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1、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
2、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，
3、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。（2）闭环工作方式：施控系统发出操作命令以后，要求把被控对象执行完成后的回报信号反馈给施控系统，施控系统必须依据这些输入信号控制程序进
4、行，这是闭环工作方式。9. 程序控制按程序步转换方式分类有哪些？答：程序控制按程序步转换方式分类有下列几类：（1）按时间转换：根据时间进行程序步转换的控制系统采用开环工作方式。施控系统由时间发讯部件为主构成，并按时间顺序发出操作命令，程序步的转换完全依据时间而定（2）按条件转换：根据条件进行程序步转换的控制系统采用闭环工作方式。对某一程序步，操作前应准备充分的条件(称为操作条件)，在条件满足的情况下，才能够执行该程序步的操作。操作已完成的条件称为回报信号，回报信号反馈到施控系统，作为进行下一步操作的判据。因此，在程序进展过程中，程序部的转换是依据条件而定的。（3）混合式转换：有的程序控制系统，
5、某些程序步的转换是根据时间而定的，有些程序步的转换则根据条件而定，为一种混合式转换。混合式转换通常采用闭环工作方式、时间信号来自计时器，相当于一个“时间”条件，计时时间到达的回报信号要求反馈给施控系统。10. 程序控制按逻辑控制原理分类有哪些？答：程序控制按逻辑控制原理分类有以下几种：（1）时间程序式：按照预先设定的时间顺序进行控制，每一程序步有严格的固定时间，采用专门的时间发讯部件顺序发出时间信号；（2）基本逻辑式：采用基本的“与”门、“或”门、“非”门、触发电路、延时电路等逻辑电路构成具有一定的逻辑控制功能的电路，当输入信号符合预定的逻辑运算关系时，相应的输出信号成立，即基本逻辑式电路在任
6、何时刻所产生的输出信号仅仅是该时刻电路输入信号的逻辑函数。（3）步进式：整个控制电路分为若干个程序步电路，在任何时刻只有一个程序步电路在工作。程序步的进展是由程序控制装置内的步进环节(采用步进电路或专用的步进器)实现的，步进环节根据操作条件、回报信号或设定的时间依次发出程序步的转换信号，因此程序步的进展具有明显的顺序关系，即步进式电路的每个程序步产生的输出信号不仅取决于当时的输入信号，且与上一步的输出信号有关。11. 程序控制按程序可变性分类有哪些？答：程序控制按程序可变性分类如下：（1）固定程序方式：根据预定的控制程序将继电器或固态逻辑元件等用硬接线方式连接，称为固定程序方式，它仅适用于操作
7、规律不变的程序控制系统，控制装置是专用的当要求变更控制程序时，只能用更换元件和改变接线加以适应，因此程序的可变性较差(2)矩阵式可变程序方式：利用二极管矩阵接线方式可以比较容易地改变电路的连接，以满足不同控制程序的要求，它适用于不同操作规律的程序控制系统，控制装置具有一定的灵活性和通用性。当要求变更控制程序时，只要改变二极管在矩阵上的插焊位置即可适应，因此程序的改变较为灵活。(3)可编程序方式：可编程序方式使用软件编程，将程序输入微型机或可编程序控制器，以满足不同控制程序的要求它可适用于各种操作规律的程序控制系统，控制装置具有很大的灵活性和通用性。12. 程序控制按使用逻辑器件分类有哪些？答：
8、程序控制按使用逻辑器件分类如下：（1）继电器逻辑：继电器控制逻辑始于40年代，是一种古老的逻辑控制器件，可用于构成继电器式程序控制装置；（2）晶体管逻辑：以晶体管分立元件数字逻辑电路为主而构成的程序控制装置；（3）集成电路逻辑：以集成化数字逻辑电路为主而构成的程序控制装置；（4）可编程控制逻辑：控制逻辑以软件实现，主要的硬件由集成电路和微型计算机(或可编程序控制器)构成。13. 目前在火电厂中应用比较广泛的程序控制装置和系统是什么？答：目前在火电厂中应用比较广泛的程序控制装置和系统是：采用由继电器、固态逻辑器件为主构成的专用控制装置，应用可编程序控制器并逐步发展计算机控制，逻辑控制原理主要是基
