关于热电仪表方面知识问答

关于热电仪表方面知识问答

《热工仪表知识100问》是昌晖仪表制造有限公司根据热电厂热工专工工作范围整理，内容主要侧重于热电厂热工仪表运行和维护方面的知识。

1、什么叫测量与测量仪表？

测量就是通过实验的方法，把被测量与其所采用的单位标准量进行比较，求出其

数值的过程。

被测量与其单位用实验方法进行比较，需要一定的设备，它输入被测量，输出被测量单位的比值，这种设备就叫测量仪表。

2、什么是测量结果的真实值与测量误差？

测量结果的真实值是指在某一时刻，某一位置或某一状态下，被测物理量的真正大小，一般把标准仪器所测量的结果视为真实值。

测量误差：测量结果与测量真实值之存在的差值，通常称为测量误差。测量误差

有大小、正负和单位。

3、什么叫示值的绝对误差、相对误差与引用误差？

仪表的指示值与被测量的真实值之间的代数差，称为示值绝对误差。

示值的绝对误差与被测量的实际值之比称为示值的相对误差。

示值的绝对误差与该仪表的量程上限或量程范围之比，称为示值的引用误差，以

百分数表示。

4、什么叫仪表的基本误差与系统误差？

在规定的技术条件下，将仪表的示值和标准表的示值相比较，在被测量平稳增加和减少的过程中，在仪表全量程取得的诸示值的引用误差中的最大者，称为仪表

的基本误差。

在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号保持恒定，

或按照一定规律变化，这种误差称为系统误差。一般可以通过实验或分析的方法查明其变化的规律及产生的原因，并能在确定数值大小和方向后，对测量结果进行修正。

5、什么叫仪表的灵敏度与仪表的分辨力？

灵敏度是仪表对被测量的反应能力，通常定义为输入变化引起输出变化ΔL对输入变化ΔX之比值。它是衡量仪表质量的重要指标之一，仪表的灵敏度高，则示值的位数可以增加，但应注意灵敏度与其允许误差要相适应，过多的位数是不能

提高测量精度的。

仪表的分辨力也叫鉴别力，表明仪表响应输入量微小变化的能力。分辨力不足将引起分辨误差，即在被测量变化某一定值时，示值仍不变，这个误差叫不灵敏区

或死区。

6.、火力发电厂的热工测量参数有哪些？

一般有温度、压力、流量、料位和成分，另外还有转速，机械位移和振动。

7、简述数显表的结构及各部分的作用。

数显表结构及各部分的作用如下：

①传感器：它给数显表提供输入信号、电压或电流信号；

②放大器：它将输入的电压或电流信号进行放大；

③A/D转换器：即模数转换器，它是数字仪表的核心。它的作用是将连续的模

拟电压信号转换成离散的数字信号，并以数字形式显示测量结果；

④线性化器：通常传感器具有非线性的函数关系，它的作用是消除非线性误差；

⑤寄存与显示器：将A/D转换器的输出信号进行寄存和数字显示；

⑥控制逻辑电路：对全机进行控制，协调各部件工作；

⑦报警电路：对被测参数的上、下限进行报警。

8、热电厂中测量温度的意义是什么？

在电厂热力生产过程中，温度是保证安全，经济发电的一个重要

参数。如过热蒸汽温度控制不好，过热器就可能因为过热而爆管，汽包和汽缸在机组启停时，若温度不均要产生危险的热应力，又如排烟温度比设计值高，则锅炉效率要降低，主蒸汽温度低于设计值，则汽轮机的效率也要降低。因此，准确地测量温度对于保证电厂生产过程的安全和提高经济效益是十分重要的。

