制氧考试试卷及答案

考试时间：120分钟     总分100分

1、在氧、氮、氩三种气体中，在一定压力下按照液化温度由高到低的排列顺序是（  A ）

   A、氧、氩、氮  B、氧、氮、氩  C、氮、氩、氧  D、氮、氧、氩

2、深冷法分离空气，首先必须把空气（B），然后再依据各组分的沸点不同来实现分离。

A、气化        B、液化       C、冷凝      D、固化

3、氧气提取率是指（ B ）的比值。

A、氧气产量与空气总量    B、产品中氧气量与空气中的氧总量    

C、氧气纯度与空气中氧气纯度     D、产品中的氧气量与产品氮气中氧气量

4、在空气精馏中，分馏塔内下流液体量与上升蒸汽量之比称为（ C ）

A、提取率    B、饱和含量    C、回流比   D、汽化率

5、在理想状态下，表示节流过程最基本的特点是气体在节流前后的（ C ）不变。

A、温度  B、压力  C、焓 D、熵

6、所谓“氮塞”，是指氩馏份中的氮气或不凝性气体含量增加，积聚在（ B ），使换热温差减小，而破坏氩系统正常工况的一种现象。

A、粗氩Ⅰ塔顶部冷凝蒸发器   B、粗氩Ⅱ塔顶部冷凝蒸发器

C、精氩塔顶部冷凝蒸发器     D、精氩塔底部冷凝蒸发器

7、在氮水预冷系统中，水的冷却主要是利用了氮气出塔时（ C ）的特点。

A、含氧少  B、惰性  C、含水不饱和  D、含二氧化碳不饱和性

8、空压机入口导叶在关闭位置时可实现（ B ）启动，以（ B ）启动转矩。

A、空载 增加  B、空载 减小  C、负荷 增加  D、负荷 减小

9、空压机防喘振阀的作用是为了（ B ）。

A、防止空压机反转  B、防止喘振和调节压力  

C、防止空压机漏气  D、防止外界气流进入

10、增加膨胀量，可使主冷液氧液位（ C  ）

A、降低  B、不变  C、提高  D、不能确定

11、在所有气体分离方法中，目前经常使用并适合于大流量连续生产的方法是（ A ）

A、精馏法        B、吸附法        C、吸收法        D、薄膜渗透法

12、在氧气生产现场，施工动火必须严格遵守“动火许可证”制度，空气中氧含量大于（ B  ），不得动火。

A、21%%        B、23%        C、25%        D、28%

13、对增压式膨胀机组而言，设有贮油罐（又称压力油箱），它的作用是（ D   ）

A、设置贮罐后可以减少出口油压的波动范围

B、作为油箱贮油的补充

C、从贮油罐视镜可以观察到油质的变化情况

D、作为电动油泵突然停车时的机组紧急润滑用油

14、循环水冷水泵启动后，出口阀应缓慢打开（特别是年修后的第一次启动），这是为了避免（ A ）

A. 水锤    B. 汽蚀     C. 负荷升高过快    D. 避免机组振动

15、在空气预冷系统中，主要是对空气进行初步冷却，因此该系统中含有许多冷却时所需要的设备，以下设备中不属于预冷系统的是（ B ）

A、冷却水泵  B、膨胀机  C、水冷塔  D、冷冻机

16、脉冲式反吹自洁式空气过滤器的反吹气源为（  B  ）

A、经过压缩后的氮气   B、经过压缩后的空气

C、经过压缩后的氧气   D、经过压缩后的氩气

17、电气火灾发生时（ B ）直接用水来灭火。

A、能  B、不能  C、看情况 D 、说不准

18、下列关于氩系统的描述，正确的是（  A  ）

A、粗氩塔是实现氧和氩的分离  B、粗氩塔是实现氮和氩的分离

C、精氩塔是实现氧和氩的分离  D、精氩塔是实现氩和稀有气体的分离

19、止回阀的作用是（A）

A、防止流体倒流      B、流体可以任意流动

C、不允许流体流动    D、使流体逆流

20、当氩馏分不符合要求，含（ B ）量过大时，可关小送氧阀，开大排氮阀。

