火电厂热工考试火电厂热工考试考试答案

火电厂热工考试火电厂热工考试考试答案一、选择题（每题2分，共20分）1.热工测量中，压力的法定计量单位是（）。A.mmHgB.barC.PaD.atm答案：C。解析：在国际单位制中，压力的法定计量单位是帕斯卡（Pa）。mmHg（毫米汞柱）、bar（巴）、atm（标准大气压）都不是法定计量单位。2.热电偶测量温度时，其产生的热电势与（）有关。A.热电偶两端温度B.热电偶热端温度C.热电偶冷端温度D.热电偶材料和两端温度答案：D。解析：热电偶产生的热电势大小取决于热电偶的材料以及热端和冷端的温度差。不同材料的热电偶其热电特性不同，同时热端和冷端的温度差值决定了热电势的大小。3.下列哪种仪表不属于流量测量仪表（）。A.孔板流量计B.差压变送器C.涡轮流量计D.电磁流量计答案：B。解析：差压变送器是一种将压力差转换为标准电信号输出的仪表，它本身并不直接测量流量。孔板流量计、涡轮流量计、电磁流量计都是常见的流量测量仪表。孔板流量计利用流体流经孔板时产生的差压来测量流量；涡轮流量计通过测量涡轮的转速来确定流量；电磁流量计基于电磁感应原理测量导电液体的流量。4.热电阻温度计是基于（）原理来测量温度的。A.热电效应B.热阻效应C.热辐射效应D.热膨胀效应答案：B。解析：热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性（即热阻效应）来测量温度的。热电效应是热电偶的工作原理；热辐射效应常用于辐射温度计；热膨胀效应常用于膨胀式温度计，如玻璃管液体温度计。5.分散控制系统（DCS）的基本结构不包括（）。A.现场控制站B.操作员站C.工程师站D.接触器答案：D。解析：分散控制系统（DCS）基本结构包括现场控制站、操作员站、工程师站等。现场控制站负责对现场设备进行数据采集和控制；操作员站供操作人员进行监控和操作；工程师站用于系统的组态、编程和维护。接触器是一种用于控制电路通断的电器元件，不属于DCS的基本结构。6.自动调节系统中，比例调节器的输出与（）成比例关系。A.输入偏差的积分B.输入偏差的微分C.输入偏差D.输入偏差的平方答案：C。解析：比例调节器的输出信号与输入偏差信号成比例关系，其输出表达式为u=e，其中u是输出，是比例系数，e7.下列哪种执行器可用于调节流量（）。A.电磁阀B.电动执行器C.继电器D.熔断器答案：B。解析：电动执行器可以根据控制信号精确地调节阀门的开度，从而实现对流量的调节。电磁阀通常用于开关控制，只能实现流体的通断；继电器主要用于控制电路的通断，不能直接调节流量；熔断器是一种保护电器，用于在电路过载或短路时切断电路，与流量调节无关。8.热工保护装置的“三取二”逻辑是指（）。A.三个信号中有两个信号满足条件时，保护动作B.三个信号都满足条件时，保护动作C.三个信号中有一个信号满足条件时，保护动作D.三个信号的平均值满足条件时，保护动作答案：A。解析：“三取二”逻辑是热工保护中常用的一种逻辑判断方式，当三个输入信号中有两个及以上信号满足设定条件时，保护装置就会动作，这样可以提高保护的可靠性，避免单个信号误动作导致保护误触发。9.测量汽包水位时，平衡容器的作用是（）。A.产生恒定的差压B.消除温度影响C.提高测量精度D.以上都是答案：D。解析：平衡容器在测量汽包水位时，能够产生一个相对恒定的差压，该差压与汽包水位有一定的对应关系。同时，它可以在一定程度上消除温度对测量的影响，因为温度变化会影响介质的密度等参数，进而影响水位测量的准确性。通过产生恒定差压和消除温度影响，最终提高了汽包水位测量的精度。10.热工控制系统中，反馈环节的作用是（）。A.增强系统的稳定性B.提高系统的响应速度C.减小系统的误差D.以上都是答案：D。解析：反馈环节是热工控制系统中的重要组成部分。通过将系统的输出信号反馈到输入端与给定值进行比较，形成偏差信号，控制器根据偏差信号进行调节。反馈可以增强系统的稳定性，使系统在受到干扰时能够自动调整回到稳定状态；可以提高系统的响应速度，使系统更快地跟踪给定值的变化；还可以减小系统的误差，使系统的输出更接近给定值。二、填空题（每题2分，共20分）1.热工测量仪表的基本组成部分包括感受件、中间件和______。答案：显示件。解析：感受件直接与被测对象接触，感受被测参数的变化；中间件将感受件输出的信号进行转换、传输和处理；显示件则将处理后的信号以直观的形式显示出来，供操作人员读取和记录。2.热电偶冷端温度补偿的方法有冰点法、______和补偿电桥法等。答案：计算修正法。解析：冰点法是将热电偶冷端置于冰点（0℃）环境中；计算修正法是根据热电偶的热电特性和冷端实际温度，通过计算对测量结果进行修正；补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度变化引起的热电势变化。