9、热电厂中所用温度计，按工作原理分哪几类？

①压力表式温度计；

②玻璃管液体温度计；

③双金属温度计；

④热电阻；

⑤热电偶；

⑥辐射温度计。

10、热电阻温度计的测温原理？

热电阻的测温原理是基于导体和半导体材料的电阻值随温度的变化而变化，再用显示仪表测出热电阻的电阻值，从而得出与电阻值相对应的温度值。

11、简述热电偶测温原理？

热电偶测温的基本原理是热电效应。把任意两种不同的导体或者是半导体连接成闭合回路，如果两接点的温度不等，在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。热电偶就是用两种不同的金属材料一端焊接而成，焊接的一端叫测量端，未焊接的一端叫参考端，如果参考端温度恒定不变，则热电势的大小和方向只与两种材料的特性和测量端的温度有关，且热电势和温度之间有一固定的函数关系，利用这个关系，只要测出热电势的大小，即可达到测量温度的目的。

12、热电偶的均质导体定律的内容？

两种均质金属组成的热电偶其电势大小与热电极直径、长度及原热电极长度上的温度分布无关，只与热电极材料和两端温度有关，热电势大小是两端温度的函数之差，如果两端温度相等，则热电势为零，如果材质不均匀，则当热电极上各处温度不同时，将产生附加热电势，

造成无法估计的测量误差。

13、热电偶中间导体定律？

在热电偶回路中，插入第三、四种导体，只要使插入导体的两端温度相等，且插

入导体是均质的，则无论插入导体的温度分布如何，都不会影响原来热电偶的热

电势的大小。

14、热电偶的中间温度定律的内容的什么？

热电偶在接点温度为t、t0时的热电势等于该热电偶在接点温度为t、tn和tn、

t0时相应的热电分为的代数和，即：

E AB(t,t0)= E AN(t,tN)+ E NB(tn,t0)

15、利用热电偶测温时，热电偶参考端为什么要求处于0℃？

由热电偶测温原理知道，热电势的大小与热电偶两端的温差有关。因此，要准确地测量温度，必须使参考端的温度固定，一般固定在0℃，热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度仪表，其参考端都是以0℃为条件的。故在使用中热电偶的参考端要求处于0℃。如果使用时参考端不是0℃，必须对参考端的温度进行修

正。

16、温度变送器在温度测量中的作用是什么？

热电偶的毫伏信号及热电阻的阻值变化信号，经温度变送器被转换成统一的电流信号。输入到显示、记录仪表中，可作为温度的自动检测，输入到调节器中，可组成自动调节系统，进行温度自动调节。经过转换输入到电子计算机中，可进行

温度巡回检测，计算机控制等。

17、辐射温度计的测温原理是什么？辐射式高温计有哪几种？

辐射温度计的测温原理是利用被测温物体的热辐射能量与其温度有一定的关系，通过测量热辐射能量来显示被测物体的温度。

目前广泛应用的辐射式高温计有光学高温计和全辐射温度计。此外，比色高温计、

红外线温度计等也在发展。

18、热电厂中测量压力的意义是什么？

压力是热力过程中的一个重要参数。准确地测量压力进而控制压力，对保证热力设备安全和经济运行有重要意义。如主蒸汽压力控制不好，汽压过高会使过热器和水冷壁承受不了，主蒸汽压力过低则使锅炉出力和汽轮机热效率下降。再如凝汽器真空达不到要求，则汽轮机出力下降，效率下降。影响到整个机组安全和经

济效益。

19、热电厂中使用有哪些类型的压力计？

热电厂中使用的测压装置主要有以下几类压力变送器、差压变送器、活塞式静重

压力计、压力表。

20、什么叫霍尔效应？

置于磁场中的一片半导体，若使磁场方向垂直于半导体平面，沿着与磁场垂直的方向给半导体通入电流，则在半导体内与磁场方向、电流方向相垂直的方向上将产生电势，称为霍尔电势。这一现象就叫霍尔效应。

