水輪機調速器研究管理論文

導語：水輪機調速器研究管理論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、我國調速器產品發展回顧

解放初期，我國水輪機調速器事業一片空白，幾乎從零開始，大部分產品從蘇聯購買，少量制造亦是照搬蘇聯圖紙生產。50～60年代，我國水輪機調速器大部分系機械液壓型調速器。在""年代，當時的水利水電科學研究院、哈爾濱工業大學、哈爾濱電機廠等單位曾聯合研制了我國第一臺電子管電液調速器，并安裝在廣東從化流溪河水電站運行了一段時間。60年代初，當時的水利水電科學研究院、天津電氣傳動設計研究所、長江流域規劃辦公室等單位聯合研制了我國第一臺晶體管電液調速器，并在湖北陸水試驗電站運行了相當長一段時間。70年代至80年代初，新建的大中型水電站較多地采用了電子管、晶體管或小規模集成電路電液調速器，一些小型水電站也少量采用了電液調速器，此階段可算是機械液壓調速器與電氣液壓調速器并重。但電氣液壓調速器由于所選用的主要電子元件/組件質量不過關，其長期使用的可靠性普遍較低。

我國水輪機調速器的快速發展是從80年代初開始的，由于改革開放和科技進步，國內有關科研單位、高等院校及制造部門為提高調速器的運行可靠性與調節品質，開始研制微機調速器。華中科技大學、電力自動化研究院（能源部南京自動化所）、天津電氣傳動設計研究所、中國水利水電科學研究院、長江流域規劃辦公室等單位相繼開展了以微處理器為核心的電液調速器的研制。

華中科技大學自1981年底開始研制適應式變參數并聯PID微機調節器，1984年11月在湖南歐陽海水電廠投入運行。1989年與天津傳動設計研究所、湖南水科所、武漢水電控制設備公司及天津水電控制設備廠共同研制的WT-S雙微機調速器通過產品鑒定，并投入小批量生產，微機調節器以Z-80單板機為硬件核心，兩臺微機配以相同功能的測頻、CPU、D/A及A/D模塊，雙微機互為備用，采用適應式變參數PID調節模式，較好地滿足了電站運行要求，但與外國產品相比，因我國基礎工業水平的制約，整機硬件可靠性較低，性能一致性與長期運行的穩定性難以保證。

90年代以來，隨著可編程控制器（PLC）技術的不斷完善，各單位相繼開展了將可編程控制器應用到調速器中的研究工作。華中科技大學分別與有關單位合作開發不同品牌的PLC微機調節器，首臺調節器于1993年5月在歐陽海水電廠投入運行。目前，PLC型電液調速器已成為我國微機電液調速器的主導產品。

此外，華中科技大學還分別與哈爾濱電機廠、東方電機廠等單位合作研制出以8086、8096CPU為核心，采用STD總線結構和MIC-2000工控機型雙微機調速器，成功地在巖灘、寶珠寺等水電廠投入運行。電力自動化研究院在繼承ST-700系列微機調速器的雙微機雙通道系統結構基礎上，研制了基于MC68322微機的水輪機調速器。

現在由于在水輪機調速器中廣泛采用電子技術、液壓技術和自控技術的最新技術成果，使現代水輪機調速器的面貌煥然一新。其可靠性和主要技術指標大為提高，控制功能不斷擴展和完善。不僅適應了水電廠計算機監控的需要，而且為機組安全和經濟運行奠定了基礎。

然而，這來之不易的行業發展局面越來越多地受到近年來混亂的市場競爭沖擊，如不采取措施及時建立健康規范的行業市場，將有可能葬送經幾代人不懈努力換來的我國調速器產品技術進步與質量基礎。關于這一點，將在第4節作歸納說明。

二、我國主要調速器制造企業的產品情況

中國水利水電科學研究院生產的微機調速器以PLC/IPC為硬件平臺，采用液壓數字邏輯插裝技術或比例插裝技術，以快速開關閥和插裝閥等元件/組件分別代替電液轉換器和主配壓閥，系統無需D/A轉換，調節與控制無需由閥的"中間位置"來保證，具有靜態耗油量小、性能一致性好、元件互換性好、集成化程度高等優點，且能實現液壓系統全面的容錯控制，徹底解決了長期困擾水電廠的調速器拒動、發卡、漏油等問題，還具有顯著的節能、降耗、增壽、環保等特點。