3.热电阻常用的材料有______和铜。答案：铂。解析：铂和铜是热电阻常用的材料。铂具有稳定性好、精度高、测温范围宽等优点，常用于高精度的温度测量；铜的电阻温度系数较大，价格相对较低，但测温范围较窄，常用于一些对精度要求不太高的场合。4.自动调节系统按给定值的形式可分为定值调节系统、______和程序调节系统。答案：随动调节系统。解析：定值调节系统的给定值是固定不变的，系统的任务是使被控参数保持在给定值附近；随动调节系统的给定值是随时间或其他因素不断变化的，系统要使被控参数跟随给定值的变化；程序调节系统的给定值是按照预先设定的程序变化的。5.分散控制系统（DCS）的通信网络一般采用______拓扑结构。答案：环形或总线型。解析：环形和总线型拓扑结构是DCS通信网络常用的结构形式。环形拓扑结构具有可靠性高、传输速率快等优点；总线型拓扑结构具有结构简单、易于扩展等优点，它们都能满足DCS系统中各设备之间的数据通信需求。6.执行器按其能源形式可分为电动执行器、______和液动执行器。答案：气动执行器。解析：电动执行器以电能为动力源；气动执行器以压缩空气为动力源；液动执行器以液体压力为动力源。三种执行器各有特点，在不同的应用场合发挥作用。7.热工保护系统的动作值和______是保护系统的重要参数。答案：返回值。解析：动作值是指当被保护参数达到该值时，保护装置开始动作；返回值是指保护装置动作后，当被保护参数恢复到该值时，保护装置恢复到正常状态。动作值和返回值的合理设置对于保护系统的可靠运行至关重要。8.测量蒸汽流量时，需要对流量进行______和压力补偿。答案：温度。解析：蒸汽的密度会随温度和压力的变化而变化，而流量测量通常是基于一定的介质密度进行的。因此，为了准确测量蒸汽流量，需要对测量结果进行温度和压力补偿，以消除温度和压力变化对流量测量的影响。9.自动调节系统的过渡过程品质指标主要有最大偏差、______、衰减比、振荡周期和过渡时间等。答案：超调量。解析：最大偏差是指过渡过程中被控参数偏离给定值的最大差值；超调量是指过渡过程中被控参数超过稳态值的最大偏差与稳态值之比；衰减比是衡量过渡过程衰减程度的指标；振荡周期是指过渡过程中相邻两个波峰（或波谷）之间的时间间隔；过渡时间是指从干扰发生到被控参数进入并一直保持在稳态值附近的允许误差范围内所需要的时间。10.热工控制系统中，控制器的基本控制规律有比例控制、______、微分控制和它们的组合。答案：积分控制。解析：比例控制、积分控制和微分控制是控制器的基本控制规律。比例控制能快速响应偏差，但存在余差；积分控制可以消除余差，但响应速度较慢；微分控制能提前预测偏差的变化趋势，提高系统的响应速度和稳定性。实际应用中，常将这三种控制规律组合使用，如比例积分（PI）控制、比例微分（PD）控制、比例积分微分（PID）控制。三、判断题（每题2分，共20分）1.热工测量中，测量误差是不可避免的。（）答案：正确。解析：在热工测量过程中，由于测量仪器的精度限制、测量环境的影响、测量方法的不完善以及操作人员的误差等多种因素，测量误差是不可避免的。我们只能通过选择合适的测量仪器、优化测量方法、改善测量环境等措施来减小测量误差。2.热电偶的热电势与热电偶的长度有关。（）答案：错误。解析：热电偶的热电势只与热电偶的材料以及热端和冷端的温度有关，与热电偶的长度无关。只要材料和两端温度确定，热电势就是固定的。3.差压式流量计测量流量时，差压与流量成正比。（）答案：错误。解析：差压式流量计（如孔板流量计）测量流量时，流量与差压的平方根成正比，而不是与差压成正比。其流量计算公式为=K，其中是流量，K是仪表系数，Δp4.分散控制系统（DCS）可以实现集中管理和分散控制。（）答案：正确。解析：DCS的特点就是集中管理和分散控制。它通过现场控制站将控制功能分散到各个现场设备附近，实现对现场设备的分散控制；同时通过操作员站和工程师站等实现对整个系统的集中管理和监控，提高了系统的可靠性和灵活性。5.比例积分微分（PID）调节器中，积分作用可以消除系统的余差。（）答案：正确。解析：在PID调节器中，积分作用是对输入偏差进行积分运算，只要存在偏差，积分作用就会不断累积，使输出不断变化，直到偏差消除，从而可以消除系统的余差。6.热工保护装置动作后，不需要进行复位操作即可再次投入运行。（）答案：错误。解析：热工保护装置动作后，通常需要进行复位操作才能再次投入运行。这是为了确保在故障排除后，保护装置能够正常工作，避免误动作或重复动作。7.测量液位时，双室平衡容器比单室平衡容器更能适应工况变化。