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热控部分复习题及参考答案

2020-12-20 来源:爱问旅游网
热控部分思考题及参考答案

1、热工对象动态特性有几种典型形式?

答:热工对象动态特性有两种典型形式,即有自平衡能力的对象特性和无自平衡能力的对象特性。 2、在控制系统中,控制变量和干扰对被控变量的影响有何不同?

答:在控制系统中,控制变量和干扰对被控变量的影响是不同,控制变量对被控变量的影响是一种主动的、积极的作用,影响的目的是为了将被控变量拉回到设定值;干扰对被控变量的影响是被动的、不可避免的,干扰的结果会使被控变量偏离其设定值。

3、调节阀流量特性的畸变对控制系统性能有何影响?

答:调节阀流量特性的畸变对控制系统性能有非常直接影响。因为无论是并联管道系统,还是串联管道系统中,调节阀流量特性的畸变都会减少调节阀流量可控范围,从而使控制系统的控制能力受到限制,使控制性能变差。 4、DCS系统纵向分层结构包括:现场级、控制级、监控级和管理级等四个层次,且分别由四层计算机网络将相应的设备连接在一起。你知道这四层计算机网络是什么?每一层计算机网络用于连接哪些设备吗?

答:现场网络由现场总线及远程I/O总线构成,位于被控生产过程附近用于连接远程I/O或现场总线仪表。 控制网络由位于控制柜内部的柜内低速总线和位于控制柜与人机接口间的高速总线构成用于传递实时过程数据。

监控网络位于监控层,用于连接监控层工程师站、操作员站、历史纪录站等人机接口站,传递以历史数据为主的过程监控数据。

管理网络位于管理层,用于连接各类管理计算机。 5、DCS所覆盖的火电厂单元机组的热控功能有哪些?

答:单元机组数据采集系统(DAS);单元机组操作维护系统(OM);炉膛安全监控系统(FSSS)或燃烧器管理控制系统(BMS);单元机组协调控制系统(CCS);单元机组模拟量控制系统(MCS);单元机组顺序控制系统(SCS);汽轮机数字电液控制系统(DEH);单元机组旁路控制系统 (BPCS);辅机控制系统;电气系统逻辑控制功能(ECS)等等。

6、顺序控制在电厂主要用于哪些场合?顺序控制与开关量控制有何关系?

答、顺序控制主要用于主、辅机的自动启停操作和局部工艺系统的运行操作。顺序控制系统能按照预先规定好的顺序、时间或条件,使生产工艺过程中的设备自动地依次进行一系列操作。顺序控制有时也称为程序控制或开关量控制,主要用于开关量自动控制。 7、在程序控制中,什么是功能组和功能子组?

答:对发电厂热力过程来说,就是将机组的热力系统中关系密切的某一部分操作项目联系在一起,按照机组启停和运行的操作规律,自动依次进行全部操作。这样对于组合在一起的关系密切的这一部分操作项目就称为一个功能组。换言之,若对整个热力系统而言,则是按局部功能将其分为若干功能组,每一个功能组内的许多被控制的设备,其操作应是关系密切的。大的功能组还可以分为若干个小的功能组,称为功能子组。

8、电厂生产过程中开关量自动控制系统的组织结构采用层次结构,你知道各有哪些层次,各起什么作用吗?

答:电厂生产过程中开关量自动控制系统的组织结构采用四层结构,即机组控制级、功能组控制级、功能子组控制级和单个设备控制级。

机组控制级执行最高级的控制任务,包括启动方式的预先选择和协调,运行方式的预先选择和协调,运行整个电厂的“启动”和“停机”程序;基于CRT的操作;运行方式的切换;进行机组运行过程控制等。

功能控制级又可分为功能组控制(GC)、功能子组控制(SGC)和子回路控制(SLC)三个层次。它与机组控制级相连,接受上级控制系统或同级控制系统的命令自动启动,或以手动方式启动。其中功能组(GC)接受来自机组控制级的激励信号,决定什么时间哪个功能子组需投运或进入备用状态,运行本功能区内的设备“启动”和“停机”程序。功能子组(SGC)接受来自功能组的激励信号,决定什么时间哪个子回路需投运或进入备用状态,运行本功能子组内所控设备的“启动”和“停机”程序。功能子回路(SLC)接受功能子组来的命令,将子回路控制设定为要求的运行方式,运行设备的“启动”和“停机”程序。功能组控制的操作方式可以选择自动,也可以选择手动。

