热工保护与顺序控制的基础知识.

程序控制与热工保护程序控制的主要作用是根据预先规定的顺序和条件，使生产过程中的设备自动依次进行一系列操作，也被称为顺序控制和开关控制，是一种开关量控制技术。

热工保护的作用是当机组在启动和运行过程中发生了危急设备安全的危险工况时，使其能自动采取保护或联锁措施，防止事故扩大，从而保证机组设备的安全。

联锁是一种处理事故的控制方式，是属于保护范畴的控制功能，因此热工保护系统有时也叫连锁保护系统，它也是处理热力过程中开关量信号的控制技术。

第一节名词解释1．操作条件：转换条件之一为第一步活动之前所应具备的各种先决条件，当操作条件满足，就允许施控系统发出操作命令。

2．联锁条件：在被控对象的控制电路中可以接入联锁条件，它是使被控对象进行操作的条件，当联锁出现时，应立即操作被控对象。

3．闭锁条件：在被控对象的控制电路中也可以接入闭锁条件，它是不允许被控对象进行操作的条件，当闭锁条件存在时，禁止操作被控对象。

4．联动控制：它根据被控对象之间的简单逻辑关系，利用联锁条件和闭锁条件将被控对象的控制电路按要求互相联系在一起，以形成特定的逻辑关系，从而实现自动操作。

第二节设备一个完整的程序控制系统是将测量得到的开关量信号或将模拟量信号转换来的开关量信号输入到施控系统，施控系统按照生产过程操作规律所规定的逻辑关系，对这些信号进行综合与判断，然后输出开关量信号控制被控系统工作，完成生产过程所要求的控制操作。

一、开关量发送器开关量发送器主要有：行程开关、压力开关、差压开关、液位开关、温度开关等。

1、微动开关微动开关是利用微小的位移量完成开关触点的切换的，这种开关在行程开关中经常使用。

其工作原理示意图如下：微动开关就是靠加力片和弹簧片之间力的转换来完成位移量转换的，它与凸轮、杠杆等传动机构配合就能组成各种不同的开关。

2、行程开关行程开关采用直接接触的方法测量机械运动部件的极限位置，获得行程信息，并发出开关量信号。

一般的行程开关它有动静两个触点，动触点安装在机械的活动部件上，静触点安装在机械的不动件上。

自动控制系统的功能热工自动控制系统的功能：在锅炉点火、汽轮机冲转直至机组正常运行及事故处理的全过程中进行数据采集、参数自动调节、局部系统或辅机的顺序控制、联锁及保护等。

一个完整的自动控制系统包括几个子系统：计算机监控系统CMS（数据采集系统DAS）；模拟量控制系统MCS（机组协调控制系统）；锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）；汽轮机控制系统TCS（数字电液调节系统DEH）；旁路控制系统BPC；顺序控制系统SCS；报警系统ANN和其它一些辅助控制系统。

计算机监控系统能对数百个、甚至上千个运行过程参数进行高速实时采样，具有屏幕显示、越限报警、制表打印、操作指导、经济性能分析、事故追忆、历史数据记忆和事故分析等功能。

模拟量控制系统的功能是协调锅炉和汽机在自动控制状态下的工作，给锅炉和汽机调节系统发出指令，以适应机组调频调峰的需要。

控制系统可接受自动负荷分配指令信号、手动给定指令信号和功率、频差信号，自动调节锅炉燃料量、空气量、给水量等，使锅炉主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、炉膛负压及汽包水位等被调量维持在规定值。

炉膛安全监控系统的功能是在锅炉运行的各个阶段（包括启动和停炉过程）提供一套安全联锁及顺序控制，防止炉膛爆炸事故的发生。

对燃烧设备、冷却风、密封风以及炉水循环泵等系统提供顺序控制和联锁保护，当设备有危险时发出主燃料跳闸指令，切断所有燃料及有关设备，并提供首次跳闸原因，便于故障分析和处理。