21、热电厂中使用有哪些类型的流量计？

热电厂中常用流量计有以下几种：差压式流量计、动压式流量计、转子式）、容积式流量计、靶式流量计和电磁流量计。

22、流体流过节流件其状态参数将如何变化？如何利用此特性来测量流量？流体流过节流件时，流速增大、压力减小、温度降低、比容增加。流体流过节流件时，在节流件前后产生压力差，且此压力差与流量有一定的函数关系，因此测出节流件前后的压力差即能测得量值，差压式流量计就是采用这原理测流量的。

23、简述差压式流量计的工作原理？

差压式流量计是按照流动的节流原理来测量流量的。在圆管中与管道轴线垂直方向固定一个中间具有圆孔而孔径比管道直径小的阻挡件，称为节流件。当流体流过节流件时，流速增加，静压力减少，在节流件前后产生静压力差。这个静压力差与管内平均流速或流量之间

有一定的函数关系。用差压计测出阻挡件前后的压

差，即可间接求出流体的流量。

24、火力发电厂中测量水位的意义是什么？

火力发电厂中有很多设备需要保持正常水位才能安全、经济地运行，例如，锅炉汽包水位、汽机凝汽器水位、除氧器水位、高低压加热器水位等。所以，准确地测量水位，进而更好地控制水位在允许范围内变化，对于保证安全，提高经济效

益具有重要意义。

25、火力发电厂中使用的汽包水位表有哪几种？

汽包水位表主要有云母水位计、差压式水位计、电接点水位计、工业电视。

26、简述云母水位计的测量原理，并说明其主要用途？

云母水位计是采用连通器原理测量水位的。是就地水位计，主要用于锅炉启、停时监视汽包水位和正常运行时定期校对其它型式的水位计。

27、利用差压式水位计测量汽包水位时产生误差的主要原因有哪些？

①在测量过程中，汽包压力的变化将引起饱和水、饱和蒸汽的重度变化，从而造

成差压输出的误差；

②一般设计计算的平衡容器补偿管是按水位处于零水位情况下计算的，运行时锅

炉汽包水位偏离零水位，将会引起测量误差；

③当汽包压力突然下降时，由于正压室内凝结水可能被蒸发掉而导致差压变送器

指示失常。

28、双色水位计的工作原理？

双色水位计是根据连通器原理和汽、水对光有不同的折射率原理来测量水位的。

29、简述电接点水位计的工作原理？

由于水和蒸汽的电阻率存在着极大的差异，因此，可以把饱和蒸汽看作非导体（或高阻导体），而把水看成导体（或低阻导体）。电接点水位计就是利用这一原理，通过测定与容器相连的测量筒内处于汽水介质中的各电极间的电阻来判别汽水

界面位置的。

30、测量锅炉烟气的含氧量有何意义？

锅炉燃烧质量的好坏直接影响电厂的煤耗，锅炉处于最佳燃烧状态时，具有一定的过剩空气系数α，而α和烟气中的O2的含量有一定的关系，因此可以用监视烟气中的O2的含量来了解值α，以判别燃烧是否处于最佳期状态，甚至于把O2含量信号引入燃烧自动控制系统，作为校正信号来控制送风量，以保证锅炉的经济燃烧。氧量过大或过小还直接威胁锅炉的安全运行。

31、大型汽轮机监视项目有哪些？

大型汽轮机监视项目有汽缸金属温度、轴瓦振动、轴向位移、大轴偏心度、汽缸与转子相对膨胀、绝对膨胀、汽轮机转速以及阀门开度等。

32、简述电气式转速表的工作原理？

电气式转速表采用测速发电机为转换器。测速发电机通过软轴与汽轮机大轴相连接。汽轮机转动时，带动测速发电机转子转动，从而发电。其输出电压和转速成正比。测速发电机输出的交流电压经各组整流器整流成直流电压，加到各分压器上，由分压器取出的电压信号，送入显示表，即指示出转速。

