2025年熱工專工試題及答案一、填空題（每題2分，共20分）1.火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)中，DCS的核心組成包括分散處理單元（DPU）、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)接口（HMI）及工程師站。2.熱電阻溫度傳感器的三線制接法主要用于消除導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，其測(cè)量橋路通常采用恒流源供電。3.汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）的主要控制模式包括閥位控制（TVC）、轉(zhuǎn)速控制（NCS）和功率控制（MWC）。4.鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）中，“全爐膛滅火”保護(hù)的觸發(fā)條件通常為所有燃燒器火焰信號(hào)消失且燃料未切斷。5.智能壓力變送器的典型輸出信號(hào)為4-20mADC疊加HART協(xié)議數(shù)字信號(hào)，其量程比（量程遷移比）一般不低于100:1。6.熱工保護(hù)系統(tǒng)的“三取二”邏輯設(shè)計(jì)，本質(zhì)是通過冗余表決提高系統(tǒng)可靠性，同時(shí)避免單一故障誤動(dòng)。7.汽水系統(tǒng)中，差壓式水位計(jì)的補(bǔ)償方式分為壓力補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償，其中高壓汽包水位測(cè)量通常采用壓力補(bǔ)償。8.火電機(jī)組AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）投入的前提條件包括：DEH系統(tǒng)穩(wěn)定、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）功能正常、機(jī)組負(fù)荷范圍符合要求（一般不低于額定負(fù)荷的50%）。9.熱工儀表校驗(yàn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)器的精度等級(jí)應(yīng)至少比被校儀表高兩個(gè)等級(jí)，且校驗(yàn)環(huán)境溫度需滿足20±5℃（特殊儀表按說明書要求）。10.新型數(shù)字孿生技術(shù)在熱工系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、物理模型構(gòu)建和虛擬仿真驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。二、選擇題（每題3分，共30分，每題只有1個(gè)正確選項(xiàng)）1.以下哪種傳感器屬于能量控制型（無源型）傳感器？（）A.熱電偶B.熱電阻C.壓電式加速度傳感器D.光電式轉(zhuǎn)速傳感器答案：B（熱電阻需外部供電，屬于能量控制型；熱電偶為能量轉(zhuǎn)換型，直接輸出熱電勢(shì)）2.某鍋爐主蒸汽壓力測(cè)點(diǎn)顯示異常波動(dòng)，可能的原因不包括（）A.取壓管內(nèi)有冷凝水B.變送器電源電壓不穩(wěn)C.DCS通道模塊故障D.壓力開關(guān)定值設(shè)置過低答案：D（壓力開關(guān)定值影響動(dòng)作閾值，不直接導(dǎo)致模擬量信號(hào)波動(dòng)）3.汽輪機(jī)軸向位移保護(hù)的測(cè)量原理基于（）A.電渦流傳感器B.電感式傳感器C.電容式傳感器D.霍爾傳感器答案：A（電渦流傳感器可非接觸測(cè)量金屬表面位移，適用于高溫、高轉(zhuǎn)速環(huán)境）4.熱工保護(hù)系統(tǒng)中，“首出信號(hào)”的主要作用是（）A.記錄保護(hù)動(dòng)作的首個(gè)觸發(fā)原因B.優(yōu)先執(zhí)行最高優(yōu)先級(jí)的保護(hù)C.防止保護(hù)誤動(dòng)D.延長保護(hù)動(dòng)作時(shí)間答案：A（首出信號(hào)用于鎖定保護(hù)動(dòng)作的最初觸發(fā)源，便于故障追溯）5.