（）答案：正确。解析：双室平衡容器在结构上比单室平衡容器更复杂，它能够更好地适应汽包压力、温度等工况的变化，在不同工况下产生更稳定的差压，从而提高液位测量的准确性和可靠性。8.自动调节系统的稳定性是指系统在受到干扰后，能够恢复到原来的平衡状态。（）答案：正确。解析：稳定性是自动调节系统的重要性能指标之一。当系统受到干扰时，输出会偏离原来的平衡状态，一个稳定的系统应该能够通过自身的调节作用，使输出逐渐恢复到原来的平衡状态或新的平衡状态。9.电动执行器的输出位移与输入信号成线性关系。（）答案：错误。解析：电动执行器的输出位移与输入信号之间不一定成严格的线性关系。虽然在理想情况下，希望电动执行器具有线性特性，但实际上由于机械结构、摩擦力、电机特性等因素的影响，其输出位移与输入信号之间可能存在一定的非线性。10.热工控制系统中，反馈信号的极性必须正确，否则会导致系统不稳定。（）答案：正确。解析：在热工控制系统中，反馈信号的极性决定了系统是正反馈还是负反馈。负反馈可以使系统稳定，它能够根据输出与给定值的偏差进行调节，使输出趋近于给定值；而正反馈会使系统的偏差不断增大，导致系统不稳定，甚至出现振荡或失控现象。四、简答题（每题10分，共20分）1.简述热电偶的工作原理和使用注意事项。工作原理：热电偶是基于热电效应工作的。两种不同材料的导体或半导体A和B组成一个闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中就会产生热电势。热电势由接触电势和温差电势组成。接触电势是由于两种不同材料的电子密度不同，在接触处电子扩散形成的电势差；温差电势是由于同一导体两端温度不同，电子热运动的速度不同，高温端的电子向低温端扩散，从而在导体两端形成的电势差。总的热电势的大小取决于热电偶的材料和两端的温度差。使用注意事项：（1）热电偶的选型要根据测量温度范围、精度要求、环境条件等因素进行选择，不同类型的热电偶适用于不同的温度范围和工况。（2）热电偶的安装位置要合理，应尽量避免安装在有强磁场、强电场、振动较大的地方，同时要保证热电偶与被测对象充分接触，以准确测量温度。（3）热电偶的冷端温度补偿很重要，因为热电偶的热电势与冷端温度有关，为了得到准确的测量结果，需要对冷端温度进行补偿，常用的方法有冰点法、计算修正法、补偿电桥法等。（4）热电偶的连接要正确，要注意正负极性，避免接反导致测量结果错误。同时，连接导线要选用合适的补偿导线，补偿导线的材质和热电特性应与热电偶匹配，以减小测量误差。（5）定期对热电偶进行校验和维护，检查热电偶的外观是否损坏、绝缘是否良好等，确保其测量精度和可靠性。2.简述自动调节系统的组成和各部分的作用。自动调节系统主要由以下几个部分组成：（1）给定值元件：其作用是给出与期望的被控参数相对应的设定值信号。例如，在温度调节系统中，给定值元件可以设定需要保持的温度值。（2）测量元件：用于测量被控参数的实际值。它将被控参数的物理量转换为便于处理的电信号或其他信号形式。如热电偶用于测量温度，压力传感器用于测量压力等。（3）比较元件：将测量元件测得的实际值与给定值元件给出的设定值进行比较，得出偏差信号。偏差信号反映了被控参数的实际值与期望目标之间的差异。（4）控制器：根据比较元件输出的偏差信号，按照一定的控制规律（如比例、积分、微分控制规律）进行运算，输出控制信号。控制器的作用是对偏差进行处理，以产生合适的控制作用来消除偏差。（5）执行器：接收控制器输出的控制信号，并将其转换为相应的机械动作或其他形式的控制动作，从而改变调节机构的开度或其他调节参数，对被控对象进行调节。例如，电动执行器可以根据控制信号调节阀门的开度，改变流体的流量。（6）被控对象：是被调节的对象，如锅炉、热交换器等。被控对象的输出就是需要调节和控制的参数，如温度、压力、液位等。五、论述题（20分）论述热工保护系统在火电厂中的重要性及设计原则。热工保护系统在火电厂中具有极其重要的地位，主要体现在以下几个方面：（1）保障设备安全：火电厂中的各种设备，如锅炉、汽轮机、发电机等，在高温、高压、高速等恶劣条件下运行。热工保护系统可以实时监测设备的运行参数，当参数超过安全允许范围时，迅速采取保护动作，如紧急停机、切断燃料供应等，防止设备因过载、超温、超压等情况而损坏，延长设备的使用寿命。（2）确保人身安全：火电厂的运行涉及到高温、高压、电气等危险因素，如果设备发生故障或事故，可能会对现场工作人员的生命安全造成威胁。热工保护系统的及时动作可以避免事故的扩大，减少人员伤亡的风险。（3）保证机组稳定运行：热工保护系统可以及时发现和处理机组运行中的异常情况，避免小故障发展成大事故，保证机组的连续稳定运行，提高发电效率，减少因停机造成的经济