火电厂热工技术能力考核试题

火电厂热工技术能力考核试题一、考核说明火电厂热工技术涵盖热工测量、自动控制、保护联锁、仪表校验等核心领域，是保障机组安全、经济、稳定运行的关键技术支撑。本次考核试题围绕热工专业核心知识点、实操技能及故障处理能力设计，旨在检验从业人员对热工系统原理、设备特性、运维规范的掌握程度，为岗位胜任力评估提供参考。二、试题部分（一）单项选择题（每题2分，共20分）1.下列热电偶中，测量范围最高且稳定性强的是（）A.K型热电偶B.S型热电偶C.E型热电偶D.T型热电偶2.火电厂DCS系统中，“AO”模块的主要功能是（）A.采集模拟量输入信号B.输出模拟量控制信号C.采集开关量输入信号D.输出开关量控制信号3.汽轮机TSI系统中，轴振动监测的核心原理是基于（）A.涡电流效应B.压阻效应C.压电效应D.光电效应4.当锅炉负荷突然增加时，协调控制系统中燃料量的调节策略通常是（）A.滞后于风量调节B.与风量同步调节C.超前于风量调节D.随机组滑压曲线调整5.热电阻测温采用三线制接线的主要目的是（）A.提高测量精度B.增强抗干扰能力C.延长传输距离D.降低线缆成本6.火电厂中，MFT（主燃料跳闸）的触发条件不包括（）A.炉膛压力极低B.送风机全停C.汽包水位极低D.汽轮机跳闸7.伺服执行机构中，位置反馈装置的作用是（）A.监测执行器电源状态B.实现闭环控制，保证调节精度C.保护执行器免受过载损坏D.加快执行器动作速度8.下列属于“硬手操”的操作方式是（）A.DCS操作员站手动调节B.控制逻辑强制输出C.就地控制柜手动旋钮调节D.工程师站参数修改9.锅炉烟气氧量测量中，氧化锆探头的工作温度通常需维持在（）A.200~300℃B.400~600℃C.600~800℃D.800~1000℃10.分散控制系统（DCS）的“分散”特性主要体现在（）A.控制功能分散B.电源系统分散C.操作员站分散D.通讯网络分散（二）判断题（每题1分，共10分）1.热电阻的测量精度仅与自身材质和制作工艺有关，与外部接线方式无关。（）2.DCS系统中，“软手操”模式下，控制逻辑的自动调节功能会被屏蔽。（）3.锅炉FSSS（炉膛安全监控系统）的“吹扫条件”满足后，必须在30分钟内完成点火，否则需重新吹扫。（）4.汽包锅炉的给水调节系统中，“三冲量”指的是给水流量、蒸汽流量、汽包水位。（）5.热电偶的冷端温度补偿可以通过延长补偿导线至温度恒定处实现。（）6.汽轮机ETS（危急遮断系统）的所有跳闸信号均采用“三取二”逻辑，以提高可靠性。（）7.就地压力表的校验周期应与DCS显示的压力测点校验周期一致。（）8.协调控制系统中，“机跟炉”模式下，汽轮机调门主要响应汽压变化。（）9.热工保护系统的动作时间应越短越好，无需考虑设备承受能力。（）10.智能变送器的量程调整可以通过修改内部参数或外部按键设置实现。（）（三）简答题（每题10分，共30分）1.简述火电厂FSSS（炉膛安全监控系统）的核心功能及主要保护逻辑。2.分析协调控制系统中“炉跟机”与“机跟炉”两种模式的适用场景及调节特点。3.热工仪表校验时，“零点”和“量程”调整的先后顺序有何要求？说明原因。（四）案例分析题（共40分）案例背景：某300MW机组运行中，汽温自动调节系统出现异常，过热蒸汽温度持续低于设定值（设计值540℃，实际值510℃），且调节阀门开度已达90%以上。1.请列举可能导致该故障的5类原因（从测量环节、执行环节、控制逻辑、工艺系统等角度分析）。（15分）2.针对上述故障，设计排查与处理的步骤，要求逻辑清晰、可操作性强。（25分）三、参考答案及解析（一）单项选择题答案及解析1.答案：B解析：S型热电偶（铂铑10-铂）属于贵金属热电偶，长期使用温度可达1300℃，稳定性和精度在各类热电偶中最优；K型（镍铬-镍硅）、E型（镍铬-铜镍）、T型（铜-铜镍）的最高使用温度或稳定性弱于S型。2.