關(guān)于熱工自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以下說法正確的是（）A.系統(tǒng)超調(diào)量越大，穩(wěn)定性越好B.衰減比為1:1時(shí)系統(tǒng)最穩(wěn)定C.穩(wěn)定的系統(tǒng)其階躍響應(yīng)最終會(huì)趨于設(shè)定值D.積分時(shí)間越小，系統(tǒng)穩(wěn)定性越高答案：C（穩(wěn)定系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)最終會(huì)收斂到設(shè)定值；超調(diào)量小、衰減比大于1:1時(shí)更穩(wěn)定；積分時(shí)間過小可能導(dǎo)致振蕩）6.某4-20mA信號(hào)經(jīng)安全柵隔離后，DCS顯示值偏低，可能的故障是（）A.安全柵輸入阻抗過高B.電纜屏蔽層單端接地C.變送器輸出負(fù)載電阻過小D.信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜平行敷設(shè)答案：A（安全柵輸入阻抗過高會(huì)分壓，導(dǎo)致DCS側(cè)接收電流減??；電纜干擾可能導(dǎo)致波動(dòng)而非持續(xù)偏低）7.鍋爐汽包水位三沖量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，“三沖量”指（）A.水位、給水流量、蒸汽流量B.水位、主汽壓力、給水壓力C.水位、燃燒率、蒸汽流量D.水位、給水泵轉(zhuǎn)速、蒸汽溫度答案：A（三沖量調(diào)節(jié)以水位為主信號(hào)，給水流量和蒸汽流量為前饋信號(hào)）8.以下關(guān)于熱工儀表校驗(yàn)周期的說法，錯(cuò)誤的是（）A.新安裝儀表投運(yùn)前需全量程校驗(yàn)B.重要保護(hù)儀表校驗(yàn)周期不超過3個(gè)月C.現(xiàn)場使用的標(biāo)準(zhǔn)器需每半年送檢D.長期穩(wěn)定運(yùn)行的儀表可適當(dāng)延長校驗(yàn)周期，但需經(jīng)技術(shù)論證答案：B（重要保護(hù)儀表校驗(yàn)周期通常不超過6個(gè)月，3個(gè)月為部分高風(fēng)險(xiǎn)場景的特殊要求）9.數(shù)字式溫度巡檢儀的“掃描速率”主要影響（）A.測(cè)量精度B.通道切換時(shí)間C.抗干擾能力D.顯示分辨率答案：B（掃描速率決定巡檢儀完成所有通道測(cè)量的時(shí)間，速率越高，切換越快）10.新型智能執(zhí)行器的“自診斷”功能不包括（）A.電機(jī)繞組溫度監(jiān)測(cè)B.閥門行程誤差報(bào)警C.控制信號(hào)斷線檢測(cè)D.環(huán)境濕度超限提示答案：D（自診斷主要針對(duì)執(zhí)行器本體狀態(tài)，環(huán)境濕度屬于外部條件，通常不納入設(shè)備自診斷）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述熱工保護(hù)系統(tǒng)“拒動(dòng)”和“誤動(dòng)”的危害，并說明防止措施。答：拒動(dòng)指保護(hù)應(yīng)動(dòng)作而未動(dòng)作，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至機(jī)組事故（如鍋爐超壓爆炸）；誤動(dòng)指保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作而動(dòng)作，可能引起非計(jì)劃停機(jī)，降低經(jīng)濟(jì)性。防止措施包括：①采用冗余設(shè)計(jì)（如三取二邏輯）；②定期校驗(yàn)保護(hù)傳感器、邏輯模塊；③設(shè)置保護(hù)投退硬/軟壓板，避免誤操作；④優(yōu)化保護(hù)定值，避免因干擾信號(hào)觸發(fā)；⑤關(guān)鍵保護(hù)信號(hào)增加濾波或延時(shí)判斷。2.說明差壓式流量計(jì)的工作原理及影響測(cè)量精度的主要因素。答：原理：基于伯努利方程，流體流經(jīng)節(jié)流件（如孔板）時(shí)流速增加、靜壓差增大，通過測(cè)量節(jié)流件前后的差壓，結(jié)合流體密度、節(jié)流件尺寸等參數(shù)計(jì)算流量。