QC成果报告调节保证计算程序开发

调节保证计算程序开发成果报告小组名称：水机QC小组广西电力工业勘察设计研究院二零一零年三月南宁目 录目 录 3概 况 1QC小组简介 1工程概况 1名词解释 1P阶段（计划阶段） 2选题理由 2选题理由 2现状调查 2目标设定及设定依据 4原因分析 5要因确定 6制定对策 8D阶段（实施阶段） 9对策实施 9C阶段（检查阶段） 17效果检查 17A阶段（总结阶段） 19巩固措施 19总结与今后打算 20广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告1概 况QC小组简介

课题名称调节保证计算软件开发课题编号课题类型攻关型小组活动情况坚持“五有课题名称调节保证计算软件开发课题编号课题类型攻关型小组活动情况坚持“五有”，即：有活动制度、有活动考勤、有活动记录、有活动内容、有活动成果。小组名称水机QC小组成立时间2009.10.8课题登记日期2009.12注册日期2009.12活动时间2009.12.15~2010.12.30注册编号组员平均接受TQM教育时间48小时以上活动次数12平均活动时间3.5小时出勤率98%6伍晓芳女及效果检查并记录6伍晓芳女及效果检查并记录图1-2 小组成员职称组成图序号姓名性别组内分工1熊晓明女组长：组织活动、记录及成果总结117%教授级高工23郑彪梁玉福男男组员：收集统计、现状调233%高级工程师工程师4聂启蓉女查、目标设定、可行35石刘宏幸女性分析、原因分析、50%制表（图）人：熊晓明 校核人：郑彪 时间：2009年12月15日 第1次小组活动通过工程概况名词解释1广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告P阶段（计划阶段）选题理由选题理由水轮机调节保证计算是水电站设计中非常重要的一项工作，关系到输水系统、厂房和机组的安全。但我院尚没有相应的计算软件，目前只能采用经验公式法计算，公式法较目前较多应用的特征线法的计算结果偏保守，且不能计算导叶两段关闭及组合工况，不利于设计工作的开展。以前往往依赖科研单位或高校来计算，造成设计成本增加，缺乏灵活性，加大设计时间，在激烈的市场竞争中非常不利。小组活动时间表月份月份2010内容123456789 10 11 12选题、现状调查设定目标及设定依据PD 对策实施C 效果检查A 巩固措施与总结制表人：熊晓明 校核人： 时间：2010年01月06日 第2次小组活动通过现状调查现状调查现状调查1：公式法的计算结果与特征线法计算结果对比根据我院设计的水电站，对其中有采用过渡过程计算软件计算结果的，如其导叶采用直线关闭规律，则将其计算结果与公式法计算结果进行比较，发现公式法的计算结果偏保守，会造成蜗壳设计压力偏高和GD2偏大的情况。现状调查2：现行规范要求20046DL/T5186《水力发电厂机电设4.3.3应采用计算机仿真计算，优选导叶关闭规律和调节系统参数，必要时对调节系统的稳定性进行分析。现状调查3：兄弟单位购买软件的使用情况据了解，国内某些部级和省级设计院购买了某些高校及科研机构的计算通用程序，2广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告且各电站引水系统更是差别较大，虽然设计院的相关人员经过培训，但仍很难掌握其计算调试方法，很多单位仅极少数人能够使用软件计算。水电站引水系统型式多样，通用如外委计算，成本较高，且完成阶段性工作后，如在后续设计阶段对引水系统有任何调整，都必须请受委托单位重新复核调节保证计算，不仅大大降低了工作效率，如设计阶段已超出委托合同范围时，则会增加额外的费用。现状调查结果分析鉴于电站调节保证计算的复杂性，为了便于自身能掌握核心技术和将来对软件进行二次开发，可与高校或科研机构联合开发。3广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告目标设定及设定依据根据现场调查以及现场实际情况，我们进行了目标设定及可行性分析。课题目标课题目标编制调节保证计算软件人员保证QC小组成员具有丰富的理论经验，学历层次高目标设定依据合作单位清华大学具有丰富的计算经验，可以给予技术支持领导支持部门领导十分重视本课题的研究开发，全力支持工程项目多国内外工程项目众多，给软件的开发提供的实践依据目标可行制图人：熊晓明 校核人：郑彪 时间：2010年01月08日 第3次小组活动通过4广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告原因分析QC内因两个方面进行分析。引水系统型式及机型多样化引水系统型式及机型多样化精度差、计算结果保守外因传统公式法不能适应设计要求不能计算导叶两段关闭不能计算组合工况调节保证计算的难点外委计算成本高、效率低难以实现完全通用采用过渡过程通用软件难度大不能进行二次开发缺乏对过渡过程理论的系统学习理论知识不足缺乏过渡过程程序编制及调试的训练内因经验欠缺对复杂边界的处理缺乏经验制图(表人：石刘宏幸 校核人：郑彪 时间：2010年03月16日 第4次小组活动通过5广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告要因确定104：要因确认表序末端因素号引水系统型式及机型多样化

要因论证是客观存在的因素。会造成压力引水系统及机组造价

是否要因是要因计算结果保守公式法不能计算导叶两段关闭

调查分析 增加选用过渡过程程序计算即消除该因素的影响。由于不能采用导叶两段关闭优化调节保证参数，会造成压力引水系调查分析

不是要因不是要因公式法不能计算组合工况

调查分析

选用过渡过程程序计算即可消除该因素的影响。

不是要因外委计算成本高、效率低通用软件难以实现完全通用

完成阶段性工作后，如在后续设计阶段对引水系统有任何调整，都必调查分析 须请受委托单位重新复核调节保证计算，工作效率低，且会增加外的费用。因为引水系统型式和水轮机机型调查分析 的多样性如自行开发过渡过程序即可消除该因素的影响。如能进行二次开发，则能处理工程