9、本逻辑式的和步进式的；程序步大多按条件进行转换；程序控制系统主要采用闭环工作方式。14. 什么是一个完整的程序控制系统？答：一个完整的程序控制系统是将直接测量得到的开关量信号或将由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去指挥被控系统，完成生产过程所要求的操作控制。15. 程序控制装置根据工作原理和功能分别可分为哪几种？答：程序控制装置根据工作原理和功能可分为基本逻辑型、时间程序型、步进型、计算型。按功能可分为固定接线型、通用型和可编程序型。16. 程序控制系统有哪些组成部分？答：程序控制系统由开关信
10、号、输入回路、程序控制器、输出回路和执行结构等部分组成。17. 什么是操作条件？答：操作条件也称为一次判据，转换条件之一，为某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。18. 什么是回报信号？答：回报信号也称为二次判据，转换条件之一。当某一步为活动步时，被控系统完成该项目操作之后，返回给施控系统的反馈信号，用以检查操作命令的执行情况。并且，在步的转换中，回报信号也有可能作为下一步的转换条件，用以决定步的进展。19. 什么是连锁条件？什么是闭锁条件？答：在被控对象的控制电路中可以接入连锁条件，它是使被控对象进行操作的条件。当连锁条件出现时，应立即操作被控对象
11、。在被控对象的控制电路中可以接入闭锁条件，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。20. 什么是执行部件？答：执行部件是接受施控系统的操作命令，直接控制对象进行操作的执行机构，一般还包括它们的控制电路在内。21. 简述开关量发送器基本原理答：开关量发送器的基本工作原理是：将被测参数的限定值转换为触点信号并按程序控制系统的要求给出规定电平(也可由程序控制装置的输入部分转换为规定电平)，其电源通常由程序控制装置供给。开关量发送器的检测量是压力、温度等物理量，输出是开关量触点信号或电平，一般来说，发送器的触点闭合或输出高电平称为有信号状态，触点断开或输出低电平称为无信号
12、状态。由于开关量发送器触点的闭合或断开是在瞬间完成的,具有继电特性，因此也可称它为继电器，如压力继电器、温度继电器等实质上开关量发送器就是一种受控于压力或温度等参数的开关，因而也可以称为压力开关、温度开关等。当被测参数上升(或下降)到达某一规定值时，开关量发送器输出触点的状态发生改变，这个规定值称为它的动作值。输出触点的状态改变后，在被测参数重又下降(或上升)到达原动作值或比原动作值稍小(或稍大)的另一个数值时触点恢复原来的状态，这个值称为复原值输出触点的动作值和复原值之差称为差动值。动作值和差动值一般可根据需要调整。但是有些发送器的这两个参数在制作时固定了，不能调整。有的发送器不设动作值，如
13、液流发送器只发出液流有无的开关量信号22. 开关量发送器主要的品种有哪些？答：开关量发送器主要的品种有：位置开关、压力开关和压差开关、流量开关、液位开关、温度开关等。23. 开关量变送器的主要技术要求有几点？答：开关量变送器的主要技术要求有下列几点：（1）动作的稳定性 选择开关量变送器时，应该选择重复偏差值小的产品，即偏差值和返回值的稳定性。要求这两个值长期工作中均能保持在原有的整定值上，它的动作必须能保证可靠准确。（2）动作的可靠性 火电厂中开关量变送器的工作间歇长，衡量开关量变送器可靠性的要求是：长期处于待机状态，一旦动作就要绝对可靠，动作成功率在百分之百。（3）切换差（死区） 在大部分控
