液懸浮體系答案：B（螺帶式攪拌器貼近釜壁，適用于高粘度物料的整體循環(huán)，防止死角）11.壓力管道的“全面檢驗(yàn)”周期一般不超過？A.1年B.3年C.6年D.10年答案：C（根據(jù)TSGD7005-2018，GC1級(jí)管道全面檢驗(yàn)周期一般不超過6年）12.以下哪種閥門最適合用于調(diào)節(jié)含顆粒介質(zhì)的流量？A.截止閥B.球閥C.蝶閥D.刀閘閥答案：D（刀閘閥閥板較薄，可切斷含顆粒介質(zhì)，調(diào)節(jié)性能優(yōu)于截止閥，適用于漿料等場(chǎng)合）13.換熱器的“總傳熱系數(shù)K”與以下哪項(xiàng)無(wú)關(guān)？A.管壁熱阻B.流體流速C.換熱器材質(zhì)D.環(huán)境溫度答案：D（總傳熱系數(shù)K由冷熱流體側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)、管壁熱阻和垢層熱阻決定，與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)）14.反應(yīng)釜的“全容積”與“有效容積”的關(guān)系是？A.全容積=有效容積×裝料系數(shù)B.有效容積=全容積×裝料系數(shù)C.全容積=有效容積+夾套容積D.有效容積=全容積-攪拌器體積答案：B（裝料系數(shù)一般取0.6-0.8，有效容積=全容積×裝料系數(shù)）15.以下哪種無(wú)損檢測(cè)方法最適合檢測(cè)焊縫內(nèi)部的微小裂紋？A.磁粉檢測(cè)（MT）B.滲透檢測(cè)（PT）C.射線檢測(cè)（RT）D.超聲波檢測(cè)（UT）答案：D（UT對(duì)裂紋類面狀缺陷靈敏度高于RT，尤其適用于厚壁焊縫）16.離心泵的“必需汽蝕余量（NPSHr）”隨流量增大如何變化？A.增大B.減小C.不變D.先減小后增大答案：A（流量增大時(shí)，葉輪入口流速增加，壓力降增大，NPSHr隨之增大）17.塔設(shè)備的“液泛”現(xiàn)象主要由以下哪種原因?qū)е拢緼.氣速過高B.液量過小C.塔板間距過大D.介質(zhì)密度過低答案：A（液泛是氣速超過臨界值時(shí)，氣體托持液體導(dǎo)致液相無(wú)法下流的現(xiàn)象）18.用于輸送液氨的管道，材質(zhì)應(yīng)優(yōu)先選擇？A.20號(hào)鋼B.304不銹鋼C.Q345RD.銅合金答案：A（液氨對(duì)銅合金有應(yīng)力腐蝕傾向，對(duì)碳鋼無(wú)明顯腐蝕，20號(hào)鋼為常用材質(zhì)）19.壓力容器的“設(shè)計(jì)壓力”應(yīng)（）工作壓力？A.大于B.等于C.小于D.無(wú)必然聯(lián)系答案：A（設(shè)計(jì)壓力需高于工作壓力，以確保安全裕度）20.以下哪種密封形式的泄漏率最低？A.機(jī)械密封B.填料密封C.迷宮密封D.磁流體密封答案：D（磁流體密封利用磁場(chǎng)約束液態(tài)密封介質(zhì)，泄漏率可接近零，優(yōu)于機(jī)械密封的10??-10??m3/h）二、填空題（每題2分，共10題）1.化工設(shè)備常用的“藍(lán)脆”現(xiàn)象發(fā)生在鋼材加熱至（200-400℃）溫度區(qū)間，此時(shí)材料塑性下降、脆性增加。2.板式換熱器的“對(duì)數(shù)平均溫差（Δtm）”計(jì)算公式為（Δtm=(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)），其中Δt1、Δt2為冷熱流體進(jìn)出口溫差。3.反應(yīng)釜的“軸封泄漏量”指標(biāo)中，機(jī)械密封的允許泄漏量一般不超過（5mL/h）（輕質(zhì)油介質(zhì)）。4.離心式壓縮機(jī)的“多變效率”通常在（75%-85%）范圍內(nèi)，是衡量能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵參數(shù)。5.塔設(shè)備的“持液量”是指塔內(nèi)穩(wěn)定操作時(shí)留存的液體量，板式塔持液量一般為（5%-15%）塔容積。