水輪機(jī)調(diào)速器

1、水輪機(jī)調(diào)速器 我國水輪機(jī)調(diào)速器行業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展及其當(dāng)前的市場狀況一、 我國調(diào)速器產(chǎn)品發(fā)展回顧 解放初期，我國水輪機(jī)調(diào)速器事業(yè)一片空白，幾乎從零開始，大部分產(chǎn)品從蘇聯(lián)購買，少量制造亦是照搬蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)。5060年代，我國水輪機(jī)調(diào)速器大部分系機(jī)械液壓型調(diào)速器。在"大躍進(jìn)"年代，當(dāng)時的水利水電科學(xué)研究院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱電機(jī)廠等單位曾聯(lián)合研制了我國第一臺電子管電液調(diào)速器，并安裝在廣東從化流溪河水電站運(yùn)行了一段時間。60年代初，當(dāng)時的水利水電科學(xué)研究院、天津電氣傳動設(shè)計研究所、長江流域規(guī)劃辦公室等單位聯(lián)合研制了我國第一臺晶體管電液調(diào)速器，并在湖北陸水試驗電站運(yùn)行了相當(dāng)長一段時間

2、。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(guī)模集成電路電液調(diào)速器，一些小型水電站也少量采用了電液調(diào)速器，此階段可算是機(jī)械液壓調(diào)速器與電氣液壓調(diào)速器并重。但電氣液壓調(diào)速器由于所選用的主要電子元件/組件質(zhì)量不過關(guān)，其長期使用的可靠性普遍較低。我國水輪機(jī)調(diào)速器的快速發(fā)展是從80年代初開始的，由于改革開放和科技進(jìn)步，國內(nèi)有關(guān)科研單位、高等院校及制造部門為提高調(diào)速器的運(yùn)行可靠性與調(diào)節(jié)品質(zhì)，開始研制微機(jī)調(diào)速器。華中科技大學(xué)、電力自動化研究院（能源部南京自動化所）、天津電氣傳動設(shè)計研究所、中國水利水電科學(xué)研究院、長江流域規(guī)劃辦公室等單位相繼開展了以微處理器為核心的電液調(diào)速器的研

3、制。 華中科技大學(xué)自1981年底開始研制適應(yīng)式變參數(shù)并聯(lián)PID微機(jī)調(diào)節(jié)器，1984年11月在湖南歐陽海水電廠投入運(yùn)行。1989年與天津傳動設(shè)計研究所、湖南水科所、武漢水電控制設(shè)備公司及天津水電控制設(shè)備廠共同研制的WT-S雙微機(jī)調(diào)速器通過產(chǎn)品鑒定，并投入小批量生產(chǎn)，微機(jī)調(diào)節(jié)器以Z-80單板機(jī)為硬件核心，兩臺微機(jī)配以相同功能的測頻、CPU、D/A及A/D模塊，雙微機(jī)互為備用，采用適應(yīng)式變參數(shù)PID調(diào)節(jié)模式，較好地滿足了電站運(yùn)行要求，但與外國產(chǎn)品相比，因我國基礎(chǔ)工業(yè)水平的制約，整機(jī)硬件可靠性較低，性能一致性與長期運(yùn)行的穩(wěn)定性難以保證。 90年代以來，隨著可編程控制器（PLC）技術(shù)的不斷完善，各單位相

4、繼開展了將可編程控制器應(yīng)用到調(diào)速器中的研究工作。華中科技大學(xué)分別與有關(guān)單位合作開發(fā)不同品牌的PLC微機(jī)調(diào)節(jié)器，首臺調(diào)節(jié)器于1993年5月在歐陽海水電廠投入運(yùn)行。目前，PLC型電液調(diào)速器已成為我國微機(jī)電液調(diào)速器的主導(dǎo)產(chǎn)品。此外，華中科技大學(xué)還分別與哈爾濱電機(jī)廠、東方電機(jī)廠等單位合作研制出以8086、8096CPU為核心，采用STD總線結(jié)構(gòu)和MIC-2000工控機(jī)型雙微機(jī)調(diào)速器，成功地在巖灘、寶珠寺等水電廠投入運(yùn)行。電力自動化研究院在繼承ST-700系列微機(jī)調(diào)速器的雙微機(jī)雙通道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，研制了基于MC68322微機(jī)的水輪機(jī)調(diào)速器?，F(xiàn)在由于在水輪機(jī)調(diào)速器中廣泛采用電子技術(shù)、液壓技術(shù)和自控技術(shù)的