33、写出压力表的投入操作步骤？

①开启一次阀门，使导管充满介质；

②二次阀门为三通门时，缓缓开启排污手轮，用被测介质导管冲洗干净后，关闭

排污手轮；

③缓缓开启二次阀门，投入仪表；

④多点测量的风压表投入后，应逐点检查指示是否正常；

⑤真空压力表投入后，应进行严密性试验。（在正常状态下，关

闭一次阀门，五

分钟内指示值的降低不应大于30%）。

34、怎样安全使用万用表？

①测量时应手持测试笔绝缘部分。

②测量大电流大电压时，不要带电改变功能旋钮或量程选择旋钮。

③被测电量不能超过仪表的最大允许值。

④测量交流和直流迭加时，要考虑万用表各部分承受能力。

⑤使用完，应将开关置于关位置，如无此档，可置于大电压档，长期不用，应

取取出电池。

35、为什么用万用表测量电阻总要先调零？

因为用万用表的欧姆档测量电阻时，表头偏转电流的大小是在电压一定感的情况下，才与被测电阻具有一定关系的，实际上，欧姆档上电源电压是电池产生的，它的电势值不是恒定的，当电池电压很低时，即使Rx=0，仪表指针也不会达到满偏，所以电压的变化会给欧姆档带来很大的误差，为避免电源电压变化带来的

误差，事先要先调零。

36、自动调节系统由哪两部分组成？组成自动调节系统最常见的基本环节有哪

些？

自动调节系统由调节对象和自动装置两部分组成。组成自动调节系统常见的基本环节有一阶惯性环节、比例环节、积分环节、微分环节和迟延环节。

37、简述三冲量给水调节系统的信号来源

在三冲量给水调节系统中，调节器接受三个输入信号：主信号汽包水位H，前馈信号蒸汽流量D，和反馈信号给水流量W。其中，蒸汽流量和给水流量是引起汽包水位变化的主要原因，当引起汽包水位变化的扰动一经发生，调节系统立即

动作，能即使有效的控制水位的变化。

38、什么叫闭环控制？闭环控制中，常用什么参数来衡量控制质

量？

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。分析一个闭环控制系统的性能时，常用上升时间和过渡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。

39、比例调节器作用和优点是什么？

比例调节器作用和优点是反应速度快，调节作用能立即见效，即当有偏差信号输入时，调节器的输出立即与偏差成比例的变化，较快的克服干扰所引起的被调参

数的波动。

输出的偏差信号越大，输出的调节作用越强，这是比例调节器的一个显著特点。

40、简述PID控制的调节过程。

PID控制由比例、积分、微分三个环节组成。当干扰出现时，微分调节立即动作，同时，比例调节也起克服作用，使偏差的幅度减小，接着积分开始起作用，该系统较比例积分系统具有更强的克服偏差的能力。PID调节系统只经过短暂的衰减震荡后，偏差即被消除，进入新的稳定状态。

41、为什么不能单独使用微分调节？

单纯的微分调节器的输出只能反映偏差信号的速度，不能反应偏差大小，调节的结果不能消除静差，因此不能单独的使用微分调节器，而总要和比例或积分规律

结合起来使用。

42、压力式液位计的工作原理是什么？

各种液体的介电常数不同，当液位变化时，置于容器液体中的电容或容器本身的电容就会发生变化，可通过测量其变化来测量液位的变化量。

43、什么是动态过程和稳态过程？

动态过程又称过渡或瞬态过程，指系统在典型输入信号的作用下，系统输出量从

初始状态到最终状态的响应过程。

稳态过程指系统在典型输入信号的作用下，当时间t趋于无穷时，系统输出量的

表现方式。

44、什么是前馈调节？前馈调节与反馈调节有什么区别？

前馈调节是按照扰动的变化量进行调节的系统。

前馈调节与反馈调节有什么区别在于：

①前馈调节的测量参数是可能引起被调量变化的过程量，而反馈调节的测量参数

是被调节变量的本身。

②前馈调节能在扰动产生的瞬间就发出调节信号，而反馈调节要等干扰量影响到

被调量时才发出调节信号，所以前馈调节更及时。

③前馈调节是不管调节效果的，而反馈调节是管调节效果的。

45、什么是分散控制(DCS)系统？

DCS为分散控制系统的英文（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）简称。DCS 分散控制系统指控制功能分散、风险分散、操作显示集中。它是采用分布式结构的智能网络控制系统即利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。作为一种纵向分层和横向分散的大型综合控制系统，它以多层计算机网络为依托，将分布在全厂范围内的各种控制设备的数据处理设备连接在一起，实现各部分信息的共享的协调工作，共同完成控制、管理及决策功能。

