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能效管理

能源革命引領(lǐng)工程師更智慧地工作

2025China.cn   2013年11月27日

  由于石油和天然氣行業(yè)的創(chuàng)新實踐,全球的能源供需關(guān)系正經(jīng)歷著前所未有的轉(zhuǎn)變,令人恐懼的能源短缺的情況已成為過去,人們迎來能源充足的新時代。儀表和控制工程師通過不斷改進(jìn)工程設(shè)計、安裝和調(diào)試系統(tǒng)的方法,緊跟過程創(chuàng)新的節(jié)奏。

  同時羅克韋爾自動化也在加快收購及改進(jìn)產(chǎn)品和服務(wù)的步伐,為這一迅速發(fā)展的領(lǐng)域提供支持。今天,該公司舉辦的Automation Perspective(自動化前景論壇)活動為本周即將在休斯頓舉辦的Automation Fair(自動化博覽會)拉開了序幕,在此次活動中,該公司代表將這一理念傳達(dá)給應(yīng)邀前來的媒體和分析師。

  “碳?xì)淠茉慈詫⑹鞘澜绲闹饕茉?,并且將持續(xù)相當(dāng)長的一段時間”,Wood Mackenzie有限公司北美天然氣和能源客戶管理部高級副總裁和主管David Pruner表示,“到 2019 年,煤炭將超過石油成為世界的首要能源?!?/FONT>

  到2030 年,中國和印度的能耗將是2013 年的兩倍,“所消耗的能源主要用于發(fā)電,在中國和印度,煤炭是最便宜也是儲量最豐富的能源,所以他們主要依靠煤炭發(fā)電?!盤runer 解釋說。而世界上其它國家則首先選擇用天然氣來發(fā)電。除發(fā)電外,中國和印度的一些行業(yè)對煤炭的需求也在迅速增長,尤其是鋼鐵、冶金和水泥行業(yè)。

  在美國,采用水力壓裂技術(shù)開采天然氣是引發(fā)能源革命的主要因素。從馬賽勒斯頁巖和尤蒂卡頁巖構(gòu)造區(qū)到后續(xù)的其它十余個構(gòu)造區(qū),美國的頁巖氣儲量已經(jīng)探明并確定其特征和開采成本,隨著需求的增加和價格的上漲將相繼投入生產(chǎn)。

  隨著水力壓裂技術(shù)的不斷發(fā)展,之前耗盡的氣田可以繼續(xù)生產(chǎn),因此預(yù)計在 2012 至 2016 年間,馬賽勒斯和尤蒂卡礦井的開采量將翻一番。因為美國天然氣成本較低,而且以煤炭為能源的工廠要達(dá)到汞及毒性氣體污染物排放限制的成本相對較高,所以煤炭能源的消耗量會減少而天然氣的消耗量將不斷增加。

  “這是美國生產(chǎn)的典型轉(zhuǎn)變,”Pruner 表示。充足的天然氣供應(yīng)正推動著化工廠和以天然氣為能源的塑料及一些制藥行業(yè)的復(fù)興。

  照片說明:

  “碳?xì)淠茉慈詫⑹鞘澜绲闹饕茉?,并且將持續(xù)相當(dāng)長的一段時間?!盬ood Mackenzie 的 David Pruner 認(rèn)為世界各國仍會繼續(xù)依賴化石燃料,包括重新利用全球首要能源煤炭。

 

  美國有望成為全球范圍內(nèi)液化天然氣 (LNG) 的重要供應(yīng)國。美國的天然氣是在已經(jīng)進(jìn)行勘探并確定地質(zhì)特征的已建設(shè)施上開采,因此其LNG供應(yīng)商在全球市場上擁有成本優(yōu)勢。Wood Mackenzie的研究項目表明,2016年之前天然氣的價格會保持在每百萬英熱單位 4 美元左右,而到 2025 年,將會緩慢上漲到 6至8美元。

  Pruner 表示他希望美國到 2028 年可以實現(xiàn)“收支平衡”意義上的能源獨立。“我們會繼續(xù)進(jìn)口石油?!?/FONT>

  一家能源公司的回應(yīng)

  控制工程師加緊跟上能源生產(chǎn)項目的步伐,其中“涉及全球多個地方同時開展的高級別項目,并需要在更短的時間內(nèi)完成項目工程,”ExxonMobil 開發(fā)公司的工廠電氣和儀表經(jīng)理 Sandy Vasser 表示,“成功執(zhí)行自動化系統(tǒng)非常困難,但并非不能實現(xiàn)。”