14、制系统中，不但不要求切换差为零，相反还要求它有足够大的数值，并且还有调节范围。24. 压力开关的差动值如何调整？答：将压力开关安装在校验装置上，先将差动旋钮旋至零位，使压力到达动作值，调整调节杆，用万用表电阻档监视输出接点状态，当接点正好闭合时停止调节。然后使压力下降到规定的死区范围，调节差动旋钮，使接点正好断开，如此反复较核两次，直至动作都准确为止。25. 简述固体膨胀式温度开关的工作原理答：固体膨胀式温度开关的工作原理是：利用不同固体受热后长度变化的差别而产生位移，从而使触点动作，输出温度的开关量信号26. 对于不同的温度测量范围，温度开关如何选取？答：对于不同的温度测量范围，应选用结构不
15、同的温度开关，在0-100的温度范围内，通常采用固体膨胀式的温度开关，在100-250的温度范围内，大多采用气体膨胀式的温度开关，对于250以上的温度范围，则只能采用热电偶或热电阻温度计，经过测量变送器转换为模拟量电信号，再将电信号转换为开关量信号。27. 电接点压力表的工作原理是什么？答：电接点压力表用于电气发信设备，连锁装置和自动操纵装置。其测压工作原理和一般弹簧管压力表完全相同，但它有一套发信机构。在指示指针的下面还有两个指针，一个为高压给定指针，一个为低压给定指针，利用专用钥匙在表盘中间旋动给定指针的销子，将给定指针拨到所要控制的压力上限和下限上。在高、低压给定值指针和指示指针上各带有
16、电接点。当指示指针位于高、低压指示指针之间时，三个电接点彼此断开，不发信号。当指示指针位于低压给定指针的下方时，低压接点接通，低压指示灯亮，表示压力过低。当压力高于压力上限时，高压接点接通，高压指示灯亮，表示压力过高。28. 简述电接点压力表的检定操作步骤。答：(1)将被检表装在压力校验仪或标准活塞压力计上，把上限指示灯、干电池或万用表连接好，用调整钥匙分别将上、下两信号指针拨在被检表全量程的20%-80%范围内。(2)缓慢地增大压力，当压力指针与上限信号指针接触时，触点接通。这时绿灯亮，用万用表量电阻值为零。(3)缓慢地降低压力，当压力指针与下限信号指针接触时，触点接通。这时红灯亮，用万用表
17、量电阻值为零。当压力指针与上限信号指针或下限信号指针接触时，要求标准示值与压力示值间的误差不得超过被检表的允许误差绝对值的1.5倍。对检定合格的电接点压力表，应贴好合格证，打好铅封，填写检定记录，方可使用。29. 可编程序控制器具有哪些特点？答：可编程序控制器具有如下特点：(1)通用性强；（2）功能强；（3）编程简单，易于掌握；（4）可靠性高；（5）维修方便，工作量小；（6）体积小，重量轻、功耗小。30. 试述可编程序控制器的基本结构及各部分的作用。答：可编程控制器由中央处理器、存贮器、输入/输出组件、编程器和电源组成。中央处理器：处理和运行用户程序、对外部输入信号做出正确的逻辑判断，并将结果
18、输出以控制生产机械按既定程序工作。另外还对其内部工作进行自检和协调各部分工作。存贮器：存贮系统管理、监控程序、功能模块和用户程序。输入/输出组件：输入组件将外部信号转换成CPU能接受的信号。输出组件将CPU输出处理结果转换成现场需要的信号输出，驱动执行机构。电源部件：将工业用电转换成供PLC内部电路工作所需的直流电源。31. 编程器的工作方式有哪几种？答：(1)输入方式：用于向内存编程，或修改已存入内存中的程序的元件编号、种类和寄存器中的数值等。（2）检查方式：用于检查内存程序中网络内部任一节点的当前状态。(3)监控方式：在这种方式下，可用来输入和启动控制器中内存里的监控命令。(4)出错方式：
19、编程器、控制器出错时，显示相应代码。32. 简述可编程控制器的工作方式及简要工作过程。答：可编程控制器采用循环扫描的工作方式，在系统程序控制下按自诊断，与编程器通讯、读入现场信号、执行用户程序、输出控制信号这样一个工作过程依次循环进行。且用户程序也是按逐条依次扫描的方式执行。33. 可编程控制器的输入、输出继电器分别起什么作用？答：输入继电器是PLC接收来自外部开关信号的“窗口”，输入继电器与PLC的输入端子相连，并具有许多常开和常闭触点，供编程时使用，输入继电器只能由外部信号驱动，不能被程序指令驱动。输出继电器是PLC用来传递信号到外部负载的器件。输出继电器有一个外部输出的常开触点，它是按程
