2026年电力行业热工自动化技能竞赛试题及答案

2026年电力行业热工自动化技能竞赛试题及答案一、单项选择题（共30题，每题1分）1.在热工自动化控制系统中，用于测量流体流量的差压式流量计，其流量与差压之间的关系为（）。A.流量与差压成正比B.流量与差压的平方成正比C.流量与差压的平方根成正比D.流量与差压成反比2.铂热电阻（Pt100）在0℃时的电阻值为（）。A.0ΩB.50ΩC.100ΩD.118Ω3.在PID调节规律中，积分环节（I作用）的主要作用是（）。A.加快调节速度，消除偏差B.消除稳态误差（静差）C.预测偏差变化趋势，进行超前调节D.增加系统稳定性4.智能变送器的输出信号通常采用标准的（）模拟信号叠加数字通信信号。A.0~10mAB.4~20mAC.0~5VD.1~5V5.汽轮机监视仪表系统（TSI）中，测量轴振动通常采用（）传感器。A.热电偶B.热电阻C.电涡流探头D.压电式加速度计6.锅炉主燃料跳闸（MFT）逻辑中，下列（）条件通常不会直接触发MFT。A.炉膛压力过低B.汽包水位过高C.两台送风机跳闸D.汽轮机跳闸7.比例调节器（P）的输出与输入偏差成（）。A.积分关系B.微分关系C.线性关系D.指数关系8.在分散控制系统（DCS）中，用于过程控制的核心处理器通常被称为（）。A.HMI站B.数据服务器C.DPU（过程控制单元）D.工程师站9.按照国家计量检定规程，精密压力表的准确度等级通常为（）。A.0.25级、0.4级B.1.0级、1.6级C.2.5级D.4.0级10.氧化锆氧量分析仪用于测量烟气中的含氧量，其输出信号是（）。A.浓度差B.氧分压C.电势（毫伏信号）D.电阻值11.下列关于热电偶冷端补偿的说法，正确的是（）。A.热电偶回路电势大小仅与热端温度有关B.冷端温度必须恒定在0℃C.使用补偿导线只能延长热电偶冷端，不能消除冷端温度影响D.补偿导线的材质必须与热电偶材质完全一致12.执行机构的“三断保护”是指（）。A.断电、断气、断信号B.断电、断线、断气C.断路、短路、接地D.断电源、断网络、断模件13.在协调控制系统（CCS）中，锅炉跟随方式（BF）的特点是（）。A.汽轮机调功率，锅炉调汽压B.锅炉调功率，汽轮机调汽压C.锅炉和汽轮机同时调节功率和汽压D.仅由锅炉调节14.标准节流装置中，流体流经孔板时，流速在（）处达到最大。A.孔板前B.孔板进口处C.孔板后缩脉断面D.管道出口15.某调节系统的比例带（PB）设置为50%，则其比例增益（Kp）为（）。A.0.5B.2C.50D.0.0216.DEH系统（数字电液调节系统）的主要控制对象是（）。A.锅炉燃烧B.汽轮机转速和负荷C.发电机电压D.给水流量17.现场总线控制系统的英文缩写是（）。A.DCSB.PLCC.FCSD.DAS18.用来测量600℃以上高温的测温元件，通常选用（）。A.铜电阻B.铂电阻C.镍铬-镍硅热电偶（K型）D.双铂铑热电偶（B型或S型）19.在逻辑控制中，用于实现“自保持”或“记忆”功能的基本逻辑环节是（）。A.与门B.或门C.RS触发器D.非门20.压力变送器安装位置低于取压点时，测量的压力值（）。A.偏大B.偏小C.不受影响D.需加正迁移21.评价调节系统过渡过程品质的指标中，反映系统稳定性的指标是（）。A.衰减比B.静差C.超调量D.上升时间22.下列哪种阀门特性最适合流量调节范围大且阻力随负荷变化的场合？（）A.线性特性B.等百分比特性（对数特性）C.快开特性D.抛物线特性23.火焰检测器探头通常利用（）原理检测炉膛火焰。A.热电偶测温B.紫外线或红外线检测C.烟雾浓度检测D.压力变化检测24.在DCS系统接地中，信号屏蔽接地应属于（）。A.保护接地B.工作接地C.防雷接地D.逻辑地25.汽包锅炉给水自动调节系统中，通常采用（）调节系统。A.单冲量B.双冲量C.三冲量D.串级26.仪表的灵敏度是指仪表对被测参数变化的（）。A.响应速度B.最大检测能力C.反应能力D.线性度27.110V直流系统绝缘监察装置，通常采用（）原理。A.电桥平衡B.电流互感器C.电压比较D.频率检测28.串级调节系统之所以能改善控制质量，主要是因为引入了（）。A.主变量B.副变量C.前馈信号D.干扰通道29.模数转换（A/D）器的分辨率越高，其量化误差（）。A.越大B.越小C.不变D.无法确定30.