  Vasser 的策略非常簡單:提前確定一個項目中所有與 I&C 相關(guān)的活動,制定完備的執(zhí)行計劃,聯(lián)系最優(yōu)質(zhì)的資源,并將各部分分配最適合的資源。然后以 I&C“說明、指南和工具工具包”為指導(dǎo),選擇經(jīng)過驗證的最佳技術(shù)。確定并管理所有依賴因素和影響因素。最后,確定成本效率并加以利用、掃清障礙、借助結(jié)果學(xué)習(xí)及改進(jìn)。

  他列舉了仍然存在的三大問題:項目需要增加I/O、更改導(dǎo)致延遲,以及現(xiàn)場驗收測試后 (FAT) 的更改導(dǎo)致大量重復(fù)作業(yè)和延遲。因此 ExxonMobil 對供應(yīng)商提出了難題,希望幫助他們消除多余步驟或?qū)崿F(xiàn)自動化,簡化剩余步驟,消除多余組件、依賴及干擾因素,適應(yīng)變化并實現(xiàn)記錄過程的簡化及自動化。

  “從前,我們通過對傳統(tǒng)方法進(jìn)行優(yōu)化和修補來實現(xiàn)改進(jìn),但是如果只是對使用方法進(jìn)行改進(jìn),我們只能實現(xiàn)遞增式的改進(jìn),”Vasser 表示,“我們需要重新思考處理問題的方式?!?/FONT>

  例如,傳統(tǒng)的控制、集線和I/O機柜都要根據(jù)特定項目專門進(jìn)行設(shè)計。必須要等到這些設(shè)計和構(gòu)建完成后項目才能開始進(jìn)行。而現(xiàn)在,他在現(xiàn)場使用標(biāo)準(zhǔn) I/O 機柜 -- 接線箱,而且可以根據(jù)空間可容納的近似 I/O 數(shù)量進(jìn)行訂購。“這些接線箱可以在控件設(shè)計完成之前進(jìn)行安裝,”Vasser 表示??丶部梢园礃?biāo)準(zhǔn)配置訂購。使用網(wǎng)絡(luò)還能避免使用集線柜。

  施工期間,可以將現(xiàn)場設(shè)備連接到最近的接線箱中,“任何一個都可以,”Vasser 說道。

  同時,還能通過仿真和可視化對控制軟件進(jìn)行測試 – “不需要硬件也能進(jìn)行FAT,”Vasser 表示。他希望今后在安裝時控制系統(tǒng)時能夠自動檢測現(xiàn)場設(shè)備,并對設(shè)備和 I/O 進(jìn)行組態(tài)、啟用和記錄。

  “我們必須挑戰(zhàn)已有的傳統(tǒng)方法和技術(shù),尋找機遇實現(xiàn)飛躍式的提升,”Vasser 總結(jié)說,“我們要引導(dǎo)自動化走出一條創(chuàng)新之路?!?/FONT>

  羅克韋爾自動化擴展石油和天然氣能力

  羅克韋爾自動化通過收購和產(chǎn)品開發(fā),已經(jīng)在石油和天然氣領(lǐng)域“從下游向上,逐個產(chǎn)品、逐個客戶”地實現(xiàn)穩(wěn)步增長,羅克韋爾自動化控制產(chǎn)品和解決方案部高級副總裁 Blake Moret 表示。

  該公司通過選擇最好的產(chǎn)品并將其進(jìn)行組合,可整合特定應(yīng)用的控制、邏輯和安全?!拔覀兘谑召彽?vMonitor 可以幫助我們通過遠(yuǎn)程監(jiān)視、安全的無線技術(shù)和一體化實施方案實現(xiàn)數(shù)字化油田?!?/FONT>

  遠(yuǎn)程服務(wù)早已不是新技術(shù)。“很多年前我們就掌握了這種技術(shù),”Moret 表示,但是現(xiàn)在應(yīng)用這種技術(shù)時體積更小、成本更低?!斑@需要重新建立與專家的連接,從而使客戶能克服技能短板”,而且還要確保現(xiàn)場人員遠(yuǎn)離危險設(shè)備。

  同一個自動化控制系統(tǒng)還能結(jié)合過程和生產(chǎn)數(shù)據(jù)將信息回饋給能源管理系統(tǒng)。這在短短一年的時間里就幫助一家 Tyson Foods 工廠節(jié)約了 10% 的能源,并將推廣至其它工廠。

(轉(zhuǎn)載)

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