火电厂热工自动化技术培训试题库及答案

火电厂热工自动化技术培训试题库及答案一、热工测量基础与传感器应用1.单选题【题干】在火电厂高温过热器出口蒸汽温度测量中，下列哪种热电偶既能满足0～600℃量程，又具有最小插入深度限制？A.K型铠装热电偶 B.S型陶瓷管热电偶 C.E型表面热电偶 D.T型细丝热电偶【答案】A【解析】K型（NiCrNiSi）在0～600℃区间线性度好，铠装结构可将插入深度缩短至50mm仍保证响应时间<5s；S型高温稳定性好但插入深度≥200mm，E、T型上限低，故选A。2.多选题【题干】下列关于压阻式压力变送器温漂补偿的说法，正确的有A.在桥臂上串联热敏电阻可补偿零点温漂B.采用双恒流源激励可抑制灵敏度温漂C.数字补偿时在20℃与80℃两点校准即可覆盖0.05级精度D.硅膜片掺杂浓度越高，灵敏度温漂越大【答案】A、B、D【解析】C错误：0.05级需至少5点校准；A、B为经典模拟补偿手段；D因压阻系数随温度升高而下降，掺杂越高下降越显著。3.判断改错题【题干】汽包水位测量采用双室平衡容器，其输出差压ΔP与水位H呈线性关系，因此无需再做汽包压力补偿。【答案】错误【解析】ΔP与H呈非线性，需引入汽包压力ρ″、ρ′修正：H=(ΔP+ρ″gL)/(ρ′ρ″)g，L为参比水柱高度。4.计算题【题干】某K型热电偶在冷端25℃时测得热端电势24.905mV，查表得25℃对应1.000mV，热端实际温度是多少？【答案】24.905+1.000=25.905mV，反查K型分度表得627℃。【解析】热电偶测温需冷端补偿，先加后查表。5.简答题【题干】简述氧化锆氧量计本底电势产生机理及在线消除办法。【答案】本底电势由Pt电极氧化锆界面化学势差与电子导电产生，表现为零氧浓度时输出≠0mV。在线消除：升温至750℃稳定后通入参比空气，通过软件写入“零位偏移”自动扣除，周期30天复校。二、DCS系统结构与组态技术6.单选题【题干】在OVATION系统中，若控制器QDI卡件红灯快闪，含义为A.节点离线 B.I/O通讯故障 C.组态校验错 D.冗余切换【答案】C【解析】OVATION红灯快闪=组态CRC校验失败，需重新下装。7.多选题【题干】下列关于DCS冗余设计的说法，符合DL/T10832019的有A.控制器冗余切换时间≤100msB.通讯总线冗余切换不得导致操作站数据丢失C.模拟量I/O冗余需采用并联冗余方式D.电源冗余应支持热插拔且负载均衡【答案】A、B、D【解析】C错误：模拟量I/O冗余为1:1热备，非并联。8.案例分析题【题干】某300MW机组DCS升级后，运行中频繁出现“3高调门指令反馈偏差大”报警，导致汽机跳闸。经查：阀门定位器为智能型，反馈4～20mA经隔离栅送入DCSAI通道。跳闸前SOE记录显示反馈值在2s内由12mA阶跃至3.2mA后恢复。请分析最可能的故障点并给出验证步骤。【答案】故障点：隔离栅输出端子松动造成虚接，阶跃跌落引发>10%偏差保护动作。验证：1.用万用表测隔离栅输出端子电压，轻敲端子观察是否瞬断；2.并联记录仪捕捉100ms级跌落；3.更换弹簧式端子排后连续运行72h无复现。9.组态改错题【题干】某工程师在Symphony系统HMI上定义汽包水位“三取中”算法，逻辑如下：MEDIAN(LT101,LT102,LT103)但运行中发现水位低Ⅱ值保护仍误动。请指出组态缺陷并给出正确写法。【答案】缺陷：未对坏点剔除。