浅谈水轮机计算机辅助软件的开发与设计

李一凤

摘 要：随着科技的发展，计算机辅助软件得到了广泛的应用。迄今为止，计算机的出现使人们的生活更加方便的同时还提高了人们的生活质量和工作效率。随着中国水电事业的不断发展，水轮机在水力发电等方面承担了重要角色。如果将二者有效地相结合，不仅简化水利工程的工作流程，还能充分体现在工程项目中计算机辅助软件所占的重要地位。

关键词：水轮机；计算机辅助软件；水利工程

在电子产品日趋重要的今天，计算机辅助软件技术不仅受到高度重视，还在各行各业得到了广泛的应用。因此，水利工程也受到计算机辅助技术的巨大影响。在工程项目的启动实施过程中，与项目有关的计算机辅助技术也层出不穷。近几十年计算机辅助技术出现在人们的生活中，它的出现大大提高了工作效率，节省了时间还利用计算机代替了传统的手工设计，为设计者简化了工作流程。因此，水轮机计算机辅助软件技术的应用是科技发展的必然趋势。

1 水轮机的结构与计算机辅助软件的发展前景

1.1 水轮机的组成

目前，应用最为广泛的水轮机主要有冲击式水轮机和反击式水轮机的工作特点和机身结构，水轮机可分为贯流式水轮机、大型混流式水轮机、水泵水轮机、大型轴流式水轮机。水轮机是将水能转化为水轮机运动的机械能，水流量越大，转化的动能越多。其中大型混流式水轮机领先于国外的先进技术，达到了国际的领先技术水平。另一种是充分考虑到水輪机工作时过程复杂、机组振动大的特点的水泵水轮机，并且结合水泵水轮机的优点，对主要部件进行强度分析，提高安全性能。同时，水轮机采用高精度的密封装置降低磨损，节约成本。提高了水轮机零部件的精度和水轮机工作的性能。水轮机主要由座环、蜗壳、分瓣转轮、与主轴连接的转轮结构组成。经实验发现加强水轮机的导叶限位装置能够有效地减少因相互碰撞而产生的事故。此外，水轮机的双层油盖能够有效地防止油的泄露，降低耗能。工作时，由于机组台数的不同会引起发电的效率有所差异，然而通过改变机组的数量可能会引发事故，会给检修的工作人员带来不便，如果改用计算机辅助软件控制机组的运行不仅简化了工人们的操作程序，还能够及时发现故障及时抢修，节约人力、财力和时间，计算机辅助软件的开发有利于新产品的研发与设计。

1.2 应用广泛的水轮机

随着水电事业的发展，水轮机依靠其自身的优越性，已在水电开发工程中占据重要地位。水轮机主要应用于水力发电站，既可以作为水泵又可以作为一种调节系统的装置。它的存在能够很好地改善火力发电机组带来的环境污染而且降低火力发电所用的成本。我国水轮机制造产业进入飞速发展的阶段，这使水轮机在发电行业中起着重要作用，同时成为水利工程中必不可少的设备之一。伴随着十八大的圆满闭幕，政府大力提倡节能减排，达到建设资源友好型社会的目的。水轮机发电能实现环境的自我保护，减少化石能源的燃烧，符合节能减排的社会理念。同时，水轮机的结构设计仍然在不断地完善，不断与新技术相结合使水轮机的应用越来越广泛。因此开发水轮机计算机辅助软件成为了水利发电的必然趋势。

1.3 水轮机计算机辅助软件开发的必然性

水轮机在水利工程中一直占有重要地位，水轮机也一直向高性能、高参数、大容量的方向发展。为解决电力问题需要大力扩建水电站，因此水轮机计算机辅助软件是水轮机发展的必然方向。在兴建水电站的同时会需要大量的人力来控制水轮机，安装计算机辅助软件后可以减少人力资源的应用节约开始，降低电力成本，增加收益。随着市场竞争力不断地加强，计算机技术的不断发展，水轮机能够借助计算机的运算、数据处理功能代替手工绘图，使绘图更加快捷方便。计算机辅助软件的开发会减少人为造成的失误，降低损失。为水力发电的正常运行提供了一种有效的手段。使电厂的管理更加系统化专业化，使检修更加精准化，缩短检修工期，增加经济效益。将水轮机与计算机辅助软件技术有效地结合，更好地实现水力发电产业自动化，是科技发展的必然结果。

