2.聯合循環發電廠。工業互聯網在全球發電廠中也有很大的發展機會。
目前,全球有62500個發電廠在運營,裝機容量為30MW(兆瓦)或更高。發電廠的全球總裝機容量約為5200GW(吉瓦)。只考慮其中的一小部分——聯合循環發電廠(僅占全球發電廠的2.5%,或者說1768座發電廠)中大量的旋轉設備,這些發電廠的全球總裝機容量是564GW。
聯合循環燃氣渦輪機組串聯使用燃氣渦輪機和蒸汽渦輪機,把相同的熱源——天然氣——轉化為機械能,然后轉化為電能。一個聯合循環燃氣渦輪機發電廠通常使用多套燃氣渦輪機—蒸汽渦輪機組合。目前最常見的聯合循環配置是2×1,就是2個燃氣渦輪機和1個蒸汽渦輪機。在這個例子中,有6個主要的旋轉設備:2個燃氣渦輪機、2個燃氣渦輪發電機、1個蒸汽渦輪機和1個蒸汽渦輪發電機。除大型關鍵系統之外,我們估計發電廠中還存在從水泵到空氣壓縮機的另外99個旋轉設備。總之,一個2×1聯合循環發電廠中有105個旋轉設備是可以測量的。
考慮全球聯合循環發電廠的影響。如果所有1768個發電廠中的每個組件都安裝儀器儀表,這意味著大約有10600個主要系統部件和175000個小型旋轉零件可以測量。未來15年,全球工業系統預計將增加2000個聯合循環發電廠,裝機容量達到638GW。這將意味著新增12000個大型旋轉設備和至少200000個小型旋轉設備。如果把其他類型的發電廠考慮在內,工業互聯網技術范圍進一步擴展的事實是非常明顯的。
3.機車。機車在全球范圍內運輸大量的原材料和商品。目前全球110萬km(公里)鐵路系統的貨物運輸超過9.6萬億t?km。在這個系統內,目前全球大約有120000條鐵路使用柴電動力發動機。一臺柴電動力機車中大約有18個主要旋轉設備,可以分為六大系統:牽引電動機、散熱器風扇、壓縮機、交流發電機、發動機和渦輪機。如果鐵路運輸工具的每個組件都安裝儀器儀表,這意味著有超過220萬個旋轉設備可以安裝儀器儀表。保守地預測,未來15年將增加約33000輛柴電動力機車——這意味著到2025年,僅僅是柴電動力機車就將部署396000個傳感器進行監測。
4.煉油廠。煉油廠和化工廠多年來一直是高級監測和控制的對象。采用過時技術的老舊工廠被迫與一流的新工廠進行競爭。與此同時,石油行業的盛衰周期和嚴格的環保要求迫使它們不斷進行流程的改進和調整。活塞式和離心式壓縮機等旋轉機器以及數以百計的泵都是包括煉油廠在內的能源加工廠的關鍵組件。目前,運營商正在對這些設備進行監測和建模,主要是為了預防性維護和安全以及整個工廠的優化。對這些工廠進行管理以提高效率、安全性和生產力的地方,正是如今工業互聯網可以一展身手的領域。
先感受一下規模:全球有655個煉油廠,每天處理8800萬桶原油——大約相當于全球每天的石油消耗量。每個現代化煉油廠的各個關鍵煉油環節大約擁有45個大型旋轉式系統,包括原油和真空蒸餾、煉焦、氫化裂解和異構化。有些煉油廠規模較小,有些則更為復雜。這是因為,由于其加工的原油以及目標客戶不同,全球每個煉油廠都有針對性地進行了定制。大多數煉油廠的主要設備組包括離心式電荷泵、干濕壓縮機、動力渦輪機和冷風機。如果只考慮主要系統,一個煉油廠內大約有30000個大型旋轉裝置。除此之外,數以百計的泵和較小的設備也是系統監測的目標。未來15年,全球預計需要新增100個煉油廠,并擴建現有煉油廠,以滿足新興市場不斷增長的需求。這意味著僅是煉油廠就有超過4500個大型旋轉系統需要進行流程管理和自動化。
這些例子只是數百萬個可以監測、建模以及遠程控制和自動化的機器和關鍵系統的一小部分。更強大的全球網絡的興起將提高更高效地部署資產的能力,提高服務能力和安全性,以及優化資源流。實現技術集成的收益需要采用新設備,以及改造和翻新舊設備。這將為流程優化、提高總體要素生產力和降低成本創造新的可能性。這些系統預計將改變各個行業的競爭平衡,因而迫使很多企業為了生存而快速采用這些系統。
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