正确写法：IF(LT101.QUALITY=GOODANDLT102.QUALITY=GOODANDLT103.QUALITY=GOOD) MEDIAN(LT101.VAL,LT102.VAL,LT103.VAL)ELSEIF(两两好) 取中值ELSE 保持上一周期值并报警【解析】冗余逻辑必须包含质量判断，否则单点故障可致保护误动。10.简答题【题干】说明DCS时钟同步方案中“SNTP+IRIGB”双源冗余的切换逻辑。【答案】控制器默认优先IRIGB，其精度<1ms；当IRIGB连续3s丢失则自动切换SNTP，SNTP偏差>5ms时触发“时钟源异常”报警；任一路恢复且稳定10s后自动回切，切换过程不重启控制器。三、汽温控制与PID优化11.单选题【题干】在串级过热汽温控制中，副调节器一般采用A.P B.PI C.PD D.PID【答案】B【解析】副回路需快速消除内扰，PI可消除余差且对高频噪声不敏感。12.计算题【题干】某导前微分过热汽温系统，对象惰性区传递函数Gp=1.2e^(30s)/(80s+1)，导前区Gv=0.8/(15s+1)。若采用导前微分补偿，求微分时间Td最佳值。【答案】Td≈30+15/2=37.5s【解析】工程整定取“等效滞后”=纯滞后+小时间常数一半。13.案例分析题【题干】某660MW机组再热汽温设定值590℃，运行中频繁振荡±8℃。现场记录：喷水阀指令在40%～60%间周期120s摆动；煤水比基本恒定。请给出诊断流程。【答案】步骤：1.做阀门特性试验，发现等百分比阀实际线性度误差>8%；2.做对象开环阶跃试验，确认对象增益随负荷降低而增大30%；3.采用增益调度PID：负荷>500MW用Kp=1.2，<300MW用Kp=0.8；4.加入阀门定位器快开段补偿；5.投运后振幅<±2℃。14.简答题【题干】解释“基于状态变量预估的Smith预估器”在过热汽温控制中的优势。【答案】传统Smith对模型误差敏感，状态预估器引入卡尔曼滤波在线修正滞后时间与增益，模型失配20%时仍可使相位裕度>45°，对煤种变化适应性显著提高。四、汽包水位控制与全程给水15.单选题【题干】在全程给水控制中，由单冲量切换至三冲量控制的负荷阈值一般设定为A.15%MCR B.25%MCR C.35%MCR D.45%MCR【答案】B【解析】25%MCR时虚假水位幅度已降至±50mm内，流量信号信噪比足够。16.多选题【题干】下列措施可抑制汽包水位“虚假水位”现象的有A.采用汽包压力微分前馈B.提高给水流量测量阻尼C.缩短水位变送器响应时间D.在PID中加入反微分【答案】A、C【解析】B、D会恶化动态；压力微分前馈可提前动作，快速水位变送器可减小相位滞后。17.计算题【题干】某汽包水位三冲量系统，给水流量测量孔板设计差压ΔP=40kPa，最大流量320t/h，实际运行ΔP=25kPa，求当前流量。【答案】Q=320×√(25/40)=252.98t/h【解析】孔板流量与差压平方根成正比。18.案例分析题【题干】某300MW机组低负荷段给水流量波动大，检查日志发现：2给水泵转速指令3s内由65%→70%→65%，勺管反馈正常，出口压力摆动0.5MPa。请分析原因并给出解决措施。【答案】原因：给水泵最小流量阀漏流，导致再循环管路汽蚀噪声传入泵体，转速控制回路误把压力脉动当扰动。措施：1.更换最小流量阀金属密封为司太立合金，泄漏量<1%额定流量；2.在转速PID反馈通道加10ms滑动平均滤波；3.将最小流量阀关回差由2%改为5%。实施后摆动<0.1MPa。五、FSSS保护与燃烧优化19.单选题【题干】按DL/T6552017，火检放大器自检周期不得大于A.1h B.8h C.24h D.72h【答案】B【解析】标准8.3.2条：火检自检周期≤8h。