2 计算机辅助软件的应用

2.1 水利工程中计算机辅助软件的开发

水利工程中经常用到的软件有：AutoCAD、Painte软件和Solid Edge 软件。AutoCAD是一款工程上常用的二维绘图软件，利用这个软件可以用多种方式对图纸进行多元化的设计、填充、修改，减少了绘图周期；Painte软件是一款可以对图纸进行仿真加工的计算机软件，实物可以通过其更加细致逼真地呈现出来；而Solid Edge软件则能对细节部分进行加工，为用户提供了极大的自由空间，为用户的想象力提供了创造空间，使美化效果更加细致。这些软件的开发不仅代替了传统手工绘图，还改善了手工绘图周期长，难以更改的情况。计算机辅助软件的开发既节约成本又提高了工作人员的工作效率，同时更加有助于对色彩形状的更改，更加直观立体的表现出设计者的观点。将设计者的想法完整地呈现出来。为了在激烈的市场竞争中占有一席之地必须在传统技术基础之上结合新技术，大力发展现代科学技术，降低资源利用率，减少能耗。计算机辅助软件技术涵盖范围广，需要人工智能技术、模拟仿真技术、决策系统的支持，因此必须加大支持力度与资金投入量鼓励对这些技术的研发，才能切合我国国情提高我国水轮机计算机辅助软件技术的发展速度。

2.2 水轮机计算机辅助软件的作用

水轮机计算机辅助软件将电子设备集成一体化，使系统结构简单化，提高了系统的经济性，降低了水轮机事故的多发性。与传统的控制相比降低了工作人员的劳动强度，节约了时间，降低了化石能源带来的污染。因此，水轮机计算机辅助软件成为水利工程项目中不可或缺的软件，降低了工程项目的成本。同时，使水力发电更加系统化。计算机辅助软件改变了传统管理造成的问题，利用计算机辅助软件技术既加强了工程的管理，又缩短了工程设计的周期进行资源配置，为企业管理人员及其他资源进行合理配置。

计算机辅助软件对发电全程进行监控，能从根本上降低事故发生率，从源头找到安全隐患。在科技发展飞速的今天，与科技相结合的过程既是机遇又是挑战，只有在探索中不断创新、不断总结经验才能更好地经受住考验。

2.3 水轮机计算机辅助软件的实用性

水轮机计算机辅助软件不仅可以控制机组的数量还可以控制水轮机的开关。通过对水轮机安装监控系统可以直接利用计算机检查水轮机产生的故障，并且对存在故障的水轮机及时停止运行。水轮机计算机辅助软件包含控制、监视和保护三个功能。采用计算机来直接控制水轮机，把需要人工控制的转换成自动控制，通过集成电路控制水轮机，将程序储存在电脑软件中，通过站内的网络通信实现资源共享，有效地将控制、保护、监视功能集成一体化，简化工作程序，提高工作效率。如果遇到故障，计算机辅助软件会及时启动自我保护模式，使水轮机停止工作，达到保护水轮机叶片的目的，减少水轮机的损耗，节约资金，减少人力的消耗，减轻人力的负担。

3 结束语

水利发电工程发展如此迅速的背景下，水轮机计算机辅助技术也慢慢地发展起来。将水轮机与计算机辅助技术有效地相结合不仅节能环保，节约时间提高工作效率，高效地完成发电目标。因此，水轮机计算机辅助软件的开发在符合大背景下的发展脚步的同时也将开启一个以水轮机计算机辅助软件主导地位的新的水利工程时代。

参考文献

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