46、电气控制系统(ECS)主要包括哪些内容？

电气控制系统主要包括各厂用断路器的合分控制,发变组控制,励磁电压调

节,AVR的设置与调节,自动准同期设置等。

47、什么是现场总线控制系统(FCS)？

现场总线是将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时控制通信网络，遵循ISO和OSI开放系统互连参考模型的全部或部分通信协议。现场总线控制系统(Fielbus control system)则是

开放的现场总线控制网络将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时网络控制系统。

48、DCS系统由哪几部分组成？

DCS系统包括三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口．人机接口包括操作站、工程师站、历史站和现场控制站。控制器I/O部件和生产过程相联接，操作站和人相联系，通讯网络把这两部分联成系统。所以操作站是DCS 的重要组成部分，工程师站给控制器和操作站组态，历史站记录生产过程的历史数据。现场控制站用于现场信号的采集处理，控制策略的实现，并具有可靠的

冗余保证和网络通信功能。

49、什么是数据采集系统(DAS)？

数据采集系统(DAS)指采用数字计算机控制系统对工艺系统和设备的运行参数、状态进行检测，对检测结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行运算分析，并提出运行指导的监视系统。

50、什么是协调控制系统(CCS)？

协调控制系统(CCS)指将锅炉-汽轮发电机组作为一个整体进行控制，通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，

以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组的调频、调峰的能力，它直接作用的执行级是锅炉燃料控制系统和汽轮机控制系统。

51、协调控制系统的运行方式有哪几种？

协调控制系统有几种运行方式：

①协调控制方式；

②汽轮机跟随锅炉；

③锅炉跟随汽轮机,机组输出功率不可调节；

④全手动方式。

52、协调控制系统中，为什么采用调速汽门过开来适应电网对机组的功率要求？单元协调控制系统中，因为中间再热机组在调节阀开度改变时，中、低压缸的功率变化有惯性，功率变化滞后于高压缸，所以采用调速汽门过开的措施来适应电网对机组的功率要求，提高汽

机的负荷适应性。

53、DEH系统由哪些部分的组成？

DEH系统主要有五大部分组成：

①电子控制器(主要包括数字计算机、混合模拟插件、接口和电源设备等，用于

接收反馈信号、逻辑运算、和发出指令进行控制等)；

②操作和监视系统主要是图象站。(包括操作盘、独立的计算机、显示器和打印

机等，为运行人员进行人机对话，提供运行信息、监督和操作)；

③油系统。包括高压抗燃油和润滑油系统；

④转换放大和执行机构(包括伺服系统、手动备用控制系统、以及具有附加快关、

隔离和逆止装置的单侧油动机等，负责控制主汽门、调节汽门)；

⑤保护系统(主要包括继电系统和电磁阀。用于防护和遮断机组)。

54、什么是顺序控制系统(SCS)？

顺序控制又叫程序控制。SCS顺序控制系统指对火电机组的辅机及辅助系统，按照运行规律规定的顺序(输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序)实现启动或停

止过程的自动控制系统。

55、什么是大型单元机组的完整控制模式?

大型单元机组完整的控制模式，包括数据采集系统DAS、协调控制系统CCS、汽轮机电液调节系统DEH、给水泵汽轮机微机调节系统MEH、汽机TSI、旁路控制系统BPC和全厂辅助系统BOP等功能子系统。将控制、报警、监视、保护四大功能集中到一起，实现了机、炉电的集中监控。

56、什么是FSSS炉膛安全监控系统?