天津電氣傳動設計研究所生產的微機電調采用以PLC為核心的調節器，步進電機-凸輪傳動裝置取代電液轉換器。這種不用油的電機轉換元件解決了過去電液轉換器抗油污能力差、易卡阻之弊病。

武漢三聯水電控制設備公司生產微機電調采用PLC步進缸構成電液隨動系統為主。部分電液隨動系統采用脈寬調制開關閥＋主配結構的形式。

武漢事達電氣有限公司生產的微機電調均以PLC為核心，用步進電機螺紋伺服缸取代電液轉換器，構成新型電液隨動系統。

長江控制設備研究所的微機電調采用PLC或工控機并以伺服電機螺桿機構取代中間接力器，或以電動集成閥控制主配壓閥，以機械液壓隨動系統驅動主接力器。

南京自動化研究所的微機電調采用自制硬件構成的雙微機冗余系統，應用比例伺服閥和脈寬調制式電磁閥構成的液壓容錯控制。

東方電機股份有限責任公司的微機電調采用雙工控機冗余系統，電液隨動系統中配用比例伺服閥，并設有液壓跟蹤手動控制閥供手動運行用。

能達通用電氣公司的微機電調以PLC為核心，步進電機螺桿機構取代中間接力器，并配以機械液壓隨動系統。

此外，我國中小型微機電調的液壓系統除了傳統結構產品外，中國水利水電科學研究院、長江控制設備研究所等單位還采用16MPa的皮囊式蓄能器的高油壓液壓系統；可減少液壓放大環節和減小尺寸、簡化結構，省去為油罐補充干燥壓縮空氣的專用的供氣系統及相應設備，同時能解決調速器液壓系統中存在的油/水混合、氣/液混合帶來的元件銹死、腐蝕、振動和氣蝕等方面問題。

與國外同類產品相比，目前我國生產的微機型電液調速器性能與國外水平相當，個別甚至略優，主要差距在加工工藝水平，且大型調速器6.4Mpa以上的液壓系統起步不久。

三、國外主要調速器產品的特點

1.美國GE（原WOODWARD公司）采用三機表決系統，其余均為單機系統（按中國用戶要求提供雙機系統除外），產品質量性能穩定、可靠性高。

2.除ALSTOM、HYDROVEVEYSA兩公司采用串聯PID結構外，其余均采用并聯PID結構；PID參數均按空載、孤立網運行、大網運行三種工況給定。

3.微機更新升級快，均采用32位微機，速度快、容量大，為擴展調速器功能創造了條件。

4.具有較強的診斷及容錯功能和較強的抗干擾能力。

5.除VEVEY、KMW公司采用機械液壓隨動系統外，其余均采用電液隨動系統。

6.除GE和VATECHE-SCHERWYSS公司采用比例閥外，ALSTOM、VOITH、VEVEY均采用自制電液轉換器。

7.為改善靜、動態性能，大多數國外產品在電液隨動系統中引入了PI、PD或PID調節。

8.增強智能化功能，如VOITH公司500系列產品機組啟動加速控制。

9.在三峽工程，美國GE公司曾提出三機表決系統、雙比例閥液壓冗余方案，并與哈電合作，在三峽右岸機組中中標；而ALSTOM以雙電液轉換器方案在三峽左岸工程中中標。

四、行業市場現狀

我國每年生產800~1000臺調速器，大型微機電調約150臺，其余為中小型調速器，目前，除小型調速器還有機械液壓型調速器生產外，大中型一般都是以微機調速器產品為主。

隨著市場經濟的不斷深化，目前水輪機調速器市場已造成�quot;結構性過剩"為特征的買方市場，從總體情況看，水輪機調速器產品處于供大于求的態勢。

調速器產品的生產特點屬單臺/小批量生產，不能形成一定的規模，因此勞動生產率低。隨著改革開放、市場經濟、體制改革的日益深化，調速器制造行業中民營企業不斷涌現，企業數量不斷增多，競爭日益激烈殘酷，導致產品價格嚴重偏低，所以企業的經濟效益普遍不高，進而限制了企業的發展與規模擴大。調速器行業的市場現狀大體具有如下特征：