汽轮机轴向位移测量探头安装时，探头端面与被测金属表面的间隙电压通常调整在（）附近（以本特利探头为例）。A.-2VB.-12VC.-24VD.0V二、多项选择题（共15题，每题2分，多选、少选、错选均不得分）1.热工自动化系统主要包括（）。A.自动检测（DAS）B.自动控制（CCS、SCS、MEH等）C.顺序控制（BMS、ETS等）D.自动保护E.自动报警2.造成热电偶测温误差的主要原因有（）。A.热电偶冷端温度不为0℃且未补偿B.热电偶接线端子接触不良C.热电偶材质不均匀或变质D.热电偶插入深度不够E.显示仪表量程设置错误3.PID调节器中，比例带（P）、积分时间（I）、微分时间（D）三个参数对系统的影响，下列描述正确的有（）。A.比例带过小，系统振荡加剧，稳定性下降B.积分时间过短，积分作用过强，易引起系统振荡C.微分时间增加，能减小超调量，提高稳定性D.积分作用能消除静差E.微分作用对纯滞后环节有显著的改善效果4.DCS系统常见的网络拓扑结构有（）。A.总线型B.环型C.星型D.树型E.网状型5.锅炉吹灰系统的顺序控制功能组通常包含（）步骤。A.吹灰介质（蒸汽）压力建立B.吹灰器进枪C.吹灰器退枪D.吹灰器旋转E.吹灰介质压力泄压6.下列关于智能变送器描述正确的有（）。A.具有自诊断功能B.可通过手操器或HART协议远程组态C.传感器部分通常采用微机械加工技术（如扩散硅）D.只能测量单一物理量E.具有线性化修正功能7.汽轮机危急跳闸系统（ETS）的跳闸条件包括（）。A.轴向位移大B.润滑油压低C.真空低D.超速（110%额定转速）E.振动大8.下列属于现场总线仪表特征的有（）。A.双向数字通信B.分散控制功能下放到现场C.节省电缆D.互操作性E.必须由DCS控制器供电9.调节阀的流量特性是指（）。A.理想流量特性B.工作流量特性C.直线流量特性D.等百分比流量特性E.快开流量特性10.测量误差按性质可分为（）。A.系统误差B.随机误差C.粗大误差D.绝对误差E.相对误差11.逻辑运算中的“三取二”逻辑（2oo3）主要用于（）。A.提高测量的可靠性B.防止误动作（拒动）C.防止拒动（误动）D.降低成本E.简化逻辑12.SCS（顺序控制系统）在火电厂中的应用主要包括（）。A.辅机启停（如送风机、引风机）B.钢球磨煤机启停C.吹灰程控D.除灰除渣程控E.空气预热器吹灰13.影响汽包水位测量的因素有（）。A.汽包压力变化B.给水温度变化C.蒸发量变化D.平衡容器保温情况E.取样管路堵塞14.机组RB（Runback，快速减负荷）功能通常发生在（）工况。A.一台送风机跳闸B.一台一次风机跳闸C.一台给水泵跳闸D.发电机部分辅机故障E.燃料中断15.仪表校验时，标准表的选取原则是（）。A.精度等级应高于被校表B.量程应与被校表相同或略大C.必须是数字显示仪表D.需有计量检定合格证书E.分辨率应高于被校表三、判断题（共20题，每题0.5分）1.热电偶产生的热电势与两端温度差有关，与热电偶材料的中间温度无关。（）2.仪表的回差（变差）是指仪表正行程和反行程示值之间的最大差值。（）3.在闭环控制系统中，系统的稳定性只取决于对象特性，与调节器参数无关。（）4.氧化锆氧量传感器需要在600℃以上的高温环境下才能正常工作。（）5.执行机构的行程方向调整，可以通过改变调节器输出信号的正反作用来实现，也可以通过改变执行机构伺服放大器的接线来实现。（）6.DCS操作员站（OS）和工程师站（ES）在硬件配置上完全相同，只是赋予的权限不同。（）7.比例积分微分调节器中，微分时间Td=0时，调节器变为比例积分调节器。（）8.节流装置测量流量时，流体必须充满管道且是单相流体。（）9.汽轮机调速系统的速度变动率（不等率）越大，一次调频能力越强。（）10.热电阻测温时，采用三线制接法是为了消除环境温度变化对测量结果的影响。（）11.逻辑控制中的“闭锁”是指当某个条件不满足时，禁止某个动作发生。（）12.所有的调节阀门在关闭状态下都应该有零泄漏。（）13.压力表测量的表压加上大气压等于绝对压力。（）14.串级调节系统的副回路是一个随动控制系统。（）15.锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）的核心功能是防止锅炉炉膛爆炸。（）16.