炉膛安全监控系统(FSSS)指对锅炉点火和油枪进行程序自动控制，防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起炉膛爆炸而采取的监视和控制措施的自动系统。

其包括燃烧器控制系统BCS和炉膛安全系统FSS。

AGC即自动发电控制，根据电网对各电厂负荷要求对机组发电功率由电网调度

进行自动控制的系统。

58、什么是MFT？

MFT是指锅炉主燃料跳闸，指保护信号指令动作或由人工操作后控制系统自动将锅炉燃料系统切断，并且联动相应的系统及设备，使整个热力系统安全的停运，

以防止故障的进一步扩大。

59、什么是DEH？

汽轮机数字式电液控制系统(DEH-digitalelectro-hydraulic control system)，是由按电气原理设计的敏感元件、数字电路以及按液压原理设计的放大元件和液压伺服机构构成的汽轮机控制系统。主要功能是对汽轮机进行转速控制、负荷控

制、阀门管理、和汽机超速保护等。

60、什么是ATC？

ATC或ATSC是汽轮机自启动控制，根据汽轮机的运行参数和热应力计算，使汽轮机从盘车开始直到带初负荷按程序实现自启动。

61、什么是OPC？

OPC是汽轮机的超速保护控制功能，常见有以下两种：

①当汽轮机转速达到额定转速的103%时，自动关闭中、高压调节汽门；当转速

恢复正常时，开启这些汽门以维持额定转速；

②正常运行中，当汽轮机转速加速度超过给定值时，发出超速指令，关闭高、中

压调速汽门；当加速度为0时由正常转速控制回路维持正常转速。

62、什么是BPC？

BPC是旁路控制系统，是汽轮机旁路系统的自动投入和旁路系统蒸汽压力、温

度等自动控制系统的总称。

ETS是汽轮机的紧急跳闸系统。在汽轮机的运行过程中，机组重要参数越限等异常工况下，实现自动停止汽轮机运行的控制系统。

64、什么是MEH？

MEH是驱动给水泵的小汽轮机的电液调节系统，它是采用微型计算机控制和液压执行机构实现控制逻辑，驱动给水泵汽轮机的控制系统。其主要功能是对小汽轮机进行转速控制、负荷控制、阀门管理、和小汽机超速保护等。

65.什么是辅机故障减负荷(RB)？

辅机故障减负荷(RB)，是针对机组主要辅机故障采取的控制措施，即当主要辅机(如给水泵、送风机、引风机)发生故障机组不能带满负荷时，快速降低机组负荷

的一种措施。

66、简述微机分散控制系统的通信网络结构的三种形式。

微机分散控制系统的通信网络结构主要有星形、环形和总线三种形式。星形结构

的结点分为中心结点和普通结点，它们之间用专用通信线以辐射方式相连。环形结构是将分散的结点连成一个封闭的环，信息沿环路单向或环向传递，各结点有存储和转发的功能。总线结构是树形只有主干的特例，可看作一个开环，它将网络结点全部连接到一根共享的总线上。对于不同型号的分散系统或同一型号的分散系统的不同层次，制造厂以达到最好的效果来选用合适的通信网络系统。

67、热工信号和电气信号的作用什么？

热工信号(灯光或音响)的作用是在有关热工参数偏离规定范围或出现某些异常情况时，发出灯光或音响(语音)信号，提醒运行人员注意，以便采取措施，避免

事故的发生和扩大。

电气信号的作用是反映电气设备工作的状况，如合闸、断开及异常情况等，它包

括位置信号、故障信号和警告信号等。

68、火电厂的顺序控制有哪些？

火电厂常用的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、锅炉定期排污系统、锅炉炊灰、凝汽器胶球冲洗、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。

69、单元机组协调控制投入的顺序如何？

在正常情况下，机组协调控制投入的顺序：

①送风投入自动；