影響因素：①節(jié)流件安裝偏差（如中心偏移、墊片突出）；②流體實(shí)際密度與設(shè)計(jì)值偏差（未補(bǔ)償溫度/壓力）；③差壓變送器零點(diǎn)漂移或量程設(shè)置錯(cuò)誤；④取壓管堵塞或內(nèi)有氣泡/積液；⑤流體雷諾數(shù)低于臨界值（導(dǎo)致流出系數(shù)變化）。3.分析DEH系統(tǒng)“調(diào)門擺動(dòng)”的可能原因及處理方法。答：可能原因：①伺服閥（電液轉(zhuǎn)換器）卡澀或零偏過大；②LVDT（位移傳感器）信號(hào)干擾或線性度超差；③油動(dòng)機(jī)反饋回路故障（如接線松動(dòng)）；④DEH控制器輸出指令波動(dòng)（PID參數(shù)設(shè)置不當(dāng)）；⑤液壓系統(tǒng)壓力波動(dòng)（濾網(wǎng)堵塞、油泵故障）。處理方法：①清洗或更換伺服閥；②檢查LVDT接線及絕緣，重新校驗(yàn)線性度；③緊固反饋回路接線，測(cè)試反饋信號(hào)穩(wěn)定性；④優(yōu)化PID參數(shù)（增大比例度、減小積分時(shí)間）；⑤清理液壓油濾網(wǎng)，檢查油泵出口壓力。4.簡述火電機(jī)組參與深度調(diào)峰時(shí)，熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)需重點(diǎn)關(guān)注的問題。答：①低負(fù)荷下主汽溫度/壓力控制難度增大，需優(yōu)化減溫水調(diào)節(jié)邏輯（如增加前饋補(bǔ)償）；②燃燒穩(wěn)定性下降，F(xiàn)SSS需提高火焰檢測(cè)靈敏度，避免誤判滅火；③汽水系統(tǒng)參數(shù)波動(dòng)加劇，水位三沖量調(diào)節(jié)需增強(qiáng)抗干擾能力（如引入給水泵轉(zhuǎn)速前饋）；④脫硝、脫硫系統(tǒng)入口參數(shù)變化大，需調(diào)整噴氨/石灰石漿液調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度；⑤輔機(jī)（如引風(fēng)機(jī)、給水泵）處于低出力區(qū)，需防止喘振，完善輔機(jī)保護(hù)邏輯（如增加流量低低跳泵）。5.對(duì)比傳統(tǒng)DCS與新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在熱工系統(tǒng)中的應(yīng)用差異。答：①架構(gòu)差異：傳統(tǒng)DCS為集中式分層架構(gòu)（控制層、操作層、管理層），工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基于云邊協(xié)同（邊緣計(jì)算+云端大數(shù)據(jù)）；②數(shù)據(jù)處理：DCS側(cè)重實(shí)時(shí)控制（毫秒級(jí)響應(yīng)），工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持歷史數(shù)據(jù)挖掘（秒級(jí)至分鐘級(jí)）；③功能擴(kuò)展：DCS功能固化（依賴廠家定制），工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可通過APP擴(kuò)展（如數(shù)字孿生、預(yù)測(cè)性維護(hù)）；④交互方式：DCS人機(jī)界面為專用操作站，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持移動(dòng)端、Web端多終端訪問；⑤安全性：DCS采用物理隔離，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全（如加密傳輸、訪問認(rèn)證）。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某K型熱電偶測(cè)量爐溫，冷端溫度為30℃，測(cè)得熱電勢(shì)為33.29mV。已知K型熱電偶分度表中，30℃對(duì)應(yīng)熱電勢(shì)為1.203mV，1000℃對(duì)應(yīng)40.096mV，900℃對(duì)應(yīng)37.326mV，800℃對(duì)應(yīng)33.275mV。計(jì)算實(shí)際爐溫（保留1位小數(shù)）。