6.壓力管道的“當(dāng)量長(zhǎng)度”是指將管件、閥門等局部阻力等效為（等徑直管）的長(zhǎng)度，用于計(jì)算沿程壓力降。7.空冷器的“翅片效率”是指翅片實(shí)際散熱量與（翅片表面溫度均勻時(shí)的理想散熱量）的比值，通常要求大于0.8。8.攪拌釜的“功率準(zhǔn)數(shù)（Ne）”與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系曲線中，當(dāng)Re>10?時(shí)，流動(dòng)進(jìn)入（湍流）區(qū)，Ne趨于常數(shù)。9.壓力容器的“應(yīng)力分類”中，“一次應(yīng)力”是由機(jī)械載荷引起的非自限性應(yīng)力，需滿足（不超過材料許用應(yīng)力）的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。10.化工設(shè)備的“防腐涂層”中，“富鋅底漆”的主要作用是（犧牲陽(yáng)極保護(hù)），通過鋅的優(yōu)先腐蝕保護(hù)基體鋼材。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共5題）1.簡(jiǎn)述離心泵啟動(dòng)前需灌泵的原因及正確操作步驟。答：原因：離心泵依靠葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力輸送流體，若泵內(nèi)有空氣，空氣密度遠(yuǎn)小于液體，葉輪旋轉(zhuǎn)無(wú)法形成足夠的真空度，導(dǎo)致無(wú)法吸液（氣縛現(xiàn)象）。操作步驟：①關(guān)閉出口閥門；②打開灌泵閥，從入口或頂部排氣閥注入液體，直至排氣閥流出連續(xù)液體無(wú)氣泡；③關(guān)閉灌泵閥和排氣閥；④啟動(dòng)電機(jī)，緩慢開啟出口閥門至所需流量。2.分析列管式換熱器中“管程”與“殼程”的選擇原則（至少列出4條）。答：①腐蝕性介質(zhì)走管程，避免腐蝕殼程，降低維護(hù)成本；②高壓介質(zhì)走管程，減少殼體厚度，節(jié)省材料；③高溫或低溫介質(zhì)走管程，可減少殼體的保溫層面積；④流量小或粘度大的介質(zhì)走殼程（殼程湍流程度高，傳熱系數(shù)大）；⑤易結(jié)垢介質(zhì)走管程，便于清洗（管程可機(jī)械清洗，殼程清洗困難）。3.說明塔設(shè)備“霧沫夾帶”的危害及降低措施。答：危害：霧沫夾帶會(huì)導(dǎo)致液體被氣體夾帶到上一層塔板，降低分離效率；嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)液泛，破壞塔的穩(wěn)定操作。降低措施：①控制氣速在允許范圍內(nèi)（一般為液泛氣速的70%-80%）；②增加塔板間距（間距越大，霧沫沉降空間越大）；③設(shè)置除沫器（如絲網(wǎng)除沫器）捕捉夾帶的液滴；④優(yōu)化塔板結(jié)構(gòu)（如采用導(dǎo)流板減少霧沫生成）。4.比較“固定床反應(yīng)器”與“流化床反應(yīng)器”的優(yōu)缺點(diǎn)（各列出3條）。答：固定床反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定；②流體停留時(shí)間易控制，適合要求高轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)；③催化劑磨損小，壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：①傳熱性能差，易出現(xiàn)熱點(diǎn)；②催化劑更換需停車；③放大效應(yīng)顯著。流化床反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：①傳熱效率高，溫度均勻；②可連續(xù)進(jìn)料出料，適合大規(guī)模生產(chǎn)；③催化劑可在線再生。缺點(diǎn)：①催化劑磨損嚴(yán)重，消耗量大；②流體停留時(shí)間分布寬，副反應(yīng)多；③操作彈性較?。