美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）的透平機(jī)械技術(shù)會(huì)議暨博覽會(huì)2025 （Turbo Expo）于6月16日至20日在田納西州孟菲斯舉行，吸引了2,100多名與會(huì)者和127家參展公司。今年會(huì)議的主題是“人工智能（AI）的變革影響”，重點(diǎn)關(guān)注人工智能如何徹底改變工程領(lǐng)域，包括預(yù)測(cè)性維護(hù)、設(shè)計(jì)優(yōu)化和先進(jìn)制造。
ASME TEC戰(zhàn)略與運(yùn)營(yíng)高級(jí)總監(jiān)Angelique Vesey表示：“來(lái)自世界各地知名公司的專家聚集在一起，討論了人工智能出現(xiàn)后透平機(jī)械面臨的挑戰(zhàn)。“英偉達(dá)高級(jí)能源董事總經(jīng)理Mark Spieler參與了這些討論，強(qiáng)調(diào)了英偉達(dá)如何與各公司合作解決一些行業(yè)最困難的問題。我們還舉辦了一個(gè)全體小組會(huì)議，由GE航空航天、RTX和西門子能源的代表參加，我們就人工智能對(duì)透平機(jī)械行業(yè)的影響進(jìn)行了對(duì)話。”
來(lái)自工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府的透平機(jī)械和推進(jìn)工程專家的討論證實(shí)，脫碳仍然是技術(shù)進(jìn)步、能源效率和整體設(shè)計(jì)策略的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。氫能的能力仍在不斷探索，并取得了新的里程碑，幾家原設(shè)備制造商分享了最近支持不同比例氫能的透平機(jī)械的進(jìn)展。
AI +透平機(jī)械
幾場(chǎng)小組討論圍繞人工智能和數(shù)字化及其對(duì)行業(yè)的影響展開。許多原設(shè)備制造商分享了技術(shù)更新以及如何將人工智能納入其流程和創(chuàng)新的見解。
周二上午的全體會(huì)議以“用人工智能展望燃?xì)廨啓C(jī)的未來(lái)”為主題，由西門子能源公司的Richard Voorberg、通用電氣航空航天公司的Paul Sloup和RTX普惠公司的Pete Bradley擔(dān)任小組成員，他們就在燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)中使用人工智能的當(dāng)前和未來(lái)愿景以及透平機(jī)械行業(yè)的一些關(guān)鍵要點(diǎn)提供了觀點(diǎn)：
•人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，改善制造，提高產(chǎn)品性能，并推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)品生命周期的創(chuàng)新。
•成功實(shí)施人工智能需要的不僅僅是技術(shù)，還需要建立一種支持人工智能的文化，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)，減少對(duì)變化的恐懼，并賦予工程師創(chuàng)造性地利用新工具的能力。
•業(yè)界認(rèn)識(shí)到，人工智能的進(jìn)步不可能孤立地發(fā)生。公司正在呼吁增加數(shù)據(jù)協(xié)作、共享學(xué)習(xí)和社區(qū)范圍的方法來(lái)解決透平機(jī)械和能源系統(tǒng)中的復(fù)雜挑戰(zhàn)。
人工智能不僅是一種技術(shù)升級(jí)，而且是對(duì)透平機(jī)械行業(yè)如何開發(fā)、制造和操作其系統(tǒng)的根本重新構(gòu)想。
OEM板
周三的小組討論，OEM前進(jìn)之路：推進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新，包括來(lái)自安薩爾多能源，太陽(yáng)能透平機(jī)和西門子能源的見解。
設(shè)備公司
安薩爾多的GT36可以燃燒70%體積的氫氣，這已經(jīng)在一個(gè)鉆井平臺(tái)上得到了充分的證明（壓力、溫度等）。它的其他裝置可以燃燒40%到45%的氫。
太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)
隨著間歇性可再生能源在能源供應(yīng)鏈中的份額開始增加，Solar Turbines的John Mason指出了過去12 - 18個(gè)月的幾個(gè)宏觀趨勢(shì)：電網(wǎng)的穩(wěn)定性/彈性、脫碳、能源的可負(fù)擔(dān)性和可用性。
梅森說(shuō)：“我們與商用航空燃?xì)廨啓C(jī)公司、軍用航空公司和工業(yè)公司共享共同的供應(yīng)商，隨著交貨時(shí)間的延長(zhǎng)，這對(duì)可用性構(gòu)成了挑戰(zhàn)，甚至隨著價(jià)格的上漲，我們也負(fù)擔(dān)不起。”
他指出，電網(wǎng)彈性的挑戰(zhàn)是眾所周知的。他說(shuō)：“再加上人工智能數(shù)據(jù)中心的出現(xiàn)和電網(wǎng)的無(wú)能——這個(gè)詞選對(duì)了，因?yàn)樘孤实卣f(shuō)，電網(wǎng)無(wú)法滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)電力的快速需求，所以這就產(chǎn)生了一個(gè)通常被稱為電力挑戰(zhàn)的挑戰(zhàn)。”“有趣的是，數(shù)據(jù)中心的增長(zhǎng)并不是由技術(shù)來(lái)決定的；這是由電力供應(yīng)決定的。”
西門子能源
西門子能源公司的Ghenadie Bulat博士強(qiáng)調(diào)了幾個(gè)重要的演示，包括：