答案：B解析：AO（AnalogOutput）模块为模拟量输出模块，功能是将DCS运算后的控制信号转换为4-20mA等模拟量，输出至执行机构（如调节阀、变频器）；AI为模拟量输入，DI为开关量输入，DO为开关量输出。3.答案：A解析：TSI（汽轮机监视仪表）的轴振动监测采用涡电流传感器，基于金属导体在交变磁场中产生涡电流的原理，通过检测探头与轴表面的间隙变化反映振动位移；压阻效应用于压力传感器，压电效应用于加速度传感器，光电效应用于光电式传感器。4.答案：C解析：协调控制中，负荷突增时需先快速增加燃料量（超前于风量），避免因风量不足导致不完全燃烧；随后风量跟随燃料量调整，维持合理风煤比。若滞后或同步，易出现缺氧燃烧或风量过剩。5.答案：A解析：三线制接线通过将热电阻的两根引线分别接入测量桥臂的两侧，使引线电阻的变化相互抵消，从而减小导线电阻随温度变化对测量精度的影响；抗干扰主要通过屏蔽线或信号隔离实现，与接线制无关。6.答案：D解析：MFT触发条件通常包括炉膛压力越限、送引风机全停、汽包水位越限、全炉膛灭火等；汽轮机跳闸（ETS动作）会触发机组RB（快速减负荷）或停机，但不属于MFT的直接触发条件（MFT是锅炉侧保护）。7.答案：B解析：伺服执行机构的位置反馈装置（如电位器、编码器）将执行器的实际开度反馈至控制器，形成闭环控制，确保调节精度；电源监测、过载保护、速度调节由其他模块或电路实现。8.答案：C解析：“硬手操”指通过就地控制柜的硬件旋钮、开关直接控制执行器，不受DCS逻辑限制；DCS操作员站手动、逻辑强制、工程师站修改均属于“软操作”。9.答案：C解析：氧化锆探头需在600~800℃的高温下才能正常工作（离子导电特性需高温激活），因此需通过加热或利用烟气余热维持该温度区间；温度过低会导致测量失效。10.答案：A解析：DCS的“分散”核心是控制功能分散（如各子系统独立完成回路控制），电源、操作员站、通讯网络的分散是辅助设计，目的是提高系统可靠性，避免单点故障导致全系统瘫痪。（二）判断题答案及解析1.答案：×解析：热电阻接线方式（如两线制、三线制、四线制）直接影响测量精度，三线制可抵消导线电阻影响，四线制精度更高；材质和工艺是基础，但接线方式是重要影响因素。2.答案：√解析：“软手操”模式下，操作员手动给定输出值，控制逻辑的自动调节算法被暂停（或输出跟踪手动值），确保手动干预的有效性。3.答案：×解析：FSSS的吹扫完成后，点火允许时间通常为10~15分钟（不同厂家设计有差异），超时后炉膛内可能积聚可燃混合物，需重新吹扫以保证安全。4.答案：√解析：汽包给水三冲量调节的三个信号为：汽包水位（主被调量）、给水流量（反馈量，稳定给水）、蒸汽流量（前馈量，补偿负荷变化）。5.答案：√解析：补偿导线的作用是将热电偶冷端延伸至温度恒定的环境（如控制室），使冷端温度稳定，配合冷端补偿器（或恒温槽）实现温度补偿。6.答案：×解析：ETS的跳闸信号并非全部采用“三取二”，如“润滑油压低”等关键信号可能采用“二取一”（快速动作）或“三取二”（防止误动），需根据信号重要性和可靠性要求设计。7.答案：×解析：就地压力表（如机械指针式）的校验周期通常为1年，而DCS压力测点（含变送器）的校验周期多为6个月，因变送器需更高精度和稳定性，校验频率更高。8.答案：√解析：“机跟炉”模式下，锅炉调节负荷（通过燃料、风量），汽轮机调节汽压（通过调门开度），因此调门主要响应主蒸汽压力的变化。9.答案：×解析：热工保护动作时间需平衡“快速性”与“设备承受能力”，如汽轮机超速保护需快速动作，但阀门关闭速度过快可能导致水击或管道振动，需合理设计动作时间和速率。10.答案：√解析：智能变送器（如HART协议）可通过手持终端修改量程参数，部分型号也支持就地按键设置，实现量程的灵活调整。（三）简答题参考答案1.FSSS核心功能及保护逻辑核心功能：保障炉膛安全，防止爆燃、爆炸等事故，包含燃烧器管理（点火许可、熄火保护、燃料投切）和炉膛安全保护（MFT触发及联动）。