汽轮机控制系统的功能是对汽轮机在各种运行工况下进行监视和控制。

它作为汽轮机的唯一控制手段，用来对汽轮机组进行启动，对并网、带负荷过程中的转速和负荷控制，并具有阀门管理、监视保护功能，当配有汽轮机监视仪表时，还可监视汽轮机的机械参数。

旁路系统的主要功能是改善机组冷、热、温态的启动特性，能自动满足机组滑参数启动的要求；当电网故障时，能快速（2～3s内）开启旁路阀，使锅炉维持最低负荷下稳定运行，达到停机不停炉的目的，从而使损失减到最小。

第五章火电机组顺序控制与热工保护第一节火电机组顺序控制系统一、火电机组顺序控制系统的功能和控制方式（一）火电机组顺序控制的功能顺序控制（Sequence Control）是指将生产过程中的工况和被控设备的状态，按照预先拟定的规则，自动地依次进行一系列操作，以实现设备和系统的工作目的。

顺序控制仅与设备的启、停、开、关有关。

在顺序控制系统中，检测、运算和控制所用的信息全部是“有”“无”，或“开”“关”这两种状态表示。

这种具有两种状态的信息称之为开关量信息，因此顺序控制属于开关量控制范畴。

顺序控制系统（简称SCS）在大型火电单元机组中的主要功能是对机组热力系统及其辅机设备的启、停和开、关进行自动控制。

顺序控制技术在火电厂应用的长期发展过程中逐渐形成了按工艺流程划分顺控范围、按功能分级设计顺控系统的原则。

将同锅炉、汽轮机和发电机密切相关的所有辅机、阀门、挡板等设备的顺控称为火电厂顺序控制系统，它相当于把热力系统和辅机运行规程用顺序控制系统来实现。

主要包括燃烧器管理系统（BMS）、锅炉顺序控制系统（BSCS）、汽轮机顺序控制系统（TSCS）和公用顺序控制系统；将相对独立的全厂辅助系统（车间）的控制对象，按相对完整的工艺流程划出各顺控系统，称为电厂辅助系统顺控，主要包括化学水处理系统、输煤系统、锅炉定期排污、锅炉吹灰、凝汽器胶球清洗、锅炉除灰等顺控系统。

随着机组容量的增大和参数的提高，辅机数量和热力系统的复杂程度大大增加，一台600MW机组约有辅机、电动/气动门、电动/气动执行器300余台套，而机组的顺序控制系统有2000~3000多个输入信号、1000多个输出信号、800多个操作项目。

对如此众多而且相互间具有复杂联系的热力系统和辅机设备，仅靠运行人员进行手工操作是难以胜任的，必须采用安全可靠的自动控制装置，对热力系统和辅机实现顺序控制。

采用顺控后，运行人员只需启动一个或几个操作按钮，就能完成一个热力系统或辅助设备甚至整个机组的启、停任务，不仅能减轻了运行人员的劳动强度，更为重要的是在顺序控制系统设计中，各个设备的动作都设置了严密的安全连锁条件，无论自动顺序操作，还是单台设备手动只要设备动作条件不满足，设备将被闭锁，从而避免了操作人员的误操作，保证了设备的安全。

1.“三取二”信号法的好处？表达方式？单个检测元件的误动作率p或拒动作率q很小时，可有效减小误动作率和拒动作率。

逻辑表达式：2.中英文简称计算机监视系统【CMS】数据采集系统【DAS】模拟量控制系统【MCS】机组协调控制系统【CCS】锅炉炉膛安全监控系统【FSSS】燃烧器管理系统【BMS】汽轮机控制系统【TCS 】汽轮机数字电液调节系统【DEH】汽轮机安全监视仪表【TSI 】旁路控制系统【BPS 】顺序控制系统【SCS或SEQ】汽轮机紧急跳闸系统【ETS】报警系统【ANN】3.避免轴弯曲的有效方法（1）正确投入盘车（2）当取闷缸措施4.什么是差胀？汽轮机从前段到后段，差胀的变化特点①转子和汽缸之间的相对膨胀值差值，也可以说是主轴相对于汽缸某一点的膨胀差值。