20、序执行结果而被驱动的，内部有许多常开、常闭触点供编程中使用。34. 什么是可编程控制器的指令表程序表达方式？答：指令就是采用功能名称的英文缩写字母作为助记符来表达PLC各种功能的命令，由指令构成的能完成控制任务的指令组就是指令表。35. 什么是梯形图？答：梯形图是一种符号语言，是PC机编程的依据，它可以根据功能表图或继电器逻辑电路直接转绘出。实质上它就是为完成逻辑控制功能而按规则设计的种逻辑元件符号图。36. 可编程控制器的主要元件有哪些？答：单节点元件有：触点、线圈；双节点元件有：定时器、计数器、加法器、减法器、时序器等。37. 编写可编程控制器的应用程序有哪些步骤？答：编写可编程控制器的应
21、用程序有如下步骤：（1）首先必须了解被控对象的生产工艺、技术特性及对自动控制的要求；（2）设计PLC控制图，确定控制顺序；（3）确定PLC的输入/输出器件及接线方式；（4）根据确定的PLC输入/输出信号，分配PLC的I/O点编号，给出PLC的输入/输出信号接线图；（5）根据被控对象的控制要求，用梯形图符号设计出梯形图。也可由电器控制电路图直接转换成PLC的梯形图；（6）根据梯形图编写用户程序；（7）用编程器依次将程序送到PLC中；（8）检查、核对、编辑、修改程序；（9）调试程序；（10）存贮已编好的程序。38. 可编程控制器在程控使用中哪些地方比较适用？答：在系统较大而集中，联系紧密，时间控制
22、较多，程序需不时改动，逻辑复杂等地方使用。39. 什么是“三取二”信号法？答：“三取二”信号法是为了保证开关量信号的正确可靠，减小信号回路的误动作故障率和拒动作故障率的信号取法。逻辑图和逻辑表达式如下ABC1Y图5-1 三取二信号逻辑图Y=AB+BC+AC 40. 什么是“三取中”信号法？答：“三取中”信号法是为了保证模拟量信号的准确可靠，增加信号回路的准确率的信号取法。逻辑图如下ABCY图5-2 三取中信号逻辑图第二节：程序控制系统的应用41. 火电厂的顺序控制项目有哪些？答：火电厂的常用顺序控制项目主要有化学水处理系统、输煤系统、锅炉燃烧系统、汽轮机的启停系统、锅炉定期排污、锅炉吹灰、凝汽
23、器胶球冲洗、高压加热器的程序控制。以及送、引风机，空气预热器，给水泵，射水泵，循环水泵，凝结水泵等大型机械的程序控制。42. 什么是锅炉燃烧器程序控制系统？答：锅炉燃烧器程序控制系统是一个综合性多功能的控制系统，主要包括锅炉点火准备、点火器自动点熄火、燃烧器自动点熄火、燃料切换、火焰检测、风门控制、燃烧器投运数控制、工况信号显示、报警信号显示、事故时自动缩减燃料量等多方面的功能。对于仅具有自动点火功能的系统一般称为锅炉自动点火程序控制系统，而对于将系统的控制功能扩大到炉膛安全保护方面(如炉膛吹扫、炉膛负压或正压过大保护、灭火保护等)的综合性控制系统则称为锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)。43.
24、 为什么要采用燃烧器程序控制？答：采用燃烧器程序控制，对于提高机组的安全经济运行有着十分重要的作用。由于在控制系统中考虑了各种必须的逻辑约束条件，所以能防止错误操作发生。在机组发生重大事故时，能够及时地缩减乃至全部切除燃料量。同时控制系统可以自动地根据运行方式控制每个燃烧器风箱档板的开度，使每个燃烧器的风量和燃料量配合良好，提高了锅炉运行的经济性。此外，大型锅炉燃烧器数量众多，锅炉上布置燃烧器的总高度可达到十多米以上需要监视操作的被控对象一、二百个，因此燃烧器程序控制的应用大大地减轻了运行人员的劳动强度。44. 锅炉燃烧器程序控制系统的主要功能有哪些？答：锅炉燃烧器程序控制系统的主要功能有：（
25、1）点火准备：对锅炉的所有点火条件进行校核和确认；（2）点火器点熄火控制：在现场或中央操作盘发出操作命令，通过程序控制装置自动进行点火器点熄火的顺序操作；（3）燃烧器点熄火控制：在现场或中央操作盘发出操作命令，通过程序控制装置自动进行燃烧器点熄火的顺序操作，包括重油燃烧器、煤气燃烧器、煤扮燃烧器(磨煤机和给煤机启停)等燃烧系统的控制；（4）自动火焰捡测：检测点火器、燃烧器火焰信号，有电极式、紫外线式和红外线式检测装置。火焰信号通过检测电路变换为触点信号送至主逻辑控制拒内的逻辑电路中；（5）风箱挡板控制：用来控制每个燃烧器的进风量(配风器)，以提高锅炉燃烧的经济性挡板开度分为5个位置，由气缸驱动