A、氧气        B、氮气      C、二氧化碳   D、碳氢化合物

二 、多项选择题（每题1分，共15分。每题最少有2个答案，多选与少选均不得分。）

1、精馏就是利用两种物质的沸点不同，多次连续的进行（ A、B、 C、D ）的过程，以达到两种物质的分离目的。

A、分部蒸发   B、分部冷凝   C、传质   D、传热

2、分子筛可吸附清除空气中的（A、B、C）等。

A、水分      B、二氧化碳    C、乙炔       D、氮气  

3、系统供油压力低的原因有：（A、B、C、D）。

A、油泵故障 B、管路泄漏  C、过滤器堵塞  D、油位低

4、分子筛的再生是利用（B、C）的原理进行的。

A、升压      B、降压     C、升温     D、降温

5、在液氧泵的启动过程中，必须对泵体进行预冷，预冷的同时要持续盘车，检查是否有（B、C）现象。

A、倒转    B、卡住   C、或轻或重   D、跑冷

6、当空分塔由常温转到低温经常出现管道拉裂、阀门卡住的现象，主要原因是（A、D）。

A、安装预应力过大  B、耐压不足   C、内壁磨损   D、冷补偿不足

7、为防止分子筛纯化器发生进水事故，在操作上应做到（A、B、C、D）。

A、空冷塔先通气待压力稳定后再通水  B、不能突然增大或减少气量

C、保持空冷塔水位                  D、冷却水流量不能过大

8、分子筛吸附器再生气体在工作周期中进行到（A 、D  ）时必须放空。

A、升压   B、加热   C、冷吹   D、降压

9、在设备的正常运行过程中，如果冷冻机跳停，正确的操作是（ B、 D ）

A、立即停止预冷系统大小水泵的运行   B、减少氧气及氮气产量   

C、立即停止膨胀机的运行  D、对空压机进行部分放空，减少进塔空气量

10、制氧机的膨胀机设计有膨胀端旁通阀，该阀在运行中的主要作用是（ C、D ）。

A、增加膨胀机的流量，防止增压机出现喘振

B、对膨胀机的制冷量大小进行调节

C、膨胀机停机时保证进下塔气量，避免空压机喘振

D、可对下塔压力进行适当调节

11、空压机的供油系统有主油泵和辅助油泵，下面叙述正确的是（  B、C  ）

A、主油泵和辅助油泵都是电机驱动，一用一备   

B、辅助油泵属于电机驱动，正常时备用   

C、主油泵为主轴驱动，正常时向系统供油    

        D、主油泵和辅助油泵都是主轴驱动，一用一备

12、空压机轴承温度高的主要原因有（A、B、C） 。

A、 轴承损坏   Ｂ、机组振动大   Ｃ、 供油温度高   D、出口压力低 

13、当进口膨胀机出现联锁停机时，将自动执行的操作是（B、C）。

A、喷嘴阀关闭               B、紧急切断阀关闭   

C、增压端回流阀打开         D、膨胀机辅助油泵启动

14、在以下联锁条件中，能引起空冷系统大小水泵停止、空压机放空的项目是（A、B、D）。

A、空压机出口压力HH报警    B、空压机出口工况流量LL报警

C、水冷塔液位HH报警        D、空冷塔液位HH报警

15、为防止分子筛纯化器发生进水事故，在操作上应做到（A、B、C、D）。

A、空冷塔先通气待压力稳定后再通水  B、不能突然增大或减少气量

C、保持空冷塔水位                  D、冷却水流量不能过大

三、是非题：(每题1分,共15分，正确的在括号中画√，错误的画×)

1、沸点低的物质难挥发，沸点高的物质易挥发。( × )

2、等焓节流和等熵膨胀是空分装置中制冷常用的两种方法。(  × )

3、理想气体在一定温度下，气体的压力P与比容V成正比。( × )

4、等温压缩的概念是：理想情况下气体压缩前后的温度保持不变，仅仅是压力提高。(√ )