②从前段到后段，差胀越来越大5.电涡流传感器测量系统的构成6.汽轮机转速的测量方法磁阻测速、磁敏测速、电涡流测速、霍尔转速传感器7.双探头测轴震时，两个传感器在安装时要注意什么在测轴的绝对振动时，应尽可能把绝对振动传感器放在同一个平面，或尽可能靠在一起。

为了提高测量精度，应尽可能减少轴的偏心度，椭圆度，轴颈上的缺口，刻痕等等因素。

8.大型单元机组对所发生的带有全局性影响的事故的保护方式辅机故障减负荷（RB）、机组快速甩负荷（FCB）、主燃料跳闸（MFT）9.暖炉油泄露试验为了防止轻油泄露（包括漏入炉膛），通过油系统泄露试验对油母管快关阀，回油阀、油母管，各层各油角阀所做的密闭性试验。

操作人员可根据实际情况，在OIS上旁路油系统泄露试验，但是在油系统管路维修、初次投运或较长时间未投运油系统时，油泄露试验不得旁路。

选择油泄露实验旁路时，OIS画面将警告提示。

10.电磁式继电器（1）电流继电器（2）电压继电器（3）中间继电器（4）时间继电器11.接触器的特点特点：触点接触良好，接触压力足够大，触点通断速度快，并具有灭弧装置。

12.阀门的操作转矩特点在开启（或关闭）阀门的初始（或终了）一瞬间出现最大转矩，而在整个开启（或关闭）阀门的过程中转矩是不大的。

第五章：热工程序控制及保护第一节程序控制基本原理1.什么是程序控制？答：程序控制也称为顺序控制或开关控制，是按照一定的顺序、条件和时间的要求，对局部工艺系统中的若干相关设备执行自动操作的一门控制技术，是一种开关量信号控制技术。

2.程序控制的主要作用是什么？答：根据预先规定的顺序和条件，使生产工艺过程中的设备自动地依次进行一系列操作。

3.什么是程序步？答：对于一个过程循环，可以将其分解成若干个清晰的连续的阶段，称为“步”，步和步之间由“转换”分隔。

当两步之间的转换条件得到满足时，转换得以实现，即上一步的活动结束而下一步的活动开始。

在一个过程循环中，步可以是动作的开始、持续或结束。

4.什么是联动控制？答：联动控制也称为联锁操作或简单程控，它根据被控对象之间的简单逻辑关系，利用联锁条件和闭锁条件将被控对象的控制电路按要求互相联系在一起，以形成某特定的逻辑关系。

从而实现自动操作。

联动控制适用于控制范围小、操作项目少、操作步少的被控对象。

5.什么是程序控制的功能组？答：火电厂的热力生产过程很复杂，在进行程序控制时，必须按局部功能将其划分为若干局部可控系统，每个系统中包括组合在一起的若干关系密切的操作项目，称为程序控制的功能组。

6.程序控制系统必须具备的最基本的功能是什么？答：程序控制系统必须具备的最基本的功能是：（1）按程序执行所规定的操作项目和操作量；（2）在上步程序完成后，在规定条件下，能按次序有规律地进行程序步的转换。

7.程序控制分类有哪些？答：程序控制可从以下方面进行分类：（1）按系统构成方式分类；（2）按程序步转换方式分类；（3）按逻辑控制原理分类；（4）按程序可变性分类；（5）按使用逻辑器件分类。

8.程序控制按系统构成方式分类有哪些？答：有下列几类：（1）开环工作方式：在程序控制系统工作的过程中，施控系统发出操作命令以后，不需要把被控对象执行后的回报信号反馈给施控系绕，施控系统仍能自动使程序进行下去，这是开环工作方式。