26、控制；（6）状态监视网络：向运行人员发出各种操作的回报信号和报警监视信号，进行燃烧器系统的状态监视及操作指导；（7）自动缩减燃料量：当机组发生各种事故时，接受机组联锁保护系统的指令，自动地正确进行缩减燃料量；（8）作为控制计算机的一个子回路：在机组分级控制中，作为局部控制级的一个重要装置，可以接受计算机自启停指令在计算机控制下自动完成锅炉点火和重油暖炉阶段的控制(煤粉燃烧器需由人工控制)。并且，在机组启停和运行过程中，控制系统还向计算机回报各种工况信号。45. 什么是汽轮机组自动启停程序控制系统？答：利用程序控制装置进行汽轮机组众多辅助设备的自动操作，继而执行汽轮机冲转、升速、同期和带负荷控制
27、，这种系统称为汽轮机组自动启停程序控制系统。46. 汽轮机组自动启停程序控制系统的组成有哪些？答:(1)中央程序控制装置：该装置是整个自动启停控制系统的指挥协调部分，作为上位控制装置使用，采用固态逻辑分立元件构成。它根据汽轮机及其辅机启停过程的操作规律，利用矩阵电路设定控制程序，是一种步进式程序控制装置。(2)汽轮机电子控制装置：这是控制汽轮机主机的模拟量电子控制装置，用以完成汽轮机的冲转、升速、暖机、同期和带负荷等控制功能，它接受中央程序控制装置的命令工作。(3)汽轮机局部程序控制装置：用来控制汽轮机辅机和附属系统的局部程序控制装置，也须接受中央程序控制装置的命令工作。47. 汽轮机组自动启
28、停控制系统的功能有哪些？答：汽轮机组自动启停控制系统主要有六个功能：（1）为机组自动启动控制的功能；（2）机组停机的程序控制：通过反向程序执行(但不是启动程序的倒退)；（3）事故状态下自动减负荷或紧急停机：自动使机组退回到安全条件的工况；（4）运行监视和操作指令：闭锁控制装置的输出信号，装置仅用于显示机组工况，运行人员可据此进行手控操作；（5）装置的程序自检和程序步的定位：自动检查装置程序的正确性，并将机组状态自动定位在运行条件已满足的工况的最高位；（6）模拟实验：与现场设备脱机，利用模拟信号进行装置的试验或培训人员。48. 汽轮机组启动控制过程中程序阶段及其所包含的步序有哪些？答：汽轮机组启
29、动控制过程中程序阶段及其所包含的步序如下：第一阶段不带旁路盘车：投入润滑油装置，投入润滑油箱排烟机；投入盘车装置，停止备用润滑油泵；不输出操作命令，进行延时等待。第二阶段带旁路盘车：投入低压循环水泵，投入高压循环水泵；投入控制油供油装置，投入控制油箱排烟机，投入主凝结水泵；投入真空系统，关闭真空破坏门；打开轴封截止阀，投入轴封蒸汽凝结器，打开汽轮机疏水门；调整汽轮机启动装置到停止位置，调整同步器到最大位置。第三阶段汽轮机空载运行：调整汽轮机启动装置到最大位置，投入氢冷却系统；把汽轮机电子控制装置投入自动，投入定子冷却水系统；停辅助润滑油泵，停控制油辅助油泵。第四阶段励磁：投入发电机励磁装置。第
30、五阶段带负荷：投入同期装置；投入汽轮机主控负荷控制器，关汽轮机疏水门，投入疏水循环泵。第三节：热工信号及保护49. 什么是热工信号？答：热工信号是指在机组启停或运行过程中，根据热力设备的运行状态，监视热力系统中的各个参数，当某些参数越出安全界限，或设备、自动装置出现异常情况时，提醒运行人员或向运行人员发出报警的一种信号。50. 热工信号一般分为哪几类？答：热工信号一般分为热工预报信号、热工危险信号。按信号越限的严重程度可分为一般报警、严重报警、机组跳闸报警。此外，还有显示设备状态的信号系统，以及一些中小型电厂主控室与机炉控制室传递运行术语的联络信号。51. 对热工报警信号接线设计的一般要求是什