5、最新技術(shù)成果，使現(xiàn)代水輪機(jī)調(diào)速器的面貌煥然一新。其可靠性和主要技術(shù)指標(biāo)大為提高，控制功能不斷擴(kuò)展和完善。不僅適應(yīng)了水電廠計算機(jī)監(jiān)控的需要，而且為機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。然而，這來之不易的行業(yè)發(fā)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(guī)范的行業(yè)市場，將有可能葬送經(jīng)幾代人不懈努力換來的我國調(diào)速器產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步與質(zhì)量基礎(chǔ)。關(guān)于這一點(diǎn)，將在第4節(jié)作歸納說明。二、我國主要調(diào)速器制造企業(yè)的產(chǎn)品情況 中國水利水電科學(xué)研究院生產(chǎn)的微機(jī)調(diào)速器以PLC/IPC為硬件平臺，采用液壓數(shù)字邏輯插裝技術(shù)或比例插裝技術(shù)，以快速開關(guān)閥和插裝閥等元件/組件分別代替電液轉(zhuǎn)換器和主配壓閥，系統(tǒng)無需

6、D/A轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)與控制無需由閥的"中間位置"來保證，具有靜態(tài)耗油量小、性能一致性好、元件互換性好、集成化程度高等優(yōu)點(diǎn)，且能實現(xiàn)液壓系統(tǒng)全面的容錯控制，徹底解決了長期困擾水電廠的調(diào)速器拒動、發(fā)卡、漏油等問題，還具有顯著的節(jié)能、降耗、增壽、環(huán)保等特點(diǎn)。 天津電氣傳動設(shè)計研究所生產(chǎn)的微機(jī)電調(diào)采用以PLC為核心的調(diào)節(jié)器，步進(jìn)電機(jī)-凸輪傳動裝置取代電液轉(zhuǎn)換器。這種不用油的電機(jī)轉(zhuǎn)換元件解決了過去電液轉(zhuǎn)換器抗油污能力差、易卡阻之弊病。武漢三聯(lián)水電控制設(shè)備公司生產(chǎn)微機(jī)電調(diào)采用PLC步進(jìn)缸構(gòu)成電液隨動系統(tǒng)為主。部分電液隨動系統(tǒng)采用脈寬調(diào)制開關(guān)閥主配結(jié)構(gòu)的形式。 武漢事達(dá)電氣有限公司生產(chǎn)的微機(jī)

7、電調(diào)均以PLC為核心，用步進(jìn)電機(jī)螺紋伺服缸取代電液轉(zhuǎn)換器，構(gòu)成新型電液隨動系統(tǒng)。 長江控制設(shè)備研究所的微機(jī)電調(diào)采用PLC或工控機(jī)并以伺服電機(jī)螺桿機(jī)構(gòu)取代中間接力器，或以電動集成閥控制主配壓閥，以機(jī)械液壓隨動系統(tǒng)驅(qū)動主接力器。 南京自動化研究所的微機(jī)電調(diào)采用自制硬件構(gòu)成的雙微機(jī)冗余系統(tǒng)，應(yīng)用比例伺服閥和脈寬調(diào)制式電磁閥構(gòu)成的液壓容錯控制。東方電機(jī)股份有限責(zé)任公司的微機(jī)電調(diào)采用雙工控機(jī)冗余系統(tǒng)，電液隨動系統(tǒng)中配用比例伺服閥，并設(shè)有液壓跟蹤手動控制閥供手動運(yùn)行用。 能達(dá)通用電氣公司的微機(jī)電調(diào)以PLC為核心，步進(jìn)電機(jī)螺桿機(jī)構(gòu)取代中間接力器，并配以機(jī)械液壓隨動系統(tǒng)。 此外，我國中小型微機(jī)電調(diào)的液壓系統(tǒng)除

