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82岁的老人大家都见过,那么82岁(还可能永生)的机器呢?
2018 . 12 . 07
 


长寿老人现在不是什么新鲜事,但人的长寿可不是依靠一套部件坚持80年换来的——人的红细胞生存周期为120天上下,白细胞一般活不过两周,但人的组件不断更新换代,周而复始,让人有了几十年的大好时光。

机器也是如此。一般来说,一套发电机组的生命周期为30年左右,但GE服务的一些机组生命周期可以达到业界平均时长的两倍。

在美国田纳西州,有17套蒸汽轮机正在为一家化工企业提供能源。所用GE蒸汽轮机平均寿命58年。其中最早的一个投产于1936年,现在已经“高龄”82岁了。

GE的蒸汽轮机出生证明(图片来源:Eastman Chemical Co.)

美国环保署EPA曾经指出,相对于从电网提供电力,用传统方式生产蒸汽的做法,该电厂将以煤为主的燃料转成电力的效率要高78%,燃料少用14%。按照2014年的情况计算,这些机组每年可以帮助客户少排放35.8万吨的二氧化碳,节约4500万美元,并在2014年获得了EPA颁发的“热电联产能源之星”大奖。

这些机组之所以如此长寿,是因为就像人体新陈代谢一样,不断更换零件,并进行合理服务。“有些蒸汽轮机,除了外壳所有零件我们都换过了,”GE全球研究中心里工作着的软件研究副总裁科林·帕里斯(Colin Parris)说。“这让人忍不住去思考,一台永生的机器会不会就这样诞生了。”

获得EPA嘉奖的电厂内景

帕里斯希望将这些长寿机组的经验转变为正式的工程实践,让机器永远运行下去,并提高它们的效率。实现这一目标,工程与服务就离不开计算机模拟、人工智能和3D打印三大技术。

计算机模拟现在已广泛用于新设备的设计之中,但其实,它在整个设备的维护过程中也可以大显身手,帮助工程师找到故障根源。目前,GE已经在电厂中部署“数字双胞胎”——一种将已有电厂设备进行模拟,并实时更新数据的镜像。这个镜像可以根据不同工况预警潜在故障,并推荐最具经济性的维护时间。

电厂中部署的“数字双胞胎”模拟算法

数字双胞胎的模拟算法部分来自人工智能。GE正在对一台燃气轮机进行测试,通过高温和高压,在几周时间内模拟出机器在数年内所经历的过程。然后,GE研究人员再通过超声波和X光寻找燃气轮机磨损的迹象,并将这些数据输入到机器学习算法中,优化模型。

在部件损坏或者需要更换时,3D打印就派上用场。3D打印的部件不仅制造周期短,更换速度快,还可以根据机组实际情况高度定制。更换上的部件不仅可以修好机器,还可以让机组性能更好。

目前,这些延长机组寿命的先进科技都已经开始实际应用。比如,GE与中国大唐集团公司结合GE的数字化发电技术,共同组建了“北京国际电力数据监测诊断中心”。工作人员只需要坐镇北京,就能实时监测一两千公里外的发电设备情况,在几个月的时间内避免了超过10次的非计划停机,并避免了相当的经济损失。

梦想还是要有的,万一实现了呢。“永生机器”的梦想看样子就正在按计划实现呀。

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82岁的老人大家都见过,那么82岁(还可能永生)的机器呢?

长寿老人现在不是什么新鲜事,但人的长寿可不是依靠一套部件坚持80年换来的——人的红细胞生存周期为120天上下,白细胞一般活不过两周,但人的组件不断更新换代,周而复始,让人有了几十年的大好时光。

机器也是如此。一般来说,一套发电机组的生命周期为30年左右,但GE服务的一些机组生命周期可以达到业界平均时长的两倍。

在美国田纳西州,有17套蒸汽轮机正在为一家化工企业提供能源。所用GE蒸汽轮机平均寿命58年。其中最早的一个投产于1936年,现在已经“高龄”82岁了。

GE的蒸汽轮机出生证明(图片来源:Eastman Chemical Co.)

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