1、什么是两线制?两线制有什么优点?两线制是指现场变送器与控制室仪表的连接仅有两根导线，这两根线既是电源线又是信号线。

与四线制相比，它的优点是：①可节省大量电缆和安装费；②有利于安全防爆。

2、盘内接线的技术要求有哪些?盘内配线的基本技术要求为：按图施工、接线正确；连接牢固、接触良好；绝缘和导线没有受损伤；配线整齐、清晰、美观。

3、阀位变送器的作用是什么?阀位变送器的作用是将气动执行机构输出轴的转角(0～90°)线性地转换成4～20mADC信号，用以指示阀位，并实现系统的位置反馈。

因此，阀位变送器应具有足够的线性度和线性范围，才能使执行机构输出轴紧跟调节器的输出信号运转。

4、什么叫智能变送器?它有什么特点?智能变送器是一种带微处理器的变送器。

与传统的变送器比较，它有如下主要特点： (1)精确度高，一般为±0.1%～±0.05%。

(2)有软件信号处理功能，线性度好。

(3)有温度、压力补偿功能。

(4)量程调节范围大。

(5)可远距离传输、调整范围、诊断及通信。

(6)可靠性高，维护量小。

5、气动调节仪表有哪几部分组成?气动调节仪表主要由气动变送器、气动调节器、气动显示仪表和气动执行机构组成。

6、电力安全规程中“两票三制”指的是什么?“两票”是指：①操作票；②工作票。

“三制”是指：①设备定期巡回检测制；②交接班制；③冗余设备定期切换制。

7、PID自动调节器有哪些整定参数?有比例带、积分时间、微分时间三个整定参数。

8、什么是RC电路的时间常数?它的大小对电路的响应有什么影响?RC电路的时间常数为R与C的乘积。

时间常数越大，响应就越慢，反之则越快。

9、热工报警信号按严重程度一般可分为哪三类?一般报警信号、严重报警信号、机组跳闸信号10、如何降低热工信号系统和热工保护系统的误动作率?(1)合理使用闭锁条件，使信号检测回路具有逻辑判断能力。

(2)采用多重化的热工信号摄取方法，可减少检测回路自身的误动作率。

一、基础知识部分1、什么是测量？答：测量就是将已知的标准量和未知的被测物理量进行比较的过程。

2、测量如何分类？答：按形式可分为直接测量、间接测量和组合测量3、什么是测量误差？答：在进行任何测量过程中，由于测量方法的不完善，测量设备、测量环境以及人的观察力等都不可避免的出现一定的误差，而使测量结果受到歪曲，使测量结果与被测真值之间存在一定差值，这个差值即是测量误差。

4、仪表的检定方法有哪些？答：1、示值比较法 2标准物质法5、热的三种传递方式是哪些？答：传导、对流、辐射6、三极管的输出特性区分为哪三个区域？答：截止区、放大区、饱和区7、执行器是由哪几部分组成的？答：执行器由执行机构和调节阀组成。

8、什么叫PID调节？答：PID调节就是指调节仪表具有比例（P）、积分（I）、微分（D）作用的功能。

9、动圈式温度仪表由哪几部分组成？答：指示调节型包括三部分：动圈测量机构、测量电路和电子调节电路。

指示型只有两部分：动圈测量机构和测量电路。

10、什么叫灵敏度？答：灵敏度是仪表对被测量物体的反应能力，它反映仪表对被测参数的变化的灵敏程度。

11、电偶的电动势大小与哪些因素有关？答：热电偶的材料和两接点的温度差。

12、热电偶产生电动势的条件是什么？答：两电极的材料不同和两接点的温度不同13、压力式温度计的测量范围是多少？答：0~300℃14、为什么测量二极管好坏时，不能使用万用表的*1档？答：电流过大，容易损坏二极管。

