淺談水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件的開發(fā)與設(shè)計

李一鳳

摘 要：隨著科技的發(fā)展，計算機(jī)輔助軟件得到了廣泛的應(yīng)用。迄今為止，計算機(jī)的出現(xiàn)使人們的生活更加方便的同時還提高了人們的生活質(zhì)量和工作效率。隨著中國水電事業(yè)的不斷發(fā)展，水輪機(jī)在水力發(fā)電等方面承擔(dān)了重要角色。如果將二者有效地相結(jié)合，不僅簡化水利工程的工作流程，還能充分體現(xiàn)在工程項(xiàng)目中計算機(jī)輔助軟件所占的重要地位。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī)；計算機(jī)輔助軟件；水利工程

在電子產(chǎn)品日趨重要的今天，計算機(jī)輔助軟件技術(shù)不僅受到高度重視，還在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。因此，水利工程也受到計算機(jī)輔助技術(shù)的巨大影響。在工程項(xiàng)目的啟動實(shí)施過程中，與項(xiàng)目有關(guān)的計算機(jī)輔助技術(shù)也層出不窮。近幾十年計算機(jī)輔助技術(shù)出現(xiàn)在人們的生活中，它的出現(xiàn)大大提高了工作效率，節(jié)省了時間還利用計算機(jī)代替了傳統(tǒng)的手工設(shè)計，為設(shè)計者簡化了工作流程。因此，水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件技術(shù)的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然趨勢。

1 水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與計算機(jī)輔助軟件的發(fā)展前景

1.1 水輪機(jī)的組成

目前，應(yīng)用最為廣泛的水輪機(jī)主要有沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)的工作特點(diǎn)和機(jī)身結(jié)構(gòu)，水輪機(jī)可分為貫流式水輪機(jī)、大型混流式水輪機(jī)、水泵水輪機(jī)、大型軸流式水輪機(jī)。水輪機(jī)是將水能轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)運(yùn)動的機(jī)械能，水流量越大，轉(zhuǎn)化的動能越多。其中大型混流式水輪機(jī)領(lǐng)先于國外的先進(jìn)技術(shù)，達(dá)到了國際的領(lǐng)先技術(shù)水平。另一種是充分考慮到水輪機(jī)工作時過程復(fù)雜、機(jī)組振動大的特點(diǎn)的水泵水輪機(jī)，并且結(jié)合水泵水輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，對主要部件進(jìn)行強(qiáng)度分析，提高安全性能。同時，水輪機(jī)采用高精度的密封裝置降低磨損，節(jié)約成本。提高了水輪機(jī)零部件的精度和水輪機(jī)工作的性能。水輪機(jī)主要由座環(huán)、蝸殼、分瓣轉(zhuǎn)輪、與主軸連接的轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)組成。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)水輪機(jī)的導(dǎo)葉限位裝置能夠有效地減少因相互碰撞而產(chǎn)生的事故。此外，水輪機(jī)的雙層油蓋能夠有效地防止油的泄露，降低耗能。工作時，由于機(jī)組臺數(shù)的不同會引起發(fā)電的效率有所差異，然而通過改變機(jī)組的數(shù)量可能會引發(fā)事故，會給檢修的工作人員帶來不便，如果改用計算機(jī)輔助軟件控制機(jī)組的運(yùn)行不僅簡化了工人們的操作程序，還能夠及時發(fā)現(xiàn)故障及時搶修，節(jié)約人力、財力和時間，計算機(jī)輔助軟件的開發(fā)有利于新產(chǎn)品的研發(fā)與設(shè)計。

1.2 應(yīng)用廣泛的水輪機(jī)

隨著水電事業(yè)的發(fā)展，水輪機(jī)依靠其自身的優(yōu)越性，已在水電開發(fā)工程中占據(jù)重要地位。水輪機(jī)主要應(yīng)用于水力發(fā)電站，既可以作為水泵又可以作為一種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的裝置。它的存在能夠很好地改善火力發(fā)電機(jī)組帶來的環(huán)境污染而且降低火力發(fā)電所用的成本。我國水輪機(jī)制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展的階段，這使水輪機(jī)在發(fā)電行業(yè)中起著重要作用，同時成為水利工程中必不可少的設(shè)備之一。伴隨著十八大的圓滿閉幕，政府大力提倡節(jié)能減排，達(dá)到建設(shè)資源友好型社會的目的。水輪機(jī)發(fā)電能實(shí)現(xiàn)環(huán)境的自我保護(hù)，減少化石能源的燃燒，符合節(jié)能減排的社會理念。同時，水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計仍然在不斷地完善，不斷與新技術(shù)相結(jié)合使水輪機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。因此開發(fā)水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件成為了水利發(fā)電的必然趨勢。