是要因不是要因通用软件不能进行二次开发缺乏对过渡过程理论的系统

中遇到的绝大部分问题。6

是要因不是要因广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告学习学习响。进行反复的程序编制和调试的实9缺乏过渡过程程序编制及调试的训练调查分析不是要因10对复杂边界的处理缺乏经验调查分析须借助具有相关经验的合作单位是要因提供技术支持制表：石刘宏幸 校核人： 时间：2010年4月15日 第5次小组活动过通过论证，我们确认的主要因素是：引水系统型式及机型多样化；通用软件不能进行二次开；对7广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告7制定对策5W1H7-1。表7-1 对策表完成要因 对策 目 标 措 施 负责人 地点时间将不同引引水系统 水系统和型式及机不同机型型多样化台数分类分别编制计算程序外委计算成本高、与知名大效率低，学合作共

涵盖常见的引水分析各种常用的引水系统系统型式及所有型式和各种机型的特点，石刘宏幸常见的机型 各个击破编制较为通用的与清华大学签订合作协调节保证计算程议，由清华大学提供源程 郑彪

院本部 2010.1院本部 2010.1

同开发程序

序 序，我部进行二次开发对复杂边界的处理缺乏经验

通过多种途径积累经验

寻找处理复杂边界的经验

查找国内外有关这方面的论文吸取经验，与名校的专家沟通交流，通过一系石刘宏幸列工程实例的计算找寻规律，积累经验

院本部 2010.10制图(表人：熊晓明 校核人：梁玉福 时间：2010年05月16日 第6次小组活动通过8广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告D阶段（实施阶段）对策实施小组成员在制定了以上对策后认真组织实施，专人负责，逐项落实，实施情况如下：实施对策一要因1：引水系统型式及机型多样化参加人员：梁玉福、熊晓明、伍晓芳、石刘宏幸实施时间：2010年2月～2010年8月实施对策：将不同引水系统和不同机型、台数分类，分别编制计算程序，涵盖常见的引水系统型式及所有常见的机型，各个击破，这样做的优点是易于程序调试。以混流式为例，根据水电站常规布置型式，分为以下模型分别编制程序。制图(表人：石刘宏幸 校核人：郑彪 时间：2010年06月20日 第7次小组活动通过实施对策二要因2：外委计算成本高、效率低，通用软件不能进行二次开发9广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告参加人员：郑彪、熊晓明实施时间：200910月～20101实施对策：与清华大学签订合作协议，由清华大学提供源程序及程序说明，在充分研究该源程序VB编制较为通用的调节保证计算程序，改善了以前普遍采用的FORTRAN程序输修改了源程序中的部分边界条件，使之更适用于实际的设计工作，并重新调试程序。FORTRANVB程序具有良好的使用环境和条件，远远优于原有的程序。实施对策三要因3：对复杂边界的处理缺乏经验参加人员：梁玉福、熊晓明、伍晓芳、石刘宏幸实施时间：2010年2月～2010年10月实施对策：水电站过渡过程计算涉及诸多复杂的边界问题，近年设计工作中遇到如上下游双调压室边界、转桨式水轮机边界收敛性、冲击式水轮机边界等难点，这些难点有些是我们在处理时缺乏技巧，有些是国内极少采用的模式或者未有先例，有的是国内学术界尚处于探索阶段的问题。针对这些难点，通过查找国内外有关这方面的论文吸取经验，与合作单位的专家沟通交流，收集以往外委工程的计算报告认真研究，并通过一系列工程实例计算进行探索研究，积累经验。对于上下游双调压室的边界，我们在对四川力丘河金顶水电站的过渡过程计算中进行的初步的探索研究。8.2实施过程回顾学习水电站过渡过程的基本知识通过自学、小组学习等方式学习水电站过渡过程的基本知识。10广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告制图(表人：石刘宏幸 校核人：郑彪 时间：2010年07月20日 第8次小组活动通过VB程序设计的学习学习VB程序设计基础知识及涉及本程序编制的一些高级编程技巧。11广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告制图(表人：石刘宏幸 校核人：郑彪 时间：2010年08月20日 第9次小组活动通过研究合作单位源程序对照程序说明仔细研究合作单位源程序，并就其中的部分技术问题与合作单位沟通。编制过渡过程计算程序12广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告12313广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告应用到工程的计算实例分别对越南昆江二级水电站工程和四川力丘河水电站工程进行了过渡过程计算，以下仅列出越南昆江二级水电站工程的计算过程及计算结果。加载工程管道分段输入调压室参数输入14广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告特性曲线参数输入机组参数输入导叶关闭规律选定15广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告调节保证工况计算条件输入调节保证工况计算结果输出调节保证工况计算结果图形输出16广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告制图(表人：石刘宏幸 校核人：郑彪 时间：2010年09月20日 第10次小组活动通过效果检查

C阶段（检查阶段）1、与设定目标相比圆满完成了计算程序的开发任务。原经济一原经济一方案开发方案平均每个工程需要花费5~10万的外委费开发费用约40万，平均每2个月计算一个工程，长此以往，费用可逐年降低可产生的经济效益逐年递增以老挝HLG 以老挝HLG 工程为例二原方案开发方案HLG建费用约通过调节保证计算优化了开关机规律满足规范要求，可不设置调压井可产生的经济效益逐年递增17广西电力工业勘察设计研究院 QC小组成果报告无形效益技术效益完全掌握设计过程和设计方法无形效益技术效益完全掌握设计过程和设计方法小组成员技术能力和经