31、么？答：对热工报警信号接线设计的一般要求是：（1）能进行试验，以检查灯光及音响；（2）用电铃发出音响；（3）能集中复归音响信号；（4）灯光信号回路数目多时，音响信号应能重复动作；（5）热工信号应能正确反映机组的异常情况，避免停机后同时发出大量灯光信号，一般可采取闭锁方式；（6）有电源监视回路。52. 自动报警系统和自动检测系统有什么不同？答：自动报警系统和自动检测系统都是用来监视机组工作情况的自动化手段。两者的不同是：（1）检测系统监视的是机组全过程的工作情况，而报警系统却是专门监视机组异常情况的；（2）检测系统的监视结果是通过人的视觉反映给人，而报警系统的监视结果却是通过人的视觉和听觉反映给
32、人的；检测系统是按模拟量信息工作的，而报警系统则是按开关量信号工作的。报警系统处理的信息只有两种状态，即表示正常或异常状态。53. 什么是热工保护？答：热工保护是通过对机组工作状态和运行参数进行监视和控制而起保护作用的当机组发生异常时，保护装置及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组仍然维持原负荷运行或者减负荷运行。当发生重大故障而危及机组设备安全时，停止机组(或某一部分)运行避免事故进一步扩大。热工保护有时是通过联锁控制实现的。54. 什么是连锁控制？答：所谓联锁控制就是指，将被控对象通过简单的逻辑关系联接起来，使这些被控对象相互牵连，形成联锁反应，从而实现自动保护的一种
33、控制方式。例如引风机因故障跳闸，引起送风机、排粉机、给煤机、磨煤机等相继依次跳闸。55. 热工保护系统由哪些部分组成？答：热工保护系统一般由输入信号单元、逻辑处理回路以及执行机构等组成。56. 热工保护系统的特点由哪些？答：热工保护系统一般具有以下特点：（1）输入信号可靠：输入信号来自各种被测参数的传感器或反映设备工作状态的开关接点。（2)保护系统动作时能发出报警信号：当被监视参数越限时，发出预报信号，使运行人员在事故处理前采取必要的应急措施。当保护系统动作时发出事故处理或跳闸信号。（3）保护命令一般是长信号：命令能满足保持到被控对象完成规定动作的要求。（4)保护动作是单方向的：保护系统动作后
34、，设备的重新投入在查出事故原因和排除故障后进行，由运行人员人工完成。（5）保护系统能进行在线试验：在进行保护动作试验时，不会影响机组的安全经济运行。（6)确定保护系统的优先级：当两个以上的保护联锁动作或相继动作时，如果它们之间动作不一致，则应确定它们的优先级，并采取必要的闭锁措施，优先保证处于主导地位的高一级保护和联锁动作的实现。（7)保护系统有可靠的电源：保护装置能绝对避免因失电而引起拒动或误动，重要的保护联锁控制电源和执行机构电源一般采用不停电电源供电，以便在设备故障时有效地起保护作用。（8)保护系统中设置了切换开关：自动保护系统不可能达到绝对的安全可靠，检测元件、控制回路或执行机构有时也
35、会出现故障，这时保护系统能从投入”位置切换到“解列”位置，以便进行检修。（9)由计算机对保护系统进行监视：在计算机系统中有监视保护装置投入、切除的状态信号。(10)保护系统具有独立性：保护系统不受其它自动化系统投入与否的影响，任何时候都能独立进行控制。57. 热工保护信号有哪些信号摄取方法？答：热工保护信号的信号摄取方法有：(1) 单一信号法；(2) 信号串联法；(3) 信号并联法；(4) 信号串并联法；(5) “三取二”信号法；(6) 信号表决法；(7) 信号的多重摄取法。58. 什么是单一信号法？答：单一信号法是指用单个检测元件组成信号单元的方法。显然，检测元件误动作时，信号单元也误动作；
36、反之，检测元件拒动作时，信号单元也拒动作。单一信号单元保护系统虽然元件少，结构简单，但系统的可靠性太差，因此产生以下几种信号摄取法：串联、并联、串并联、“三取二”及其它信号摄取法。59. 什么是信号串联法？答：在某些保护系统中，为了减少信号单元的误动作率，将反映同一故障的检测元件触点进行串联。例如，在轴向位移中采用双选轴向位移监测装置，它由两套传感器监测同一轴向位移参数。当两套传感器均发出危险信号时，轴向位移保护装置动作，即两者为“与”逻辑，逻辑表达式为 YAB式中，AB为检测元件(传感器)的输出信号，Y为信号单元的输出信号。由于信号串联，所以在每个检测元件都误动作时，信号单元才会误动作即只有