补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，且极性不能接反。（）17.现场总线仪表之间可以直接通信，不需要经过上位机或DCS控制器。（）18.汽包水位“虚假水位”现象主要是由蒸汽流量（负荷）突变引起的。（）19.在给水自动调节系统中，调节阀的流量特性选择线性特性比等百分比特性更好。（）20.数字滤波算法可以有效抑制信号中的随机干扰（如尖峰脉冲）。（）四、填空题（共20题，每题1分）1.热工测量仪表由____、____、____和显示装置四个部分组成。2.按误差出现规律，误差可分为系统误差、____和粗大误差。3.工业上常用的两种温标是摄氏温标（℃）和____。4.K型热电偶（镍铬-镍硅）的分度号是____，S型热电偶（铂铑10-铂）的分度号是____。5.在调节系统中，PID参数中的P代表比例，I代表____，D代表____。6.比例积分调节器（PI）能消除____，但引入积分作用会使系统的____下降。7.执行机构按能源形式可分为气动、电动和____。8.DCS系统中，I/O模件的主要功能是将现场信号转换为____信号供CPU处理，或将CPU的控制信号转换为____信号驱动现场设备。9.汽轮机监视保护系统（TSI）中，轴振动的单位通常是____，轴向位移的单位通常是____。10.锅炉过热蒸汽温度调节系统，通常采用____调节方案，即以减温水量为调节量，以过热器出口温度为被调量。11.逻辑图中的“与”门，只有当所有输入都为____时，输出才为1。12.压力变送器的零点迁移分为正迁移和____。13.标准节流件包括孔板、____和文丘里管。14.机组协调控制系统（CCS）主要有____、____和协调控制三种基本运行方式。15.给水泵最小流量再循环门的作用是防止给水泵____。16.火焰检测器“全炉膛无火焰”是触发____的重要条件之一。17.1151系列智能压力变送器采用____传感器作为测量元件。18.某压力表量程为0-1.6MPa，精度等级为1.5级，则该表允许的最大绝对误差为____MPa。19.在DEH系统中，转速控制回路通常采用____控制规律。20.仪表的精度等级是用____误差来表示的。五、简答题（共6题，每题5分）1.请简述热电偶测温的基本原理（塞贝克效应）。2.什么是调节系统的“积分饱和”现象？如何防止积分饱和？3.简述串级自动调节系统的基本结构及其主要优点。4.请写出锅炉主燃料跳闸（MFT）的主要功能，并列出至少5条典型的MFT跳闸条件。5.为什么测量汽包水位要采用具有温度补偿功能的平衡容器？6.简述DCS（分散控制系统）中“点检”或“巡检”的主要内容及其重要性。六、计算题（共4题，每题5分）1.某测温系统，采用K型热电偶和配套的显示仪表。已知热电偶冷端温度为30℃，显示仪表读数为800℃。请查阅K型热电偶分度表（假设E(800,0)=33.275mV，E(30,0)=1.203mV），求被测实际温度是多少？（提示：需计算总电势再反查温度，或近似计算）2.有一台量程为0~10MPa的压力变送器，校验时数据如下：标准压力为0MPa时，输出为4.000mA；标准压力为10MPa时，输出为20.000mA。若现场测量时输出电流为12mA，求此时的压力值是多少？3.某调节阀的流通能力Cv=100。当阀门前后的压差为0.5MPa，流体密度为1000kg/m³（水）时，请估算该阀门此时的流量（单位：m³/h）。注：流量公式简化为Q=Cvsqrt(ΔP/ρ_g)，其中g为重力加速度，或使用工程估算公式Q(m³/h)≈Cvsqrt(ΔP(MPa)10000/1000)=Cvsqrt(10ΔP)。请按通用工程公式Q(m³/h)=Cvsqrt(ΔP/ρ)C(常数忽略，直接按Q=Cvsqrt(ΔP)近似计算，单位需注意)。3.某调节阀的流通能力Cv=100。当阀门前后的压差为0.5MPa，流体密度为1000kg/m³（水）时，请估算该阀门此时的流量（单位：m³/h）。注：流量公式简化为Q=Cvsqrt(ΔP/ρ_g)，其中g为重力加速度，或使用工程估算公式Q(m³/h)≈Cvsqrt(ΔP(MPa)10000/1000)=Cvsqrt(10ΔP)。请按通用工程公式Q(m³/h)=Cvsqrt(ΔP/ρ)C(常数忽略，直接按Q=Cvsqrt(ΔP)近似计算，单位需注意)。