Chemical plant due sunset

通过预测建模减少化工厂的能耗与排放

通过 3 个维度,带您了解科隆如何提升整体效率:

在化工行业,高效的管道管理对于降低能耗和减少排放至关重要。管道是化工装置的“生命线”,原料与产品通过管道被输送到各个工艺段。但是,管道运行的低效或故障,会导致能耗过高、排放增加以及代价不菲的工艺中断。科隆的 PipePatrol 预测建模和数字孪生技术,通过对管道系统前瞻性的管理与优化,成为解决这些挑战的利器。

为何如此重要?

试想一下,在某化工厂里,管道在各工艺单元之间输送挥发性的化学品。所有的管道都必须在精确的工况条件下运行,以确保满足安全、高效和环保的要求。一旦压力、温度或流速出现任何偏差,都会导致能耗与排放的增加。例如,如果管道进料出现意外,系统必须进行补偿以维持运行,而“补偿”将会导致能耗大幅上升。PipePatrol 的预测建模和数字孪生技术,可对管道进行连续监测,提供实时洞察,并提前(24 小时或更长时间)预测潜在风险。这将帮助运营人员前瞻性地制订决策,优化能源使用并尽可能地减少排放。

Steel pipelines in front of an industrial plant

了解科隆 PipePatrol 预测模型和数值孪生如何助力?

PipePatrol 将预测建模与数字孪生技术相融合,创建了一个虚拟的管道系统。具体如下:

Showing a theft detection location marker at an Google Earth map

实时监测和预测

该系统,通过对实时模拟、测量数据和工艺条件进行连续对比,不断评估管道的当前状态并预测未来。这种预测能力帮助运营人员采取“先发制人”的措施,如调整流速或切换进料管道,以保持理想的管道状态。

数字孪生技术

数字孪生管道物理镜像系统,模拟热力学和流体机械条件。运营人员可以借助这种虚拟模型测试不同的场景,预测潜在风险,并在不影响实际运行的情况下开展纠正措施。

Principle of Extended Real-Time Transient Model (E-RTTM)
PipePatrol service circle

优化能耗并减少排放

通过该系统预测并解决管道低效的问题,可以减少能耗并降低排放,支持工厂实现可持续发展的目标。

Digital Twin future hydraulic behaviour

为可持续发展做出的贡献

  • 能源效率:PipePatrol 的预测功能可精确控制管道运行,确保系统始终保持理想状态,从而降低能耗。

  • 减少排放:通过防止管道中断和效率低下,该系统显著减少了对应急措施的需求,而应急措施通常会导致排放增加。这种主动干预的方式,有助于环保合规并减少碳足迹。

  • 资源优化:借助该系统预测和预防风险的能力,还可以减少频繁维护和更换管道组件的需要,从而节约资源并减少相应的环境影响。

更多效益

  • 预测性管道模拟:该系统可根据当前数据模拟管道的未来状态,帮助运营人员预测并预防潜在风险。

  • 用于测试与优化的数字孪生:数字孪生为测试不同的运行方案提供了一个虚拟环境,可以在不影响实际运行的情况下优化能耗并减少排放。

  • 实时警报与操作预案:运营人员会收到潜在低效或故障的实时警报,以及采取纠正措施的操作预案。

可持续的管道管理解决方案

在化工厂中,高效的管道运行是降低能耗和减少排放的关键。科隆的 PipePatrol 预测建模和数字孪生技术,为实现该目标提供了全面的解决方案。持续监测管道状态、预测潜在风险并进行主动管理 — PipePatrol 不仅提高运营效率,还能够在工厂的整体可持续发展战略中发挥关键作用。

借助 PipePatrol 系统,化工厂可以显著降低能耗和排放,从而实现更高效、更可持续的运营。这项前沿的技术,帮助运营人员根据数据制订决策,从而提高绩效和环境管理的水平。

相关的产品、服务与方案

Google Earth map with a drawn pipeline in red

前瞻性水力预测,让管道运行更安全、更可靠

  • 借助全动态数字孪生系统,实现水力状况实时超前预判
  • 对即将发生的压力异常、供应短缺或运行波动发出早期预警
  • 情景仿真(“假设分析”),用于评估纠正措施和优化步骤
  • 支持输送量优化、需求预测和安全运营规划
  • 适用于气体管道(天然气、化学气体、氢气、二氧化碳等)和复杂管网

Steel pipelines in front of an industrial plant

实现多介质管道作业的全面透明与精准控制

  • 实时追踪批次的首尾位置,确保介质边界清晰明确
  • 精准识别批次与界面,提升运营管控能力
  • 各批次到达时间(ETA)的精确计算
  • 混油与纯油体积核算,提升产品收率并避免交叉污染
  • 支持与现场仪表集成 — 如密度计、超声波流量计等,进一步提升预测精度
Pipeline at the sea dock supplies an oil tanker

高灵敏度与高可靠性,适用于各类管道

  • 多方法综合检测技术:水力建模、模式识别、AI 优化与实时传感器数据的融合
  • 高灵敏度泄漏检测&定位:包括微小泄漏和隐蔽泄漏
  • 即使在瞬态条件下,依然保证快速报警
  • 在所有管道工况下均能稳健运行:稳态、瞬态、启输、停输、静止以及关井
  • 符合国际法规:API 1130、API 1175、TRFL、CSA Z662,以及壳牌、陶氏、沙特阿美等公司的行业标准