导读:近来,西门子公司和迪拜电力和水务局宣告,两边在杰贝阿里(Jebel Ali)的M-Station工厂成功运用了国际上第一个依据热力学燃气轮机数字双胞胎的智能燃机操控器,该操控器选用了人工智能和机器学习技能,它能大大的提高燃气轮机功率、提高发电量,削减燃料耗费,并进一步下降排放,估计一旦在M-Station工厂中的一切燃气轮机上布置后,该体系将每年节约财务费用1700万迪拉姆(约合3200多万人民币)。
10月22日,迪拜副总统、财政部长兼电力和水务局总裁谢赫·哈姆丹·本·拉希德·阿勒·马克图姆(HH Sheikh Hamdan bin Rashid Al Maktoum)在第21届水、动力、技能和环境博览会(WETEX)开幕式上开幕了该智能燃气轮机操控器。
迪拜电力和水务局的总经理兼首席执行官赛义德·穆罕默德·阿勒·塔耶尔(Saeed Mohammed Al Tayer)博士扼要介绍了由阿联酋和西门子专家领导的迪拜电力和水务局工程师团队开发的智能燃气轮机操控器的体系参数,并布置到M-Station工厂,该工厂为阿联酋最大的发电和海水淡化厂。
塔耶尔博士表明:“得益于迪拜电力和水务局的阿联酋专家与西门子协作,这项成便是全球创始,将为咱们的数字化作业供给了支撑。迪拜电力和水务局的数字化工程团队将致力于扩展集成人工智能处理方案的运用,使得迪拜成为国际上第一个供给依据人工智能电力和服务的城市。”
依据塔耶尔博士的介绍,该人工智能燃气轮机操控器将使得每台燃气轮机的发电功率和功率都得到提高,其间功率提高约3.5兆瓦。发电功率的提高则能够使得一台重型燃气轮机每年能够大大削减约10,000吨的单位碳排放量和每年10%的氮氧化物。
塔耶尔表明将进一步和西门子协作,把该智能燃气轮机操控器的运用扩展到M-Station工厂的其它燃气轮机机组上。
西门子中东和阿联酋首席执行官Dietmar Siersdorfer也表明:“该智能燃气轮机操控器的试点项目取得了成功,也将协助迪拜到达2050年成为全球碳排放最低城市。咱们预备将这些人工智能驱动的操控器安装到更多的燃气轮机中,并在与迪拜电力和水务局的长时间协作伙伴关系基础上继续发展数字化技能。”
整个项目起源于2017年西门子与迪拜电力和水务局签署的一项协议,两边其时宣告迁就一个先进数据驱动项目进行协作,以开发用于SGT5-4000F燃气轮机的新式智能自学习操控器。
但在实践工程运用中,该燃气轮机智能操控器又阅历了多个阶段:首要对22台燃气轮机进行了功用测验,然后在10台燃气轮机中安装了热力学诊断体系,以搜集施行智能操控器所需的技能数据,终究在M-Station工厂的10#燃气轮机上试行了一个可依据热力学变量主动调整的原型样机,以测验功用和功率的实在改进作用。在原型样机取得成功之后,又添加了一项附加功用,能添加焚烧体系的稳定性并削减排放,然后又进一步提高了发电功率。
在此次成功运用之前,西门子对人工智能在燃气轮机操控上运用的探究已经有了一段国际。西门子的Volkmar Sterzing和Steffen Udluft两位研讨人员曾在2017年取得西门子“年度发明家”奖的荣誉。他们一向在重视人工智能办法在工业上运用的趋势,致力于将人工智能用在操控燃气轮机焚烧进程的强化学习中。
Sterzing表明:“当操控一个杂乱体系时,因为杂乱的丈量和很多的操控变量起作用,工作充满了应战,但也十分风趣。” 燃气轮机的焚烧进程便是这样的一种状况,气体燃料和空气的混合物从阀门进入焚烧室,在此点着,焚烧温度马上升至1600摄氏度以上,但气体焚烧能否发作强壮的焚烧动力,发生多少氮氧化物以及燃气轮机终究能够工作多长时间,这些成果均由许多要素决议:包含气体的质量流量、燃料温度、空气温度等。并且这还往往是一个动态改变进程,比方一天的温度都在继续改变,影响着燃气轮机进气温度,因而许多专家正在尽力确认怎么保证处于最佳操控焚烧进程。这种需求促进Volkmar Sterzing和Steffen Udluft提出了运用人工智能来操控燃气轮机的主意。
传统的人工智能运用,比方闻名的围棋和国际象棋等棋盘游戏,往往是选用经过对很多的数据运用,然后来处理一个较小的问题。而人工智能在燃气轮机操控上的面对的应战则是,一开始的新机型往往只要适当较少的数据可供学习。即便从现在老练的F级重型燃气轮机机组来看,燃气轮机也还需要运转约一百年才干到达传统人工智能练习所需的相似数据量。对此,Udluft开发了一种”数据有用(data-efficient )”的办法来使用神经网络进行强化学习,然后使得这个慕尼黑的研讨团队领先于全球。
西门子的商场愿景是,当智能设备和体系的价格相其时,就没有人会再购买“哑巴式”的设备和体系。
在迪拜工厂进行智能操控器的工业运用之前,西门子就已经在美国和韩国的大型西门子燃气轮机上进行试运转,其时称之为燃气轮机自主优化操控器(GT-ACO,Gas Turbine Autonomous Control Optimizer)。
Sterzing在回想第一次测验时表明:“试运转成果表明燃气轮机能够运转得更好,这个让我们都感到惊奇。经过对燃料阀的接连微调来一向寻觅最佳处理方案,能够实时优化燃气轮机在排放和部件衰竭方面的功用和功率丢失。为了保证燃气轮机在全寿数全工况周期内的最佳运转,您有必要一直寻求一种平衡,以使焚烧动力学,功率丢失和排放等多种不良影响保持在尽可能低的水平。最大的应战在于假如改进一个变量,则往往也会恶化另一个变量,而人工智能知道怎么找到最佳处理方案。”