解：根據(jù)中間溫度定律，熱電勢(shì)E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=33.29mV+1.203mV=34.493mV。查分度表：800℃時(shí)E=33.275mV，900℃時(shí)E=37.326mV，目標(biāo)值34.493mV位于800-900℃之間。溫度差=34.493-33.275=1.218mV，每mV對(duì)應(yīng)的溫度=100℃/(37.326-33.275)=100/4.051≈24.69℃/mV。實(shí)際溫度=800+1.218×24.69≈800+30.1≈830.1℃。2.某PID控制器用于主汽壓力調(diào)節(jié)，已知比例帶δ=50%，積分時(shí)間Ti=2min，微分時(shí)間Td=0.5min。若當(dāng)前測(cè)量值比設(shè)定值低0.5MPa（量程為0-25MPa），計(jì)算控制器的輸出變化量（假設(shè)初始輸出為50%）。解：比例作用輸出變化ΔP=-(1/δ)×(偏差/量程)×100%=-(1/0.5)×(0.5/25)×100%=-4%；積分作用輸出變化ΔI=(1/(δ×Ti))×(偏差/量程)×Δt×100%（假設(shè)Δt=1min）=(1/(0.5×2))×(0.5/25)×1×100%=2%；微分作用輸出變化ΔD=-(δ×Td)×(偏差變化率/量程)×100%（假設(shè)偏差變化率為0.5MPa/min）=-(0.5×0.5)×(0.5/25)×100%=-0.5%；總輸出變化=ΔP+ΔI+ΔD=-4%+2%-0.5%=-2.5%；最終輸出=50%+(-2.5%)=47.5%。五、案例分析題（20分）某300MW機(jī)組正常運(yùn)行中，鍋爐MFT（主燃料跳閘）保護(hù)動(dòng)作，DCS顯示首出信號(hào)為“爐膛壓力低低”（三取二邏輯觸發(fā)）。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：①爐膛壓力測(cè)點(diǎn)A顯示-2500Pa（量程-3000~+3000Pa），測(cè)點(diǎn)B顯示-800Pa，測(cè)點(diǎn)C顯示-750Pa；②引風(fēng)機(jī)靜葉開度由45%突增至60%，電流由180A升至210A；③DCS歷史曲線顯示，動(dòng)作前5秒爐膛壓力測(cè)點(diǎn)A信號(hào)由-800Pa跳變至-2500Pa，測(cè)點(diǎn)B、C無明顯波動(dòng)。問題：1.分析MFT動(dòng)作的直接原因及可能的故障點(diǎn)；2.提出故障排查的具體步驟；3.制定預(yù)防此類事件的措施。答案：1.直接原因：測(cè)點(diǎn)A信號(hào)異常低導(dǎo)致“三取二”邏輯觸發(fā)（測(cè)點(diǎn)A<-2000Pa，測(cè)點(diǎn)B、C>-2000Pa，正常應(yīng)不觸發(fā)，但實(shí)際可能因邏輯設(shè)置或信號(hào)干擾導(dǎo)致誤判）。可能故障點(diǎn)：①測(cè)點(diǎn)A的壓力變送器故障（如膜盒損壞、電路短路）；②測(cè)點(diǎn)A取壓管堵塞（如積灰導(dǎo)致負(fù)壓被放大）；③測(cè)點(diǎn)A信號(hào)電纜接地不良（引入干擾信號(hào)）；④DCS通道模塊故障（A通道AD轉(zhuǎn)換異常）；⑤引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)邏輯異常（靜葉突開導(dǎo)致爐膛抽力過大）。2.排查步驟：①校驗(yàn)測(cè)點(diǎn)A變送器（通入-2000Pa標(biāo)準(zhǔn)壓力，檢查輸出是否4-20mA對(duì)應(yīng)）；②檢查取壓管（拆卸后用壓縮空氣吹掃，確認(rèn)無堵塞）；③測(cè)試信號(hào)電纜絕緣（用兆歐表測(cè)量芯線與屏蔽層電阻，應(yīng)≥100MΩ）；④更換DCS通道模塊（用備用通道測(cè)試測(cè)點(diǎn)A信號(hào)，觀察是否恢復(fù)正常）；⑤核查引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)邏輯（檢查靜葉開度指令與實(shí)際反饋是否一致，是否存在階躍擾動(dòng)）；⑥調(diào)取DCS事件記錄（確認(rèn)MFT邏