15、差压变送器导压管漏会有什么结果？答：正压侧漏会使仪表指示值偏低，负压侧漏指示值偏高。

二、控制理论部分1、什么叫闭环控制？答：闭环控制系统是根据被控量与给定值的偏差进行控制的系统。

2、闭环控制中，常用什么参数来衡量控制质量？答：分析一个闭环控制系统的性能时，常用上升时间和过度过程时间来衡量系统的快速性，超调量和衰减度来代表系统的稳定性，静差大小来表示系统的准确性。

3、什么叫顺序控制？答：根据生产工艺的要求，对开关量实现有规律的控制，称之为顺序控制。

热工程控保护考试题库知识点（题库版）l、问答题汽轮机监控系统的整套装置的调试可分为哪几部分？正确答案：汽轮机监控系统的整套装置的调试可分为试验室调试、安装中的调试和安装后的调试3部分。

2、填空题（江南博哥）#1机工程师站大小空调各有两路电源，（）作为控制电源及风扇电源，（）作为压缩机动力电源。

正确答案：220伏、380伏3、问答题小汽机的汽源设计有哪两个？正常运行时用什么蒸汽？正确答案：小汽机的汽源设计有主蒸汽（高压汽源）和四段抽汽（低压汽源），低压汽源来自主机第四段抽汽联络管，高压汽源来自锅炉过热器出口。

现在，我厂的四台机组的高压汽源均巳取消不用。

正常运行时用低压蒸汽（四段抽汽）。

4、填空题发生在闭环系统内部的扰动叫做（）；发生在闭环系统外部的扰动叫做()。

正确答案：内扰；外扰5、问答题计算题：锅炉给水压力值最大16兆帕，最小15兆帕，问应选用多大量程的压力表？正确答案：上限值=2/3X测量上限值=2/3X 16=24M A应选用0"'25M A的压力表。

6、问答题分析制氢站槽压调节系统槽压波动大的原因及处理方法？正确答案：1、调节参数不合理，应调整调节参数。

2、调节阀阀芯磨损严重，应更换调节阀。

7、单选导线保护管应敷设在便于检修和维护，无（）和不容易受到机械损伤的地方而且远离火源和热源。

A.电磁于扰B.剧烈震荡C.障碍物D.辐射正确答案：B8、单选在比例作用基础上增加积分作用时，比例带的整定要比单纯比例调节时（）。

A.小B.大C.不变D.没有关系正确答案：B9、问答题行程开关的用途是什么？正确答案：行程开关能将机械量信号转变为电量控制信号，然后控制机械装置的动作，起到程序控制作用。

10、问答题对控制盘安装尺寸误差有何具体要求？正确答案：控制盘安装尺寸误差应符合下列要求：(1)盘正面及正面边线的不垂直度小于盘高的0.15%;(2)相邻两盘连接处的盘面凹凸不平，其相差不大于1mm;(3)各盘间的连接缝隙不大于2mm。

绪论1、控制系统的功能:数据采集、自动调节、顺序控制、联锁保护2、几大系统：计算机监视系统CMS、模拟量控制系统MCS、汽轮机控制系统TCS、锅炉炉膛安全监视系统、汽轮机安全监视仪表TSI、顺序控制系统SCS、报警系统ANN3、热工保护：1）主要任务：当机组在启停和运行过程中，发生危急设备和人身安全的故障时，自动采取保护或联锁措施，防止事故产生和避免事故扩大，从而保证机组正常启停和安全运行。

2）内容：锅炉机组热工保护、汽轮机组热工保护、炉机电大联锁4、联锁：是一种处理事故的控制技术，是将被控对象通过简单的逻辑关系联系起来，使这些被控对象相互牵连，形成联锁反应。

5、自动报警：监视机组运行过程中各种工况参数和设备状态，当发生参数越限或设备故障时，以声、光形式发出报警信号，引起操作人员注意，及时采取防范措施，保证机组正常运行。