37、一个检测元件误动作时，不会造成信号单元的误动作。但两个检测元件的输出信号串联后的拒动作率比单一信号时增加了约一倍。因此信号串联法只适用于特别强调减小保护系统的误动作率，而对拒动作率要求不高的场合60. 什么是信号并联法？答：在某些保护系统中，为了减少装置拒动作率，将几个检测元件输出信号并联。因而只要有一个检测元件能正常工作信号单元就能可靠工作。或者说，只有当所有检测元件都拒动作时，信号单元才发生拒动作。显然，信号触点并联后，拒动作率大大下降，而误动作率却增加了近一倍。并联法只能用于要求拒动作率小，而对误动作率要求不高的场合。61. 什么是信号串并联法？答：为了综合信号串联后误动作故障率大大降低
38、和信号并联后拒动作故障率降低的优点，将两个信号先进行串联，然后进行并联。这样信号串并联后的信号单元的误动作率或拒动作率均大大减小。62. 什么是信号表决法？答：在某些热工保护系统中装设多个检测元件，如炉膛安全监控保护系统，在炉膛的四个角装有火焰检测器。当每层四个火焰检测器中如有两个或两个以上检测到火焰时，则逻辑电路表决为“有火焰”；当三个或三个以上未检测到火焰时，则逻辑电路表决为“无火焰”。这逻辑判断电路称为24或34表决电路，或称为逻辑门槛单元。图5-3为34表决逻辑图。逻辑表达式为 YABC十BCD十ACD十ABDDABC1Y图5-3 34表决逻辑图还有多种表决电路，如35等，这些表决电路
39、都能有效地防止信号单元的误动作或拒动作。因为一个检测元件的误动作或拒动作可能性较大，但几个检测元件同时误动作或同时拒动作的机会将大大减小。63. 什么是信号的多重化摄取法？答：在引进型和国产大型机组中，为了提高重要参数的测量准确度和保护系统的可靠性，普遍采用了信号多重化摄取法，如“2取一”、“二取均”、“三取中”、“三取均”等信号摄取法。这些多重化摄取法，虽然增加了变送器的数量，增加了投资，但对提高测量准确度，增加系统的可靠性，是很有必要的。64. 锅炉保护一般应包括哪些内容？答：锅炉保护的内容取决于锅炉设备的结构、容量、燃料的种类及运行方式和热力系统特点，一般应包括：锅炉安全门保护，锅炉汽包
40、水位保护，炉膛压力保护，灭火保护，主汽和再热汽温度高保护，通风保护，断水保护等。65. 大型单元机组为什么要设置机组的大联锁保护系统？答：大型单元机组特点是炉、机、电在生产中组成个有机的整体，加之有大量复杂的控制系统及装置，其相互间的关系又都非常密切,当其中某些环节发生故障后，将会影响整个机组的安全运行，严重的故障可能导致机组停机，甚至危及设备和人身安全。为了维持整个生产过程的连续性，保护设备的安全，应设计一套比较完善的连锁保护装置。炉机电大联锁保护的作用就是将炉、机、电联系起来，无论哪一部分出现故障，其他部分都会作出相应的反应。66. 什么是炉膛安全监控系统FSSS？答：当锅炉启动、点火、运
41、行或工况突变时，保护系统监视有关参数和状态的变化，防止锅炉或燃烧系统煤粉的爆燃，并对危险状态作出逻辑判断和进行紧急处理，停炉后和点火前进行炉膛吹扫等保护措施。实现炉膛安全监控的系统称为炉膛安全监控系统FSSS(Furnace Safeguard Supervisory System )。67. 什么时候允许锅炉退出FSSS？答：对运行中的锅炉，当出现下列情况时允许将FSSS退出运行：(1) 装置拒动；(2) 装置故障；(3) 锅炉试验或设备故障，须将装置退出运行时。68. 简述引进或国产大型机组FSSS系统的主要功能作用？答：炉膛安全监控系统FSSS是现代大型锅炉设备使用的保护控制系统。它是根
42、据一定的程序以及设备的允许条件完成锅炉的启动、升负荷、正常运行监视和事故联锁保护等功能，来提高设备的可靠性和运行的经济性。FSSS系统是由火焰检测、油层控制、煤层控制、电源装置和主逻辑控制柜构成。它具有以下主要功能：（1）监视锅炉各燃烧器火焰及全炉膛火焰；（2）当炉膛正、负压力超过规定值时，发出报警信号，提醒运行人员注意；（3）当炉膛火焰出现燃烧不稳的临界状态时，及时发出报警信号，警告运行人员迅速进行燃烧调整；（4）当出现危及锅炉安全运行情况，如突然灭火、给水中断、送风中断等，立即切断锅炉的所有燃料供给，防止锅炉发生恶性事故，这称为主燃料跳闸功能(MFT)；（5）当主燃料跳闸以后，在满足一定的