单个设备控制级接受功能组或功能子组控制级来的命令,与生产过程直接联系。它的任务是:接受生产过程

的各种模拟量信号和开关量信号,并进行信号处理和分配;进行报警等限值的监视、计算功能;单个设备的控制功能,包括开环控制和闭环控制;过程和设备的保护以及联锁;所有执行机构以及控制操作信号的产生和转换等。 9、热工保护主要包括哪些保护项目?各保护项目包括哪些内容?

答:包括汽轮机组的热工保护,锅炉机组的热工保护,炉机电大联锁保护等内容。

汽轮机组的热工保护负责当汽轮机组发生故障危及机组的安全运行时,或锅炉、发电机发生故障需要汽轮机跳闸时,保护系统应能自动迅速地使汽轮机跳闸。

炉机电大联锁保护负责在机组发生异常工况时,保护系统可以使机组继续运行或紧急停止。当机组外部负荷突然甩去,或者机组内部重要辅机跳闸时,分别通过FCB或RB进行自动减负荷。当发生汽轮机超速、推力瓦磨损、真空低、润滑油压低等故障时,汽轮机自动停机,同时联锁控制发电机跳闸,使锅炉转入点火状态或停炉。当锅炉灭火、送风机或引风机全停、炉膛压力过高或过低时紧急停炉,同时联锁控制汽轮机和发电机跳闸。 10、热工保护系统有哪些特点? (1)输入信号可靠;

(2)保护系统动作时能发出报警信号; (3)保护命令一般是长信号; (4)保护动作是单方向的; (5)保护系统能进行在线试验; (6)确定保护系统的优先级; (7)保护系统有可靠的电源; (8)保护系统中设置了切换开关; (9)由计算机对保护系统进行监视; (10)保护系统具有独立性;

11、电厂生产过程控制系统中常用的控制系统结构有哪几类?

答:电厂生产过程控制系统中常用的控制系统结构有:单回路反馈控制系统;前馈-反馈控制系统;串级控制系统;带有导前微分信号的双回路控制系统;比值控制系统和选择控制系统几种结构类型。 12、负荷控制系统应该有几种控制方式?各种控制方式的适用哪些场合? 答:目前在大型单元机组负荷控制系统中,一般应该具有四种控制方式: 基本控制方式(MAN); 汽轮跟随控制方式(TF); 锅炉跟随控制方式(BF); 机炉负荷协调控制方式(CCS)

可根据机组运行的需要,通过逻辑开关切换到其中任一种控制方式。

锅炉跟随控制方式一般适用于当汽轮机的出力小于锅炉的出力,而且汽轮机调节阀已开至最大,靠锅炉控制系统维持机组稳定运行的工况;或者汽轮机侧的主、辅机或控制系统故障,汽轮机控制系统处于手动状态,只能靠锅炉控制系统来维持机前压力稳定的场合。

汽机跟随控制方式通常适应于在锅炉出力小于汽轮机出力,而且想让机组带最大可能的负荷运行时采用该方式;或者在锅炉侧发生主机、辅机及控制系统故障,锅炉控制系统投入手动运行时,采用该运行方式;或者机组启动过程中采用滑压升负荷,当汽压达到额定值后,进行定压升负荷,也常采用汽机跟随方式。

机炉协调控制是将锅炉和汽轮机作为有机的整体进行系统设计,汽轮机侧和锅炉侧同时兼有调功和调压的双重任务。但应该指出,机炉协调控制方式并不是锅炉跟随与汽机跟随两种控制方式的简单折衷或机炉的单纯相互照顾,而是扬长避短,发扬了两者的优点,抑制了各自的缺点,减少机、炉两侧的相互影响,具有最佳的综合控制性能。

为了使热工保护真正起到保障设备和人身安全重要任务,热工保护系统应该具有如下特点:

锅炉机组的热工保护主要包括:炉膛安全监控、主燃烧跳闸、锅炉快速切回负荷、机组快速切断等自动保护。

基本控制方式则适应于汽轮机与锅炉的主、辅机或控制系统故障,汽轮机控制系统与锅炉控制系统均处于手动状态下使用。

13、汽包锅炉的主要模拟量控制系统有哪些?各控制系统的调节任务是什么?