8、了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品外，中國水利水電科學(xué)研究院、長江控制設(shè)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(tǒng)；可減少液壓放大環(huán)節(jié)和減小尺寸、簡化結(jié)構(gòu)，省去為油罐補(bǔ)充干燥壓縮空氣的專用的供氣系統(tǒng)及相應(yīng)設(shè)備，同時能解決調(diào)速器液壓系統(tǒng)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(chǎn)品相比，目前我國生產(chǎn)的微機(jī)型電液調(diào)速器性能與國外水平相當(dāng)，個別甚至略優(yōu)，主要差距在加工工藝水平，且大型調(diào)速器6.4Mpa以上的液壓系統(tǒng)起步不久。三、國外主要調(diào)速器產(chǎn)品的特點(diǎn) 1.美國GE（原WOODWARD公司）采用三機(jī)表決系統(tǒng)，其余均為單機(jī)系統(tǒng)（按中國用戶要求提供雙機(jī)系統(tǒng)除外），

9、產(chǎn)品質(zhì)量性能穩(wěn)定、可靠性高。 2.除ALSTOM、HYDRO VEVEY SA兩公司采用串聯(lián)PID結(jié)構(gòu)外，其余均采用并聯(lián)PID結(jié)構(gòu)；PID參數(shù)均按空載、孤立網(wǎng)運(yùn)行、大網(wǎng)運(yùn)行三種工況給定。 3.微機(jī)更新升級快，均采用32位微機(jī)，速度快、容量大，為擴(kuò)展調(diào)速器功能創(chuàng)造了條件。 4.具有較強(qiáng)的診斷及容錯功能和較強(qiáng)的抗干擾能力。 5.除VEVEY、KMW公司采用機(jī)械液壓隨動系統(tǒng)外，其余均采用電液隨動系統(tǒng)。 6.除GE和VA TECHE-SCHER WYSS公司采用比例閥外，ALSTOM、VOITH、VEVEY均采用自制電液轉(zhuǎn)換器。7.為改善靜、動態(tài)性能，大多數(shù)國外產(chǎn)品在電液隨動系統(tǒng)中引入了PI、PD或P

10、ID調(diào)節(jié)。 8.增強(qiáng)智能化功能，如VOITH公司500系列產(chǎn)品機(jī)組啟動加速控制。 9.在三峽工程，美國GE公司曾提出三機(jī)表決系統(tǒng)、雙比例閥液壓冗余方案，并與哈電合作，在三峽右岸機(jī)組中中標(biāo)；而ALSTOM以雙電液轉(zhuǎn)換器方案在三峽左岸工程中中標(biāo)。四、行業(yè)市場現(xiàn)狀 我國每年生產(chǎn)8001000臺調(diào)速器，大型微機(jī)電調(diào)約150臺，其余為中小型調(diào)速器，目前，除小型調(diào)速器還有機(jī)械液壓型調(diào)速器生產(chǎn)外，大中型一般都是以微機(jī)調(diào)速器產(chǎn)品為主。 隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷深化，目前水輪機(jī)調(diào)速器市場已造成quot;結(jié)構(gòu)性過剩"為特征的買方市場，從總體情況看，水輪機(jī)調(diào)速器產(chǎn)品處于供大于求的態(tài)勢。調(diào)速器產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)屬單臺

11、/小批量生產(chǎn)，不能形成一定的規(guī)模，因此勞動生產(chǎn)率低。隨著改革開放、市場經(jīng)濟(jì)、體制改革的日益深化，調(diào)速器制造行業(yè)中民營企業(yè)不斷涌現(xiàn)，企業(yè)數(shù)量不斷增多，競爭日益激烈殘酷，導(dǎo)致產(chǎn)品價格嚴(yán)重偏低，所以企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益普遍不高，進(jìn)而限制了企業(yè)的發(fā)展與規(guī)模擴(kuò)大。調(diào)速器行業(yè)的市場現(xiàn)狀大體具有如下特征：1.調(diào)速器產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)中所占的比例十分微小，行業(yè)優(yōu)勢不突出；2.調(diào)速器市場容量小，產(chǎn)品市場價格混亂，利潤空間過于狹窄，大部分企業(yè)發(fā)展艱難；3.行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)專業(yè)化程度低、力量分散、低水平重復(fù)嚴(yán)重，地區(qū)和企業(yè)之間產(chǎn)品雷同問題突出，市場競爭機(jī)制不健全，行業(yè)無序，盲目競爭，相互壓價，使企業(yè)效益下降、資金缺乏、周轉(zhuǎn)困難，嚴(yán)