1.3 水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件開發(fā)的必然性

水輪機(jī)在水利工程中一直占有重要地位，水輪機(jī)也一直向高性能、高參數(shù)、大容量的方向發(fā)展。為解決電力問題需要大力擴(kuò)建水電站，因此水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件是水輪機(jī)發(fā)展的必然方向。在興建水電站的同時會需要大量的人力來控制水輪機(jī)，安裝計算機(jī)輔助軟件后可以減少人力資源的應(yīng)用節(jié)約開始，降低電力成本，增加收益。隨著市場競爭力不斷地加強(qiáng)，計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，水輪機(jī)能夠借助計算機(jī)的運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理功能代替手工繪圖，使繪圖更加快捷方便。計算機(jī)輔助軟件的開發(fā)會減少人為造成的失誤，降低損失。為水力發(fā)電的正常運(yùn)行提供了一種有效的手段。使電廠的管理更加系統(tǒng)化專業(yè)化，使檢修更加精準(zhǔn)化，縮短檢修工期，增加經(jīng)濟(jì)效益。將水輪機(jī)與計算機(jī)輔助軟件技術(shù)有效地結(jié)合，更好地實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電產(chǎn)業(yè)自動化，是科技發(fā)展的必然結(jié)果。

2 計算機(jī)輔助軟件的應(yīng)用

2.1 水利工程中計算機(jī)輔助軟件的開發(fā)

水利工程中經(jīng)常用到的軟件有：AutoCAD、Painte軟件和Solid Edge 軟件。AutoCAD是一款工程上常用的二維繪圖軟件，利用這個軟件可以用多種方式對圖紙進(jìn)行多元化的設(shè)計、填充、修改，減少了繪圖周期；Painte軟件是一款可以對圖紙進(jìn)行仿真加工的計算機(jī)軟件，實(shí)物可以通過其更加細(xì)致逼真地呈現(xiàn)出來；而Solid Edge軟件則能對細(xì)節(jié)部分進(jìn)行加工，為用戶提供了極大的自由空間，為用戶的想象力提供了創(chuàng)造空間，使美化效果更加細(xì)致。這些軟件的開發(fā)不僅代替了傳統(tǒng)手工繪圖，還改善了手工繪圖周期長，難以更改的情況。計算機(jī)輔助軟件的開發(fā)既節(jié)約成本又提高了工作人員的工作效率，同時更加有助于對色彩形狀的更改，更加直觀立體的表現(xiàn)出設(shè)計者的觀點(diǎn)。將設(shè)計者的想法完整地呈現(xiàn)出來。為了在激烈的市場競爭中占有一席之地必須在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之上結(jié)合新技術(shù)，大力發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，降低資源利用率，減少能耗。計算機(jī)輔助軟件技術(shù)涵蓋范圍廣，需要人工智能技術(shù)、模擬仿真技術(shù)、決策系統(tǒng)的支持，因此必須加大支持力度與資金投入量鼓勵對這些技術(shù)的研發(fā)，才能切合我國國情提高我國水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件技術(shù)的發(fā)展速度。

2.2 水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件的作用

水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件將電子設(shè)備集成一體化，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，降低了水輪機(jī)事故的多發(fā)性。與傳統(tǒng)的控制相比降低了工作人員的勞動強(qiáng)度，節(jié)約了時間，降低了化石能源帶來的污染。因此，水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件成為水利工程項(xiàng)目中不可或缺的軟件，降低了工程項(xiàng)目的成本。同時，使水力發(fā)電更加系統(tǒng)化。計算機(jī)輔助軟件改變了傳統(tǒng)管理造成的問題，利用計算機(jī)輔助軟件技術(shù)既加強(qiáng)了工程的管理，又縮短了工程設(shè)計的周期進(jìn)行資源配置，為企業(yè)管理人員及其他資源進(jìn)行合理配置。

計算機(jī)輔助軟件對發(fā)電全程進(jìn)行監(jiān)控，能從根本上降低事故發(fā)生率，從源頭找到安全隱患。在科技發(fā)展飛速的今天，與科技相結(jié)合的過程既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，只有在探索中不斷創(chuàng)新、不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)才能更好地經(jīng)受住考驗(yàn)。

2.3 水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件的實(shí)用性

水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件不僅可以控制機(jī)組的數(shù)量還可以控制水輪機(jī)的開關(guān)。通過對水輪機(jī)安裝監(jiān)控系統(tǒng)可以直接利用計算機(jī)檢查水輪機(jī)產(chǎn)生的故障，并且對存在故障的水輪機(jī)及時停止運(yùn)行。水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件包含控制、監(jiān)視和保護(hù)三個功能。采用計算機(jī)來直接控制水輪機(jī)，把需要人工控制的轉(zhuǎn)換成自動控制，通過集成電路控制水輪機(jī)，將程序儲存在電腦軟件中，通過站內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)資源共享，有效地將控制、保護(hù)、監(jiān)視功能集成一體化，簡化工作程序，提高工作效率。如果遇到故障，計算機(jī)輔助軟件會及時啟動自我保護(hù)模式，使水輪機(jī)停止工作，達(dá)到保護(hù)水輪機(jī)葉片的目的，減少水輪機(jī)的損耗，節(jié)約資金，減少人力的消耗，減輕人力的負(fù)擔(dān)。

3 結(jié)束語

水利發(fā)電工程發(fā)展如此迅速的背景下，水輪機(jī)計算機(jī)輔助技術(shù)也慢慢地發(fā)展起來。將水輪機(jī)與計算機(jī)輔助技術(shù)有效地相結(jié)合不僅節(jié)能環(huán)保，節(jié)約時間提高工作效率，高效地完成發(fā)電目標(biāo)。因此，水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件的開發(fā)在符合大背景下的發(fā)展腳步的同時也將開啟一個以水輪機(jī)計算機(jī)輔助軟件主導(dǎo)地位的新的水利工程時代。

參考文獻(xiàn)

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