双碳之下,智能阀门技术知多少?

2023-7-21 20:23| 发布者: 永一阀门| 查看: 169| 评论: 0

在与一次能源相关的二氧化碳排放量中,有30%是由工业企业所造成的,其中一半以上来自五个行业:炼油、化工、钢铁、水泥、食品和饮料。为了减少排放,这些行业的相关企业正在制定脱碳目标,以及实现这些目标的配套战略。在评估可持续技术时,许多企业都在整合高效的阀门技术。

从低功耗阀门到云设备,智能阀门技术是净零战略的重要组成部分,有助于减少能源使用和工业排放。
本篇文章探讨如何通过高效的阀门技术来实现可持续发展目标。
作为应用于工业工厂的一种组件,阀门似乎只是净零排放难题的一个小分支。然而,智能阀门技术的进步,使其成为减少能源使用和总体排放的关键一环。智能阀门技术是经过验证的解决方案,能够切实地减少工业排放,并帮助企业实现净零排放目标。

低功率阀门 

减少排放通常需要从根源开始,也就是说要使用功耗更低的设备。在这种情况下,电磁阀(SOV)至关重要。世界各地的加工厂都依赖于SOV,将其用作先导阀来开启和关闭较大的球阀或蝶阀,以及在停电期间用于故障安全排气的控制阀。

虽然单个SOV仅耗电6W甚至更少,但整个工厂的SOV能源消耗量却相当之大。在保持性能的同时,使用消耗尽可能少电力的SOV,才最有利于工厂利益和地球环境的维护。尽管低功率SOV早在20世纪80年代就已经出现,并且显著降低了功耗,但他们的流量和压力等级较低,而且制造起来也相当困难。

相比之下,最新的低功耗SOV提供了更高性能和更高的效率。这些SOV的运行功率低至0.55W,并具有更大的孔口和标准过滤器,可防止堵塞并且可以使阀门处理更高的流量。低功耗、高性能的SOV具有更严格的容错率和磁性优化结构,以进一步提高性能。


智能阀门系统 

虽然通过低功耗设备减少能源使用是提高可持续性的第一步,但企业可以通过解锁整个工厂车间的数据来进一步了解设备效率和运营状况。在出现故障并且产生过多耗电之前,陈旧或者磨损的阀门可能根本不会被发现。而阀组的数字化可以使企业能够持续跟踪阀门性能和设备状况,从而在故障发生前发现问题,优化能源使用并提高可持续性。智能阀门平台通过提供连接性,帮助操作人员访问设备数据,实时跟踪设备效率和运行状况,从而实现流程的数字化转型。

谈到数字化转型,一些企业可以说是相当熟悉了,但对另一些企业来说可能还是完全陌生的领域。数字化其实是一系列过程,操作人员可以访问实时数据,利用这些数据做出决策并采取行动,从而提高决策的速度和准确性。为了实现可持续发展,阀门系统的数字化转型可以让操作人员了解能源使用情况,并采取措施提高效率和减少排放。

智能阀门系统有多种选择,可以有效地扩展连接,以满足企业的需求,并与现有的工业物联网(IIoT)系统进行通信。支持IO-Link的阀门系统可以轻松连接到过程控制体系结构,并作为一个集线器,为上层系统提供操作数据和诊断,以实现可视化,使得配置和调试变得更加容易。这样的系统还可以让操作人员对更大的工业物联网系统内的诊断数据进行故障排除和访问。
一些先进的阀门系统集成了开放平台通信统一架构(OPC UA)功能。OPC UA是一种独立于平台的信息技术标准,用于“传感器到云端”的交换,具有集成安全性。具有此功能的阀门系统可以简化与上层系统的通信,并帮助企业解决互操作性难题,因为数据和分析是通过阀门系统接收的,所以可以直接与企业现有的云系统和软件进行通信。

OPC UA还可以扩展阀门系统的连接功能,使企业更容易实时监控阀门系统。具有集成OPC UA功能的阀门系统也可以实现数字孪生的集成。通过使用数字孪生,企业可以在不影响运行流程的情况下评估潜在结果,从而优化运营并提高效率和生产力。

压缩空气监测

压缩空气监测是企业优化能源使用和减少碳排放的重要方法。压缩空气为许多工厂的设备和工艺提供动力,而高达三分之一的压缩空气因泄漏而被白白浪费。当气动系统发生泄漏时,产生压缩空气的大型压缩机必须连续运行,以提供足够的空气来驱动流程。