修正：使用更通用的工程公式：Q(m³/h)=Cvsqrt(ΔP(MPa)/(SG))，SG为比重，水为1。修正：使用更通用的工程公式：Q(m³/h)=Cvsqrt(ΔP(MPa)/(SG))，SG为比重，水为1。4.一个比例积分调节器，比例带PB=50%，积分时间Ti=2min。若输入偏差阶跃变化10%，求：(1)刚发生阶跃瞬间，调节器的输出变化量（比例作用部分）？(2)发生阶跃2分钟后，调节器的总输出变化量？七、综合分析题（共3题，每题10分）1.案例分析：汽包水位调节系统故障某机组在满负荷运行时，汽包水位三冲量调节系统突然发生剧烈振荡，导致给水调节门频繁动作。运行人员切至手动控制后水位稳定。经热工人员检查，发现蒸汽流量变送器输出信号存在大幅度波动（毛刺），而给水流量和水位信号正常。请分析：(1)为什么蒸汽流量信号波动会导致水位调节系统振荡？(2)针对蒸汽流量信号波动，有哪些处理措施可以在DCS组态中实施？2.系统设计：过热汽温串级控制请画出过热蒸汽温度串级控制系统的原理方框图（用文字描述连接关系），并说明：(1)主、副被控变量分别是什么？(2)主、副调节器分别采用什么控制规律（P/PI/PID）？为什么？(3)副回路的主要作用是什么？3.逻辑分析：磨煤机跳闸逻辑某中速磨煤机的跳闸逻辑设计如下：条件A：磨煤机轴承温度高（>75℃）条件B：磨煤机润滑油压低（<0.12MPa）条件C：磨煤机出口风温高（>100℃）条件D：磨煤机运行60秒后，其出口门未开条件E：磨煤机运行且一次风丧失设计要求：(1)若条件A、B、C中任意一个发生，磨煤机跳闸。(2)若条件D发生，磨煤机跳闸。(3)若条件E发生，磨煤机跳闸。请用逻辑代数表达式（AND,OR,NOT）表示磨煤机的跳闸指令（Trip）。并分析：如果在运行中，润滑油压变送器管路泄漏导致压力读数瞬间跌至0并恢复（瞬间干扰），且没有延时模块，会对磨煤机运行造成什么影响？应如何优化逻辑？参考答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.B5.C6.B7.C8.C9.A10.C11.C12.A13.A14.C15.B16.B17.C18.D19.C20.B21.A22.B23.B24.B25.C26.C27.A28.B29.B30.B二、多项选择题1.ABCDE2.ABCDE3.ABCD4.ABC5.ABCE6.ABCE7.ABCDE8.ABCD9.ABCDE10.ABC11.AC12.ABCDE13.ABCDE14.ABC15.ABDE三、判断题1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.×10.√11.√12.×13.√14.√15.√16.√17.√18.√19.×20.√四、填空题1.传感器（敏感元件）、变送器（转换元件）、传输通道2.随机误差3.热力学温标（K）4.K、S5.积分、微分6.静差（稳态误差）、稳定性7.液动8.数字、模拟（或现场总线/电平）9.μm（微米）、mm（毫米）10.串级11.1（或高电平/真）12.负迁移13.喷嘴14.锅炉跟随（BF）、汽轮机跟随（TF）15.汽蚀16.MFT（全炉膛火焰丧失）17.电容式18.0.02419.比例积分（PI）20.引用（相对）五、简答题1.答：热电偶测温基于热电效应（塞贝克效应）。两种不同材料的导体（或半导体）A和B组成闭合回路，当两个接点温度T和T0不相同时，回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应。产生的电动势称为热电势，其大小与两种导体材料性质及两接点温度有关。如果T0保持恒定（通常为0℃），则热电势仅与测量端温度T成单值函数关系，通过测量热电势即可得知被测温度。2.答：积分饱和是指当系统出现大偏差时，积分项会随着时间的推移不断累积，导致调节器输出达到最大或最小极限值（饱和）。此时，即使偏差反向，调节器输出也无法立即减小，从而造成调节滞后，甚至导致系统失控。防止措施：(1)采用积分分离算法：当偏差较大时，暂时切除积分，只进行PD调节；当偏差较小时，再加入积分。(2)采用抗积分饱和的PID算法（如钳位输出、累加限制）。(3)在调节器输出端加限幅，并对积分项进行反向计算修正。3.