6、大机组自动化与维护人员关系：记录、干预、维修第一章热工保护与顺序控制的基础知识（一）开关量变送器工作原理：压力开关用来将被测压力转换成为开关信号。

4、差压开关1-2通5、流量开关按其工作原理分：差压式、电磁式、活塞式、p1 p1+ p浮子式、翼板式和叶片式6、液位开关P32 图eg. 浮子式、电极式、超声波式和电容式。

常用的是浮子式，电极式。

7、温度开关：没有一种温度开关可以测量每一个温度1）温度信号的开关量：气体膨胀式温度开关固体膨胀式温度开关2）①0-100℃采用固体膨胀式温度开关（：两种膨胀系数不同的薄金属片）②100-250℃采用气体膨胀式（：差压）③250℃以上采用热电偶或热电阻8、行程开关（PLC程序设计）（二）常用控制电器1、电磁式继电器：电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器（带电延迟、断电延迟、有记忆的带电延迟）2、接触器：通断电流大--控制电动机主回路两类触点：主触点（主回路）、辅助触点（控制回路）（三）执行机构一、电动执行机构（电动门的动力来源于电动机）1、电动门控制电路的工作原理（P39图）2、电动机控制电路类型：高压厂用电动机3000V/6000V低压厂用电动机380V3、高压厂用电动机控制原理图P40（带电、不带电）4、油断路器：合闸线圈HQ、跳闸线圈TQ：是用于接通或断开电动机动力电源回路的一种高压电器，器触点的跳、合闸动作是依靠操作机构完成的）合闸线圈有合闸接触器HQ控制，合闸线圈带电时，将使连杆机构带动断路器主轴转动，从而闭合主触点，电动机启动运行，这时连杆机构依靠机械自保持，使断路器维持在合闸状态。

第一篇热控基础知识第一章热工自动化概述一、概述国民经济的不断增长，增加了对电力的需求量，电力工业向大电网、大机组、高参数、高度自动化的方向发展。

由于高参数、大容量机组发展迅速，因此对机组自动化的要求日益提高，以“4C”（计算机、控制、通信、CRT）技术为基础的现代火电机组热工自动化技术也相应得到了迅速的发展。

电力工业作为国民经济的基础性产业，有别于其它工业过程的主要特征是：电能的“发、输、供、用”必须同时进行，并保持瞬时的平衡。

与此同时，参与“发、输、供、用”的所有设备构成了部件众多、结构复杂、分布广阔的动态大系统。

在这个系统中发电机组处于系统的最底层。

改革开放以来，我国电力工业不断跨上新的台阶。

1987年全国发电装机容量突破1亿千瓦，1995年3月，装机容量突破2亿千瓦。

这期间中国发电装机容量和发电量先后跃过法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，到1996年居世界第2位。

截至2004年5月底，我国发电装机容量突破4亿千瓦大关，达到40060万千瓦，年发电量超过1.9万亿千瓦时。

与此同时，提高发电机组的容量和参数也成为我国电力工业发展的重要方向：单机容量从建国初期的50MW，逐步发展到70、80年代的125～300MW，目前从300MW发展的600MW 已经成为主流，现在继续向更大型化900MW，甚至超过1000MW发展。

蒸汽参数也由8MPa/535℃提高到17MPa/540℃，并随着超临界和超超临界技术的推广应用，最终可达到28MPa/580℃以上。

机组的大容量和高参数带来的是过程参数测量点的大量增加，相应的控制回路数和控制的复杂程度都大为提高，生产过程对控制精度的要求更为严格。

以一台600MW机组为例，其运行过程的监控点多达6000～7000个，各种控制回路有500～600个，用于控制系统组态的各种图纸就有几千张，这些艰巨而繁重的控制任务必须要有现代化的电站自动化技术作为支撑。

二、热工自动化的发展趋势热工自动化的硬件主要是由检测传感器及仪表(包括显示仪表)、调节控制装置或系统、执行器(包括执行机构和调节机构两部分)三大部分构成。