许多企业每次只检查一台机器是否存在泄漏。这种手动的、定期的刻板流程,很有可能使泄漏在被发现和解决之前扩散,并释放压缩空气。这不仅浪费能源,而且检查每台机器的人力成本也会非常高。压缩空气监测可以让操作人员远程实时查看压缩空气回路中发生的情况,快速检测泄漏并在大量能量损失之前解决泄漏问题。

一些智能气动传感器可以连续监测气动系统和大型空气管道中的气流,测量多达八个工艺参数。这些先进的传感器可以作为独立设备,提供可操作的建议并实时检测泄漏,也可以连接到更大的工业物联网系统。当数据被发送到硬件(如边缘设备)中进行收集并情境化,然后在仪表盘中进行可视化时,操作人员可以直观了解趋势、统计数据和建议,并在工艺参数偏离预设限制时收到警报。
除了防止泄漏外,企业还可以使用压缩空气监测来平衡气动设备,以提高其运行效率。气动设备具有最佳的压力与气流比率,但该比率通常不准确,并且会消耗过多的压缩空气。通过确定该比率并平衡气动装置,整个过程不需要使用额外的能量。这种优化不仅可以节省能源和提高可持续性,还可以提高生产质量。


从设备到云端,实现更大控制   

如果企业的机器没有监控,就无法跟踪和了解使用了多少能源以及为什么会使用这些能源。如果企业有产生数据的传感器,但没有办法将其情境化,那么这些数据就没有多大意义。要了解工厂车间发生了什么,并了解它为什么以及如何对企业的整体环境产生影响,需要一种“从设备到云端”的方法。

“从设备到云端”的方法包括连接到工业边缘解决方案和自动化软件的机器阀门。这些可扩展的解决方案可以收集和组合多个数据流,通过仪表盘呈现性能数据和分析,并帮助企业解决从机器层面到整个工厂范围内的所有运营问题。

“从设备到云端”方法使企业能够访问数据,并获得对操作或设备的可见性,从而可以预先确定其未来状态,并对关键应用程序提供清晰的解决方案。企业可以很容易地识别出超出容错范围或需要维护的设备,并在发生更大的问题或故障之前快速校准或维修它们。这不仅可以减少资源的使用,还可以提高OEE和安全性。

由于这些智能技术具有高度可扩展性,无论何种规模的数字化转型阶段的企业,都可以从设备层面开始优化。一个最可行的方法就是从小事做起。企业首先需要确定最能够提高可持续性的最关键应用。然后安装传感器来监控性能和硬件,例如支持IO-link 和 OPC UA的边缘设备,以收集和报告运行情况,提供关于低效操作的通知,识别预定故障等等。然后,企业可以相应地进行优化,验证投资回报,并扩大规模,以满足其需求和可持续发展目标。


国内智能阀门产业布局  

随着智能制造领域政策密集出台,我国的阀门产业向智能制造方向转型已是大势所趋,越来越多的企业主动拥抱智能制造。

▶ 西部智能阀门产业基地:西部智能阀门产业基地位于垫江高新区桂阳组团和澄溪组团,主要建设研发检测中心及产品展示区、孵化基地、生产基地和综合配套区等,致力于打造集研发、生产、制造、检测于一体的高端智能阀门产业新高地。

▶ 四川通江县智能阀门生产项目:通江县智能阀门生产项目位于通江县金堂工业园,建设生产厂房2.5 万平方米及智能阀门生产线。总投资 2 亿元,建成后将满足闸阀截止阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等阀门市场需求,促进制造业加快发展,为工业经济增长培育新动能,打造制造业竞争新优势。

▶ 光德高中压智能阀门生产基地光德高中压智能阀门生产基地项目总投资约1.5亿元,计划建设工期24个月。项目建设以生产加工区、生产配套区、办公研发区、地下车库等为主要功能区的自动化阀门制造生产基地。项目建成后,将发挥河北光德在高端油气管线阀门设计、研发、生产及公司本地化售后服务优势,致力打造一家拥有世界一流技术水平、提供全套工业阀门解决方案的供应商。

为更可持续的未来而共同努力   

企业所制定的脱碳目标和其他可持续发展目标,需要节能技术和智能战略来帮助实现。从阀门开始入手,并逐步实现云计算的综合方法,为企业提供了一个绝佳的机会。企业可以与经验丰富的技术供应商合作,根据自己的需求和目标获得解决方案,并在之后的每一步都获得专家支持。

其实,在迈向更加可持续发展的道路上,没有单一的解决方案,需要多种阀门技术协同工作,以提高能源效率并减少排放。从低功率电磁阀到智能阀门系统,从压缩空气监测到边缘解决方案,每一项技术都发挥着关键作用,确保可持续发展。

 
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