12、重制約本行業(yè)整體水平的提高及競爭力的增強(qiáng)；4.水輪機(jī)調(diào)速器市場以"關(guān)系式生意"占主導(dǎo)地位，生產(chǎn)廠商短視、不自律，市場價格行為更加無序、無據(jù)可循；5.調(diào)速器產(chǎn)品招投標(biāo)過程中，技術(shù)人員從技術(shù)角度不切實際地片面要求設(shè)備配置越高越好，包含的東西越多越好（恨不得把所有水機(jī)自動化的東西都包含到調(diào)速器設(shè)備中），中小設(shè)備盲目攀比大型及巨型機(jī)組調(diào)速器配置，而在商務(wù)方面，又片面強(qiáng)調(diào)價格低廉，希望價格越底越好，業(yè)主普遍要求本已很低廉的調(diào)速器本體價覆蓋所有水機(jī)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(qū)，俗話說："買東西的永遠(yuǎn)沒有賣東西的精！"為保

13、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(xiàn)一些本不該有的質(zhì)量問題，利益損害最終還得有業(yè)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(biāo)時故意漏報設(shè)備項目（有的是事先得到業(yè)主的默認(rèn)），中標(biāo)后又要求業(yè)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(chǎn)品質(zhì)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(xiàn)象；8.設(shè)計院招標(biāo)文件普遍混亂、相互抄襲、以訛傳訛、自以為是、一味排斥創(chuàng)新產(chǎn)品的競標(biāo)資格，有些標(biāo)書事實上已成為阻礙調(diào)速器技術(shù)創(chuàng)新的絆腳石，甚至有誤人子弟之嫌； 9.業(yè)主消費(fèi)觀念不成熟，重表面價格、輕內(nèi)在

14、質(zhì)量與服務(wù)，助長惡性競爭；10.有些企業(yè)想用所謂的資金規(guī)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(diào)速器行業(yè)營銷人員普遍職業(yè)道德低下，對自家產(chǎn)品往往進(jìn)行夸大其辭的宣傳，誤導(dǎo)用戶，例如過分夸大雙微機(jī)配置的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致用戶不分具體情況，盲目要求用雙機(jī)系統(tǒng)。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(biāo)文件對于業(yè)績資質(zhì)的要求，客觀上已阻礙了技術(shù)創(chuàng)新；13.調(diào)速器經(jīng)銷隊伍逐年擴(kuò)大，各廠商片面重視銷售業(yè)績，整個調(diào)速器市場幾乎每賣一臺設(shè)備都在打價格心理戰(zhàn)；14.惡性競爭導(dǎo)致產(chǎn)品價格過低，調(diào)速器供應(yīng)商從設(shè)計制造等各環(huán)節(jié)一味簡化、降低標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)性能、能省則省，采用低劣的材質(zhì)、元件/組件，造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)、倒退，售后服務(wù)無法得到保證，影響正常的發(fā)電生產(chǎn)，直接損害到業(yè)主利益。這種現(xiàn)象長此以往，將葬送我國調(diào)速器產(chǎn)品來之不易的技術(shù)進(jìn)步； 15.無序、無規(guī)則、不遵守規(guī)則，這種混亂的完全不規(guī)范市場競爭，將有可能把水輪機(jī)調(diào)速器行業(yè)帶入誤區(qū)。五、 結(jié) 語 1.隨著計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展，水輪機(jī)調(diào)速器更新?lián)Q代將進(jìn)一步加快。 2.微機(jī)運(yùn)算速度快、容量增大