馑傩杈S持在臨界流化速度與帶出速度之間）。5.簡(jiǎn)述化工設(shè)備“襯里”防護(hù)的常見類型及適用場(chǎng)景（至少3種）。答：①橡膠襯里：適用于常溫下的酸、堿、鹽溶液，如反應(yīng)釜、貯槽的防腐（不耐強(qiáng)氧化性介質(zhì)）；②搪玻璃襯里：耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿（氫氟酸除外），適用于化工反應(yīng)釜、換熱器（但性脆，不耐溫差急變）；③聚四氟乙烯（PTFE）襯里：耐幾乎所有化學(xué)介質(zhì)，適用于高溫強(qiáng)腐蝕環(huán)境（如HF反應(yīng)器），但成本高、襯里易鼓包；④耐火磚襯里：適用于高溫爐窯（如煤氣化爐）的隔熱和抗熔渣侵蝕。四、綜合分析題（每題20分，共2題）1.某化工廠一臺(tái)DN1000、設(shè)計(jì)壓力1.6MPa的立式反應(yīng)釜，運(yùn)行中出現(xiàn)以下異常：①攪拌電機(jī)電流異常升高；②釜內(nèi)壓力波動(dòng)（±0.3MPa）；③密封處有白色結(jié)晶物滲出。結(jié)合化工裝備知識(shí)，分析可能原因及處理措施。答：可能原因分析：（1）攪拌電機(jī)電流升高：①物料粘度異常增大（如反應(yīng)副產(chǎn)物生成高粘度物質(zhì)）；②攪拌器與釜壁或內(nèi)件碰撞（安裝偏差或軸變形）；③軸承或機(jī)械密封摩擦阻力增大（潤(rùn)滑不足、密封面磨損）。（2）壓力波動(dòng)：①反應(yīng)失控（放熱反應(yīng)熱移除不足，溫度波動(dòng)導(dǎo)致壓力變化）；②進(jìn)料量或組分不穩(wěn)定（如液體進(jìn)料帶氣）；③氣相出口管線堵塞（如結(jié)晶物堵塞閥門或管道）。（3）密封處白色結(jié)晶物：①介質(zhì)中易結(jié)晶組分（如NaCl、尿素）隨泄漏液蒸發(fā)析出；②密封端面間隙過大（磨損或安裝不當(dāng)），導(dǎo)致介質(zhì)微泄漏；③隔離液（若為雙端面密封）與介質(zhì)反應(yīng)生成結(jié)晶（如隔離液含水與介質(zhì)中的酸反應(yīng)生成鹽）。處理措施：①立即降低攪拌轉(zhuǎn)速，檢查電機(jī)電流趨勢(shì)，若持續(xù)升高需停車；②檢測(cè)釜內(nèi)物料粘度（取樣分析），排查反應(yīng)溫度控制（檢查夾套/內(nèi)盤管換熱介質(zhì)流量、溫度）；③停機(jī)后檢查攪拌軸同軸度（用百分表測(cè)量），更換磨損的軸承或密封件；④清理氣相出口管線（拆檢閥門、過濾器），分析結(jié)晶物成分（確定是否為介質(zhì)組分或反應(yīng)產(chǎn)物）；⑤調(diào)整密封參數(shù)（如雙端面密封的隔離液壓力、流量），或更換密封端面（若磨損嚴(yán)重）；⑥優(yōu)化進(jìn)料控制（穩(wěn)定流量、組分），增設(shè)進(jìn)料緩沖罐減少帶氣現(xiàn)象。2.某企業(yè)擬對(duì)現(xiàn)有年產(chǎn)10萬(wàn)噸合成氨裝置的合成塔（固定床反應(yīng)器）進(jìn)行節(jié)能改造，要求降低能耗15%以上。結(jié)合化工裝備技術(shù)，提出3種可行的改造方案，并說明各方案的技術(shù)原理及預(yù)期效果。答：方案一：更換高效催化劑，降低反應(yīng)溫度和壓力。技術(shù)原理：新型催化劑（如釕基催化劑）活性更高，可在更低溫度（350-400℃）、更低壓力（8-12MPa）下達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率，減少壓縮功和加熱能耗。預(yù)期效果：反應(yīng)溫度降低可減少循環(huán)氣冷卻負(fù)荷（節(jié)省冷卻水30%），操作壓力降低可降低合成氣壓縮機(jī)功耗（預(yù)計(jì)電耗下降20%）。方案二：增設(shè)反應(yīng)器內(nèi)件，強(qiáng)化熱量回收。技術(shù)原理：在合成塔內(nèi)設(shè)置內(nèi)置式換熱器，利用反應(yīng)放熱預(yù)熱入