5、在冷凝蒸发器中液氧蒸发和气氮冷凝是需要一定的温差的。这个温差大小不仅与上、下塔的压力差有关，还与液氧及气氮纯度有关。(√ )

6、叶轮是压缩机中唯一对气体作功的部件。（√）

7、分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量的高低是判断分子筛工作是否正常的一个重要标志。(√ )

8、对于水冷塔的液位调节，当液面高于正常值时必须开大液位调节阀，使冷却水能排出塔外。（×）

9、空气预冷系统在启动时，为了防止高温气体进入分子筛，必须先启动大小水泵向空冷塔上水，待水位正常后再向空冷塔导气。（ × ）

10、在DCS中将分子筛从“运行”，切换至“暂停”位置时,意味着分子筛已经暂时停止，加工空气无法进入吸附床，因此要立即打开空透放空阀防止超压。（ × ）

11、设备启动前应先启动润滑系统。    （√）

12、增压透平膨胀机密封气在系统开机前使用外界洁净压缩空气，系统启动后可以使用本系统分子筛后洁净空气。    （√）

13、所谓空分塔的裸冷，是指设备在安装结束后，在冷箱内没有填充珠光砂时，启动膨胀机对冷箱内所有设备和管道进行的一次全面降温冷却。（√）

14、透平空压机发生喘振主要是由于高流量低背压造成的，只要提高空压机的出口压力，喘振现象就会消失。（ × ）

15、空压机润滑油的作用有两个：一是对轴承起到润滑作用，避免出现干摩擦；另一方面是将轴颈与瓦之间产生的热量带走，使轴承温度不至于越来越高。（ √ ）

四、问答题：（每题5分、10分，共35分）

1、空气中有哪些杂质？为什么要清除这些杂质？

答：空气中的杂质主要是指水份、二氧化碳、乙炔及其他碳氢化合物、灰尘及其他固体颗粒。随着空气温度的下降，水分和二氧化碳会冻结下来堵塞管道、阀门、换热器及筛板，影响设备的正常运行；乙炔及其他碳氢化合物在液氧中积聚，会引起主冷爆炸；灰尘及固体颗粒会加速机械设备的磨损。因此，要对这些杂质予以清除。

2、润滑油温度过高或过低对压缩机有什么影响？

答：油温过高，使冷却轴承的效果不好，造成轴承温度升高；此外，油温升高还会使润滑油黏度下降，容易引起局部油膜破坏，润滑失效，降低轴承的承载能力，甚至发生润滑油碳化而烧瓦。

油温过低，会使油的黏度增加，从而使油膜润滑摩擦力增大，轴承耗功率增加。此外还会使油膜变厚，产生因油膜振动引起的机器振动。

3、哪些因素会影响氧气的纯度？如何调整？ 

答：影响氧气质量的因素有：氧气取出量过大；液空含氧纯度过低；进上塔膨胀空气量过大；主冷液面过高；塔板效率下降；精馏工况异常；其它原因（如板式、主冷泄漏等）。

处理方法：减少氧取出量；提高液空含氧量；减少膨胀量或将部分膨胀空气旁通；降低主冷液面至正常控制范围；减少空气量，低负荷生产或停车加温；调整精馏工况，消除不正常现象。

4、如何判断液氧泵有汽蚀现象，如何处理？ 

答：当液氧泵发生振动，泵的出口压力表压力激烈波动，电机的电流也波动较大或电流较低时，则可判断为有“汽蚀”现象，即有部分液体在泵内汽化。

处理方法：打开液氧泵的排放小阀，排出气体，等小阀内排出液体后关闭，如无效果，则停液氧泵，重新预冷后再启动。

5、分子筛带水后应如何操作？什么情况下会使分子筛带水？

答：在下列几种情况下会使分子筛带水：①操作失误引起机后压力大幅度波动②向空冷塔内较快地加水引起液泛③纯化器突然放空④蒸气加热器串漏⑤水中夹带大量泡沫，使气液分离器分离产生困难⑥空冷塔水位控制系统仪表失灵。