答：串级调节系统由主、副两个调节回路组成。主回路包含主对象和主调节器，副回路包含副对象、副调节器和执行机构。主调节器的输出作为副调节器的给定值。主要优点：(1)改善了对象特性，减小了对象的滞后和时间常数，加快了调节速度。(2)对进入副回路的干扰（二次干扰）具有极强的抑制能力，实现了“预先控制”。(3)提高了系统的工作频率，使调节过程更加平稳。4.答：MFT（MasterFuelTrip）的主要功能是当锅炉出现危急工况时，立即切断进入炉膛的所有燃料，停止燃烧，防止锅炉爆燃或设备损坏，保障机组安全。典型MFT条件：(1)炉膛压力过高/过低（三取二）。(2)全炉膛火焰丧失。(3)汽轮机跳闸。(4)所有送风机跳闸。(5)所有引风机跳闸。(6)一次风丧失。(7)燃料丧失。(8)锅炉给水流量过低（MFT）。(9)手动MFT按钮按下。(10)CCS电源或DCS电源故障。5.答：汽包水位测量通常采用差压式水位计，利用平衡容器将水位转换为差压。由于饱和蒸汽和饱和水的密度随压力（温度）变化而变化，如果不进行补偿，当汽包压力变化时，即使水位不变，产生的差压也会改变，导致测量误差（特别是压力降低时，会出现“虚假水位”现象）。因此，必须引入汽包压力信号，根据压力实时计算饱和水及饱和蒸汽密度，对差压信号进行自动补偿，以保证测量的准确性。6.答：DCS点检（巡检）的主要内容：(1)检查控制柜、模件的状态指示灯（运行、故障、通信等）是否正常。(2)检查系统网络通信负荷及状态。(3)检查关键I/O点通道的强制状态、报警状态。(4)检查控制器负荷率、内存使用率。(5)检查冗余电源、冗余控制器的切换状态。重要性：通过定期点检，可以及时发现DCS系统的潜在故障（如模件老化、接线松动、网络丢包等），防止故障扩大导致机组非计划停运，确保热工自动化系统长期稳定运行。六、计算题1.解：根据中间温度定律：E(t,t0)=E(t,0)E(t0,0)测得的总电势为E(t,30)=33.275mV(仪表读数对应的电势)。实际热电势E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=33.275+1.203=34.478mV。查K型分度表（近似）：E(830,0)≈34.475mVE(831,0)≈34.515mV所以实际温度约为830℃。(注：若需精确计算，可采用插值法，但此处答案接近830℃即可)2.解：变送器量程为0-10MPa，对应输出4-20mA。灵敏度S=(204)/10=1.6mA/MPa。输出电流I=12mA。压力值P=(I4)/S=(124)/1.6=8/1.6=5MPa。或者按比例计算：(12-4)/(20-4)=8/16=0.5，即50%量程。10MPa0.5=5MPa。或者按比例计算：(12-4)/(20-4)=8/16=0.5，即50%量程。10MPa0.5=5MPa。答：此时的压力值为5MPa。3.解：使用工程估算公式：Q(m³/h)=Cvsqrt(ΔP/SG)使用工程估算公式：Q(m³/h)=Cvsqrt(ΔP/SG)已知Cv=100，ΔP=0.5MPa，SG(水的比重)=1。Q=100sqrt(0.5/1)=1000.7071≈70.71m³/h。Q=100sqrt(0.5/1)=1000.7071≈70.71m³/h。答：该阀门此时的流量约为70.71m³/h。4.解：比例带PB=50%，则比例增益Kp=1/(PB%)=1/0.5=2。输入偏差Δe=10%。(1)比例作用输出ΔP_P=KpΔe=210%=20%。(1)比例作用输出ΔP_P=KpΔe=210%=20%。(2)积分作用输出ΔP_I=(Kp/Ti)Δet。(2)积分作用输出ΔP_I=(Kp/Ti)Δet。当t=2min=Ti时，ΔP_I=KpΔe=210%=20%。当t=2min=Ti时，ΔP_I=KpΔe=210%=20%。总输出变化量ΔP_total=ΔP_P+ΔP_I=20%+20%=40%。答：瞬间输出变化量为20%；2分钟后总输出变化量为40%。七、综合分析题1.答：(1)原因分析：在三冲量给水调节系统中，蒸汽流量信号作为前馈信号引入，其作用是当负荷变化时，提前调整给水流量，以克服虚假水位的影响，减少水位的波动。如果蒸汽流量信号本身存在大幅波动（毛刺），调节器会误认为负荷在剧烈波动，从而频