答:汽包锅炉的主要模拟量控制系统有:锅炉给水控制系统,过热汽温和再热汽温控制系统,锅炉燃烧过程控制系统等三大主要控制系统。

锅炉给水控制系统:维持汽包水位稳定,同时保证所有供水设备的运行运行。

过热汽温和再热汽温控制系统:维持锅炉出口过热蒸汽温度和再热蒸汽温度在额定温度附近,动态误差不超过±5°C,同时保护所有受热面的安全。

锅炉燃烧过程控制系统:维持锅炉出口汽压稳定,保证燃烧过程的经济性;维持炉膛内压力的稳定。 14、火电机组的主要辅机控制系统有哪些?各起什么作用?

答:磨煤机出口温度控制系统:保证磨煤机风粉混合物温度稳定在设定值(约60~70℃)上。 磨煤机气封差压控制系统:保证磨煤机内的粉风和密封风之间的差压在设定值,不污染环境。

空气预热器冷端温度控制系统:通常控制加装在空气预热器的入口的暖风器出口的温度,达到提高空气预热器低温侧壁温,以便防止和减轻低温腐蚀对空气预热器的损坏。

除氧器给水箱压力控制系统:维持除氧器在一定的压力下运行,以提高除氧效果和保证除氧器安全经济运行的。

凝汽器和除氧器水位控制:凝汽器水位控制系统的作用是维持凝汽器的热井水位在允许的范围之内。因为热井水位太高会使换热面积减少,汽轮机真空下降,直接影响机组的经济与安全运行。而热井水位太低,又会威胁凝结水泵的安全运行。除氧器水箱水位控制的目的是保证锅炉有一定的给水储备量,同时为给水泵不汽化提供必需的静压头。但水箱水位也不能过高,因为水位过高时会影响正常的除氧效果。

凝结水泵最小流量控制:作用是保证凝结水泵的最小流量和密封蒸汽冷却器所需要的流量,以保护设备运行的安全。

15、一个完善的汽轮机控制系统应该包括哪些内容?

答:应该包括监视系统、调节系统、异常工况下的负荷限制、主汽压控制、阀门控制与管理、热应力监控和汽轮机保护系统等七部分内容。

汽轮机监视系统:是保证汽轮机安全运行必不可少的设备,它能够连续监视汽轮机运行中各参数的变化,测量结果同时送往调节系统作限制条件,送往保护系统作保护条件,送往顺序控制系统作控制条件。

汽轮机调节系统:包括大范围的转速控制、负荷控制、异常工况下的负荷限制、主汽压力控制以及阀门位置控制等。

异常工况下的负荷限制:当发生工质参数越限或者机组运行出现异常时,为了保障设备的安全,要求电调控制系统具有负荷限制的功能,如:功率反馈限制、变负荷速率限制、主汽压力限制等。

主汽压控制:根据机前压力的偏差由主汽压力控制回路产生阀门开度指令,去控制汽轮机调节阀的开度,达到调节主汽压力的目的。

阀门控制与管理:无论是启动过程中的转速控制,还是正常运行中的负荷调节以及主汽压力控制,最终都是通过对汽轮机的高、中压调节阀门和高压主汽门的阀位控制来实现的,因此阀门管理与阀位控制是汽轮机电液控制系统中必备的功能。

热应力监控:热应力是由于金属内部热状态不同而产生的应力。根据算出汽轮机高、中压转子的实际应力,与允许应力比较,且将差值转换为转速或负荷目标值和升速率、变负荷速率.

汽轮机保护系统,当汽轮机运行中出现危险情况时,迅速关闭所有进汽阀门,防止发生重大事故,保护汽轮机设备安全。

16、汽轮机旁路系统应具备哪些主要功能?

答:汽轮机旁路系统应具备哪些主要功能有:实现单元机组的滑压启动和滑压运行;保护再热器;改善锅炉的运行条件;回收工质,减少对空排气,提高运行的经济性。

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