1.調速器產品在國民經濟中所占的比例十分微小，行業優勢不突出；

2.調速器市場容量小，產品市場價格混亂，利潤空間過于狹窄，大部分企業發展艱難；

3.行業內生產專業化程度低、力量分散、低水平重復嚴重，地區和企業之間產品雷同問題突出，市場競爭機制不健全，行業無序，盲目競爭，相互壓價，使企業效益下降、資金缺乏、周轉困難，嚴重制約本行業整體水平的提高及競爭力的增強；

4.水輪機調速器市場以"關系式生意"占主導地位，生產廠商短視、不自律，市場價格行為更加無序、無據可循；

5.調速器產品招投標過程中，技術人員從技術角度不切實際地片面要求設備配置越高越好，包含的東西越多越好（恨不得把所有水機自動化的東西都包含到調速器設備中），中小設備盲目攀比大型及巨型機組調速器配置，而在商務方面，又片面強調價格低廉，希望價格越底越好，業主普遍要求本已很低廉的調速器本體價覆蓋所有水機自動化的東西，總以為銷售人員能出這個價，供貨商一定能消化。這是一個重大誤區，俗話說："買東西的永遠沒有賣東西的精！"為保證利潤空間，供貨商往往會挖空心思去"降成本"，為此常常出現一些本不該有的質量問題，利益損害最終還得有業主去埋單；

6.市場黑洞多，不公平交易十分普遍；

7.為排斥他人，一些廠家競標時故意漏報設備項目（有的是事先得到業主的默認），中標后又要求業主追加合同款項，如追加不成，只好挖空心思去"降成本"，以犧牲產品質量為代價，這種惡劣做法日后又被其它廠商仿效，已成普遍現象；

8.設計院招標文件普遍混亂、相互抄襲、以訛傳訛、自以為是、一味排斥創新產品的競標資格，有些標書事實上已成為阻礙調速器技術創新的絆腳石，甚至有誤人子弟之嫌；

9.業主消費觀念不成熟，重表面價格、輕內在質量與服務，助長惡性競爭；

10.有些企業想用所謂的資金規模"上擠下壓"，恨不得擠死競爭對手，而實際情況又很難將誰擠出局；

11.調速器行業營銷人員普遍職業道德低下，對自家產品往往進行夸大其辭的宣傳，誤導用戶，例如過分夸大雙微機配置的優點，導致用戶不分具體情況，盲目要求用雙機系統。有些廠商還惡意詆毀競爭對手、夸大對方不足、不擇手段，甚至人身攻擊；

12.一些招標文件對于業績資質的要求，客觀上已阻礙了技術創新；

13.調速器經銷隊伍逐年擴大，各廠商片面重視銷售業績，整個調速器市場幾乎每賣一臺設備都在打價格心理戰；

14.惡性競爭導致產品價格過低，調速器供應商從設計制造等各環節一味簡化、降低標準與技術性能、能省則省，采用低劣的材質、元件/組件，造成產品質量不穩、倒退，售后服務無法得到保證，影響正常的發電生產，直接損害到業主利益。這種現象長此以往，將葬送我國調速器產品來之不易的技術進步；

15.無序、無規則、不遵守規則，這種混亂的完全不規范市場競爭，將有可能把水輪機調速器行業帶入誤區。

五、結語

1.隨著計算機技術和現代液壓技術的發展，水輪機調速器更新換代將進一步加快。

2.微機運算速度快、容量增大，為擴展調速器的功能提供可能。

3.加快新調節規律研究步伐，提高產品動態性能。

4.加速液壓行業、機械電子行業、自控領域的新技術在調速器中運用。

5.中小型調速器向高油壓等級發展。

6.對于目前不健康的調速器市場，我們應科學、客觀、理智地對待它，如何走出困境，我們需要更多的分析，調動各方力量，進行適當的規劃組織與協調，兼顧各方利益，放眼未來，共同營造一個健全的水輪機調速器市場，鞏固來之不易的調速器技術進步，促進水輪機調速器事業的進一步發展，最終躋身世界先進水平。