20.多选题【题干】下列属于FSSS“全炉膛灭火”判据的有A.所有层火检信号<阈值且总燃料量>30%B.汽包压力下降率>0.3MPa/minC.风量<30%额定且炉膛压力低Ⅲ值D.失去全部火焰且给粉机运行信号存在【答案】A、D【解析】B、C为局部判据；A、D为全炉膛失去火焰+燃料存在，符合NFPA85。21.判断改错题【题干】采用低NOx燃烧器后，因燃尽风延迟混合，飞灰含碳量必然升高，因此需提高炉膛过量空气系数至1.3以上。【答案】错误【解析】提高过量空气系数虽可降低飞灰含碳，但NOx排放反弹；应通过分级燃烧优化、细度控制、OFA风率调整，将过量空气系数控制在1.15～1.20。22.简答题【题干】说明基于CO/O2双参量的燃烧优化闭环策略。【答案】以省煤器出口CO<150mg/m³为上限，O2设定值自整定：当CO>150mg/m³时O2设定值+0.1%；当CO<50mg/m³且NOx>200mg/m³时O20.1%，步长周期5min，确保经济性+环保性同时最优。六、顺序控制与联锁保护23.单选题【题干】按DL/T6582017，送风机启动允许条件中，润滑油压应≥A.0.05MPa B.0.08MPa C.0.10MPa D.0.15MPa【答案】C【解析】标准6.2.1条：润滑油压≥0.10MPa。24.案例分析题【题干】某厂引风机B顺序启动时，执行到“关出口挡板”步后超时120s失败。现场检查挡板实际已关到位，但限位开关无反馈。请给出排查步骤。【答案】步骤：1.用万用表测限位开关接点，发现进水腐蚀接触电阻>1kΩ；2.检查电缆绝缘，发现对地绝缘0.2MΩ；3.更换IP66级限位开关并做三防处理；4.增加软件超时旁路（≤5s脉冲）防止误动；5.做三次启停试验均成功。25.联锁设计题【题干】设计一次风机全停联锁逻辑，要求：a)两台全停且<30s内未恢复则触发MFT；b)允许运行人员手动“一次风机全停旁路”但30min后自动复归；c)旁路期间若炉膛压力低Ⅲ值仍跳闸。请用逻辑图符号写出表达式。【答案】MFT=(PA_FAN_A.STOP&PA_FAN_B.STOP&TON(30s)&NOTPB_BYPASS)OR(PB_BYPASS&FURNACE_P<低Ⅲ值)其中PB_BYPASS由RS触发器保持，30min后自动复位。七、ETS与超速保护26.单选题【题干】按DL/T7112018，电超速保护动作值应整定为A.110%额定转速 B.112%额定转速 C.115%额定转速 D.120%额定转速【答案】B【解析】标准5.3.1条：电超速112%额定转速，机械超速110%。27.计算题【题干】某汽轮机额定转速3000r/min，电超速112%动作，测速齿轮60齿，求ETS板卡测得动作频率。【答案】f=(3000×1.12)/60×60=3360Hz【解析】每转60脉冲，动作转速3360r/min→3360Hz。28.案例分析题【题干】某机组大修后首次冲转，电超速试验升至3360r/min未动作，ETS记录转速信号A=3358rpm、B=3362rpm、C=3360rpm，系统显示“转速故障”未出口。请分析原因。【答案】原因：三取中逻辑未投入，仅取A信号，A信号低于动作值2rpm；ETS组态中“转速故障”闭锁了超速输出。整改：1.将三取中逻辑强制投入；2.校准A通道增益电阻，误差<1rpm；3.做两次实机超速试验均正常。八、网络安全与等保2.029.多选题【题干】火电厂DCS纳入等保2.0三级，下列属于“安全区域边界”要求的有A.工业防火墙访问控制策略最小化B.工控协议