43、吹扫条件下进行自动吹扫，消除炉膛内残余的可燃物质，防止点火时爆燃；（6）自动记忆引起主燃料跳闸的首次原因及事故发生的时间，以供分析判断事故情况参考；（7）在吹扫完成以后，对每个油燃烧器进行自动点火；（8）当油燃烧器点燃以后，对于直吹式锅炉，应自动启动磨煤系统，煤粉燃烧器自动投入远行；（9）锅炉炉膛安全监控系统是一个非常重要的装置，所有设备本身及接口可进行自检，保证装置的可靠性；（10）能对事故发生的原因和参数进行追忆，按顺序打印出产生事故的各种原因及参数变化情况。69. 锅炉炉膛内有哪几种情况发生可燃混合物积存危险？答：锅炉炉膛内有以下几种情况发生可燃混合物积存危险：（1）燃料、空气或点火能量
44、中断，造成炉膛内瞬时失去火焰时，可燃物堆积，如接着点火或火焰恢复时，就可能引起爆燃；（2）在多个燃烧器正常运行时，一个或几个燃烧器突然失去火焰，也会堆积可燃混合物；（3）整个炉膛灭火，造成燃料和空气可燃混合物聚积，在再次点火或者有其他点火源存在时，这些可燃混合物就会爆燃；（4）在停炉检修期间，由于阀门管道泄漏，燃料漏入炉膛，在遇到火源时也会造成爆燃；（5）炉膛顶部大量结焦，大片焦块下落冲击火焰中心，造成火焰熄灭或燃烧混乱结焦物在冷灰池内与炉底水封产生反应，生成大量水蒸气和水煤气，也会造成爆燃。70. 简述炉膛安全监控系统FSSS有哪些跳闸条件？答：炉膛安全监控系统FSSS有以下几种跳闸条件：（
45、1） 两台送风机掉；（2） 两台引风机掉；（3） 水冷壁水循环量不足；（4） 汽机掉闸；（5） 手动跳闸；（6） 汽包水位低；（7） 风量小于30%；（8） 炉膛压力高；（9） 炉膛压力低；（10） 失去DC电源；（11） 失去系统电源；（12） 失去CCS电源；（13） 机组火焰故障；（14） 失去燃料跳闸；（15） 模拟跳闸。71. 什么是主燃料跳闸保护（MFT）？答：当锅炉设备发生重大故障，以及汽轮机由于某种原因跳闸或厂用电母线发生故障时，保护系统立即使整个机组停止运行，即切断供给锅炉的全部燃料，并使汽轮机跳闸。这种处理故障的方法，称为主燃料跳闸MFT(Maste Fuel Trip)保
46、护。72. 什么是RB？答：当锅炉的主要辅机(如给水泵、送风机、引风机)有一部分发生故障时，为了使机组能够继续安全运行，必须迅速降低锅炉及汽轮发电机的负荷。这种处理故障的方法，称为锅炉快速切回负荷RB(Run Back)保护。73. 什么是FCB？答：当锅炉方面一切正常，而电力系统或汽轮机、发电机方面发生故障引起甩负荷时，为了能在故障排除后迅速恢复发送电，避免因机组启停而造成经济损失，采用锅炉继续运行，但迅速自动降低出力，维持在尽可能低的负荷下运行，以便故障排除后能迅速重新并网带负荷。这种处理故障的方法，称为机组快速切断FCB(Fast Cut Back)保护。74. 什么叫锅炉的超压保护？答
47、：锅炉是个受压容器，它的汽包、过热器和再热器等部件在正常运行时已承受很高的压力和温度，但如果机组运行中发生调整不当，汽机大幅度甩负荷等工况时，就会使主蒸汽压力骤然升高，若超过承压部件的允许规定值时，就有可能造成严重事故，为此，锅炉机组上都设有超压保护，超压保护系统的结构与锅炉的结构和运行方式有关。75. 什么叫做水位保护？答：汽包水位保护是指锅炉汽包中水位高低的保护，只有维持汽包水位在允许的范围内，才能保证机、炉安全运行。水位高保护系统分三值动作。当水位高至一值时，保护系统发出水位高预报信号，引起运行人员注意，此预告信号作为水位高二值的“与”条件。经采取措施，若水位不回降而继续升高至二值时，保护系统自动打开事故放水门，水位高二值信号并作为高三值信号的“与”条件。放掉一部分水后，若水位不回降而继续升高至三值时，保护系统发出紧急停炉信号，停止锅炉运行。当母管制运行锅炉的安全门动作时，汽包压力下降，会造成假水位现象，此时保