主要保护逻辑：MFT触发条件：全炉膛灭火、炉膛压力极高/极低、送引风机全停、汽包水位极高/极低、总风量极低、燃油压力极低（燃油锅炉）等。MFT联动动作：关闭所有燃料阀（煤、油、气）、停止制粉系统、关闭减温水阀（部分逻辑）、触发RB（快速减负荷）等。点火许可条件：炉膛吹扫完成、无MFT指令、送引风机运行且风量充足、燃油压力正常（燃油炉）、火检冷却风正常等。2.“炉跟机”与“机跟炉”的适用场景及调节特点炉跟机（BF）：适用场景：机组负荷变化频繁（如调峰电厂），汽轮机响应负荷快，锅炉调节滞后。调节特点：汽轮机调门根据负荷指令调整（控制负荷），锅炉调节汽压（通过燃料、风量）。优点是负荷响应快；缺点是汽压波动大，需锅炉快速调节。机跟炉（TF）：适用场景：锅炉侧故障（如制粉系统异常）、需稳定汽压（如机组带基荷）。调节特点：锅炉调节负荷（燃料、风量），汽轮机调门控制汽压。优点是汽压稳定；缺点是负荷响应慢，需汽轮机配合调整。3.仪表校验“零点”与“量程”调整顺序顺序要求：先调零点，后调量程。原因：仪表的零点和量程相互影响（尤其是模拟式仪表，如动圈表、变送器）。先调零点可消除基线偏移，确保量程调整时的基准准确；若先调量程，零点变化会导致量程比例失调，需重复调整。（四）案例分析题参考答案1.故障原因分析（5类）测量环节：过热器出口温度测点故障（如热电偶短路/断路、变送器故障），导致DCS接收的温度信号偏低，调节系统误判需增开减温水（或关小燃料/风量，若逻辑为降温调节）。执行环节：减温水调节阀故障（如阀芯卡涩、阀杆弯曲、执行机构力矩不足），实际开度未达指令值，减温水量不足，导致汽温偏高？（此处需注意：若汽温低但阀门开度大，可能是阀门实际开度与反馈不符，如反馈信号故障，阀门实际开度小，减温水量少，汽温应高？需修正：若汽温低但阀门开度90%（减温水阀），则可能阀门实际开度小（反馈错误，指令90%但实际开度小，减温水量少，汽温应高？矛盾，说明可能是燃料/风量调节侧故障。重新分析：正确逻辑：过热汽温调节通常通过减温水（降温）或燃料/风量（升温）。若汽温低，调节系统应关小减温水阀（或增大燃料/风量）。若减温水阀开度90%（过大），说明调节逻辑错误（如PID参数反向），或阀门故障（如关不严，减温水量过大，导致汽温低）。修正原因：减温水阀故障：阀门内漏或卡涩在大开度，减温水量过大，导致汽温被过度冷却。控制逻辑：PID参数设置错误（如比例带过小、积分时间过长），导致调节超调或响应滞后；或主汽温设定值错误（实际设定值低于540℃）。工艺系统：锅炉负荷过低，烟气流量不足，过热器吸热少；或燃用煤种热值偏低，燃料量不足但调节系统未正确响应；或炉膛火焰中心偏低，过热器辐射换热不足。测量环节：温度测点安装位置错误（如插入深度不足），或测点被飞灰覆盖，导致测量值偏低。其他：送风量过大，烟气过量空气系数高，过热器对流换热弱；或减温水水源温度异常（如给水温度低，减温效果过强）。2.排查与处理步骤步骤1：确认测量准确性检查DCS显示的温度测点与就地温度计（如便携式红外测温仪）对比，判断是否为测点故障。若就地实际温度正常，更换热电偶/变送器；若就地温度确实低，进入下一步。步骤2：检查执行机构观察减温水阀的就地开度与DCS反馈是否一致。若反馈开度90%但就地实际开度小（如阀芯卡涩），手动操作阀门，检查动作是否灵活，必要时解体检修；若反馈与就地一致，检查减温水流量表，确认实际减温水量是否过大（如流量远高于设计值）。步骤3：分析控制逻辑查看主汽温调节PID参数（比例带、积分时间、微分时间），对比历史正常参数，判断是否因参数漂移导致调节失效；检查设定值是否被错误修改，恢复至540℃。强制输出减温水阀指令至50%，观察汽温变化：若汽温上升，说明原逻辑输出异常（如PID反向），需重新组态逻辑。步骤4：排查工艺系统检查锅炉负荷、燃料量、风量：若负荷低，适当提负荷；若燃料量不足，检查给煤机、磨煤机运行状态，排除堵煤、断煤；若风量过大，调整送引风