•世界上第一個(gè)10兆瓦的無(wú)碳電網(wǎng)電力來(lái)自100%氫氣燃?xì)廨啓C(jī)。
•與合作伙伴在阿伯丁的凈零技術(shù)中心成功進(jìn)行了100%甲醇燃燒測(cè)試。
•參與英國(guó)一個(gè)碳捕獲項(xiàng)目的飼料研究，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)每年將減少近100萬(wàn)噸二氧化碳。
技術(shù)會(huì)議
周三，技術(shù)會(huì)議“人工智能在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室設(shè)計(jì)中的作用”討論了將計(jì)算工具、機(jī)器學(xué)習(xí)輔助的降階建模、自動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)診斷與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室設(shè)計(jì)相結(jié)合。
西門子能源公司的Werner Krebs博士表示，人工智能可以在具有數(shù)百個(gè)參數(shù)的大型設(shè)計(jì)空間中導(dǎo)航，生成滿足特定工程要求的設(shè)計(jì)方案，如氮氧化物排放、壓降和恒溫穩(wěn)定性。該方法允許快速探索超越傳統(tǒng)工程方法的設(shè)計(jì)可能性。
他強(qiáng)調(diào)，生成式人工智能的成功取決于底層計(jì)算工具和數(shù)據(jù)的質(zhì)量，比如復(fù)雜的GPU集群和對(duì)物理原理的理解，以生成有意義的設(shè)計(jì)方案。但最重要的是，盡管有先進(jìn)的技術(shù)能力，人工智能是一種增強(qiáng)而不是取代人類工程專業(yè)知識(shí)的工具。
GE航空航天研究中心的Robert Zacharias博士展示了一種利用人工智能和計(jì)算技術(shù)解決復(fù)雜工程挑戰(zhàn)的復(fù)雜方法。通過創(chuàng)建代理模型，該團(tuán)隊(duì)可以快速探索數(shù)十萬(wàn)種設(shè)計(jì)組合，將計(jì)算時(shí)間從幾天減少到幾毫秒。
設(shè)計(jì)優(yōu)化的下一個(gè)前沿是逆神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的探索設(shè)計(jì)空間的方法不同，其目標(biāo)是“翻轉(zhuǎn)問題”，允許工程師輸入所需的輸出，并讓系統(tǒng)生成潛在的設(shè)計(jì)解決方案，從根本上改變?cè)O(shè)計(jì)過程。
微型氣體透平機(jī)
ETN Global的報(bào)告《微型燃?xì)廨啓C(jī)：技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)研究》強(qiáng)調(diào)，小型燃?xì)廨啓C(jī)必須專注于專業(yè)市場(chǎng)、降低成本和持續(xù)改進(jìn)技術(shù)以保持競(jìng)爭(zhēng)力。
Giuseppe Tilocca表示，微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)面臨著來(lái)自內(nèi)燃機(jī)、不斷發(fā)展的燃料電池技術(shù)和日益增長(zhǎng)的電氣化趨勢(shì)的競(jìng)爭(zhēng)。但是，盡管面臨挑戰(zhàn)，微型燃?xì)廨啓C(jī)提供了一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：
•維護(hù)要求低。
•單一排氣流，是理想的混合熱應(yīng)用。
•低氮氧化物排放（低于15 ppm）。
•在可再生燃料和難用燃料方面表現(xiàn)優(yōu)異。
“微型燃?xì)廨啓C(jī)是一個(gè)利基產(chǎn)品。如果你試圖把它們作為大眾產(chǎn)品來(lái)營(yíng)銷，你是不會(huì)成功的，”蒂洛卡說(shuō)。
微型燃?xì)廨啓C(jī)的市場(chǎng)評(píng)估可能較低，但它們?cè)诳稍偕剂虾驼託庖约胺稚㈦娏?yīng)用方面顯示出前景。降低設(shè)備成本、提高整體效率、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和有針對(duì)性的利基應(yīng)用等因素至關(guān)重要。在探索氫燃料的應(yīng)用時(shí)，Tilocca表示，隨著氫燃料價(jià)格的下降，你必須平衡效率和成本-設(shè)備成本變得越來(lái)越重要。
Antonio Escamilla Perejon強(qiáng)調(diào)了微型透平機(jī)的復(fù)雜權(quán)衡：在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)不同功率輸出范圍的微型透平機(jī)時(shí)，必須考慮系統(tǒng)尺寸、性能和成本。
通過各種微型燃?xì)廨啓C(jī)研究項(xiàng)目取得了一些進(jìn)展，這些項(xiàng)目正在推動(dòng)可持續(xù)能源技術(shù)的界限，包括：
•無(wú)縫太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)集成。
•創(chuàng)新應(yīng)用，如使用微型燃?xì)廨啓C(jī)作為飛機(jī)輔助動(dòng)力裝置的燃料電池替代品。
•協(xié)調(diào)微型燃?xì)廨啓C(jī)與水處理廠。
•探索帶有燃料電池的復(fù)雜混合動(dòng)力系統(tǒng)。
•嚴(yán)格調(diào)查可持續(xù)生物燃料的應(yīng)用。
展望未來(lái)，開發(fā)驅(qū)動(dòng)力主要集中在提高透平溫度、利用先進(jìn)材料、實(shí)現(xiàn)顯著的成本降低，以及探索新的外部火力和混合動(dòng)力配置，以不斷提高效率和性能。 |