分子筛带水后，首先处理空冷塔正常，同时减量生产降低分子筛的负荷,缩短分子筛使用时间,并对分子筛进行活化。活化前先用大气量进行冷吹，等游离水吹净时高温活化几个周期，如出分子筛CO2仍达不到要求，需要换分子筛。

6、写出空压机的启动和正常停机操作过程（包括启动前的准备工作）。

（一）工艺准备（1×15ˊ=15ˊ）

a、确认冷却水系统投入，打开空压机水路系统所有阀门确认水路畅通、水压正常。

b、确认油箱油位正常，油路畅通，启动辅助油泵，确认排油烟风机运行，确认油压≥0.25 Mpa，油温在25℃左右。

C、确认空压机电气系统投入且正常，检查电压正常并在6.3kV左右，且三相平衡。

d、确认仪表气压力正常，空气过滤器投入。

e、空气流路各阀门正常，各阀门DCS状态正常。

现场确认一级进口导叶处全关状态、二级进口导叶处40%开度；防喘振阀ZC1046处全开状态、电动及手动压出阀全关。

f、DCS中确认ZC1031、ZC1034、ZC1046处AUT状态；SV1046受控状态；中控室电气控制柜空压机紧急停机按钮处拉出位置。

g、检查各种仪表、各种联锁，安全装置完善情况，动作是否灵敏、准确。

h、检查DCS中上、下限设定值、报警值、联锁值是否正确。

i、确认启动顺控表条件满足。 

（二）机械准备（1×5ˊ=5ˊ）

现场检查

确认现场无杂物，地面无积油，无积水。

机组本体检查

1、机组各部件安装到位；

2、各螺栓紧固无松动；

3、盘车数转，确认无卡且确认机组正常；

DCS参数检查

DCS确认油压、轴温、轴位移、联锁值设定正确并投入。

2、（13×1.5ˊ≈20ˊ）

空压机启动

1、现场启动电机；

2、检查机组运转情况，电流、振动、音响、升速时间正常等，确认辅助油泵自动停止后油压正常；

3、点击加载按钮，确认一级导叶缓开至27%，出口压力又3bar左右逐渐上升至设定值10bar，确认正常；

4、及时调整各级中间冷却器温度至40℃，观察一段时间振动值，并确认空透运行稳定正常后；

5、空分系统做好准备后（HC101全关，分子筛启动后立即暂停），就可向空冷系统送气，微开压出阀，待空冷系统压力和空透出口压力相同后，将压出阀全开；

6、向空冷系统和分子筛通气完毕，调整出口压力为10.8bar。

空透正常停机操作

1、空分系统已做好准备（如切换仪表气等），确认可以停空压机；

2、通知总调和总降压；

3、缓慢关压出阀；

4、点击卸载按钮，确认进口导叶自动关闭，放空阀自动全开；

5、现场按空压机停止按钮，确认机组停止运行；

6、辅助油泵运行45分钟后自动停止；

7、记录惰转时间。

五、计算题：（每题5分，共15分）

1、空压机在运转时测得其进口真空度为P真空=500Pa，当时的大气压力为P 大气=100×103Pa，问进口空气的绝对压力为多少？

解：P绝= P大气-P真空

        =100×103-500

        =99.5kPa

2、空分装置在安装完毕，必须进行气密性试验，充装的气体压力为0.5MPa，温度为35℃，待12小时后，测得压力为0.46MPa，温度为26℃，求本套空分装置的残留率。

解：P1=0.5+0.1=0.6MPa，T1=273.15+35=308.15K；

P2=0.46+0.1=0.56MPa，T2=273.15+26=299.15K

     ф= P2 T1/ （P1 T2）

       =0.56×308.15/（0.6×299.15）

       =96.1%

3、氧提取率表示氧产品中所含的氧量占加工空气氧量的多少，它是空分装置精馏完善程度的标志，以ρ表示。若加工空气量为54000 Nm3/h，产品氧纯度为97%O2，氧产量为10200Nm3/h，求此时的氧提取率。

解：根据公式：ρ=V氧y氧/ V空y空

                =10200×0.97/(5400×0.2095)

                =87.5%