美國機械工程師協會（ASME）的透平機械技術會議暨博覽會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多名與會者和127家參展公司。今年會議的主題是“人工智能（AI）的變革影響”，重點關注人工智能如何徹底改變工程領域，包括預測性維護、設計優化和先進制造。
ASME TEC戰略與運營高級總監Angelique Vesey表示：“來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后透平機械面臨的挑戰。“英偉達高級能源董事總經理Mark Spieler參與了這些討論，強調了英偉達如何與各公司合作解決一些行業最困難的問題。我們還舉辦了一個全體小組會議，由GE航空航天、RTX和西門子能源的代表參加，我們就人工智能對透平機械行業的影響進行了對話。”
來自工業界、學術界和政府的透平機械和推進工程專家的討論證實，脫碳仍然是技術進步、能源效率和整體設計策略的關鍵驅動力。氫能的能力仍在不斷探索，并取得了新的里程碑，幾家原設備制造商分享了最近支持不同比例氫能的透平機械的進展。
AI +透平機械
幾場小組討論圍繞人工智能和數字化及其對行業的影響展開。許多原設備制造商分享了技術更新以及如何將人工智能納入其流程和創新的見解。
周二上午的全體會議以“用人工智能展望燃氣輪機的未來”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擔任小組成員，他們就在燃氣輪機技術中使用人工智能的當前和未來愿景以及透平機械行業的一些關鍵要點提供了觀點：
•人工智能優化設計流程，改善制造，提高產品性能，并推動整個產品生命周期的創新。
•成功實施人工智能需要的不僅僅是技術，還需要建立一種支持人工智能的文化，鼓勵實驗，減少對變化的恐懼，并賦予工程師創造性地利用新工具的能力。
•業界認識到，人工智能的進步不可能孤立地發生。公司正在呼吁增加數據協作、共享學習和社區范圍的方法來解決透平機械和能源系統中的復雜挑戰。
人工智能不僅是一種技術升級，而且是對透平機械行業如何開發、制造和操作其系統的根本重新構想。
OEM板
周三的小組討論，OEM前進之路：推進燃氣輪機創新，包括來自安薩爾多能源，太陽能透平機和西門子能源的見解。
設備公司
安薩爾多的GT36可以燃燒70%體積的氫氣，這已經在一個鉆井平臺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。
太陽能發電機
隨著間歇性可再生能源在能源供應鏈中的份額開始增加，Solar Turbines的John Mason指出了過去12 - 18個月的幾個宏觀趨勢：電網的穩定性/彈性、脫碳、能源的可負擔性和可用性。
梅森說：“我們與商用航空燃氣輪機公司、軍用航空公司和工業公司共享共同的供應商，隨著交貨時間的延長，這對可用性構成了挑戰，甚至隨著價格的上漲，我們也負擔不起。”
他指出，電網彈性的挑戰是眾所周知的。他說：“再加上人工智能數據中心的出現和電網的無能——這個詞選對了，因為坦率地說，電網無法滿足數據中心對電力的快速需求，所以這就產生了一個通常被稱為電力挑戰的挑戰。”“有趣的是，數據中心的增長并不是由技術來決定的；這是由電力供應決定的。”
西門子能源
西門子能源公司的Ghenadie Bulat博士強調了幾個重要的演示，包括：
•世界上第一個10兆瓦的無碳電網電力來自100%氫氣燃氣輪機。
•與合作伙伴在阿伯丁的凈零技術中心成功進行了100%甲醇燃燒測試。
•參與英國一個碳捕獲項目的飼料研究，該項目預計每年將減少近100萬噸二氧化碳。
技術會議
周三，技術會議“人工智能在燃氣輪機燃燒室設計中的作用”討論了將計算工具、機器學習輔助的降階建模、自動設計優化和數據驅動診斷與燃氣輪機燃燒室設計相結合。
西門子能源公司的Werner Krebs博士表示，人工智能可以在具有數百個參數的大型設計空間中導航，生成滿足特定工程要求的設計方案，如氮氧化物排放、壓降和恒溫穩定性。該方法允許快速探索超越傳統工程方法的設計可能性。
他強調，生成式人工智能的成功取決于底層計算工具和數據的質量，比如復雜的GPU集群和對物理原理的理解，以生成有意義的設計方案。但最重要的是，盡管有先進的技術能力，人工智能是一種增強而不是取代人類工程專業知識的工具。
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算技術解決復雜工程挑戰的復雜方法。通過創建代理模型，該團隊可以快速探索數十萬種設計組合，將計算時間從幾天減少到幾毫秒。
設計優化的下一個前沿是逆神經網絡。與傳統的探索設計空間的方法不同，其目標是“翻轉問題”，允許工程師輸入所需的輸出，并讓系統生成潛在的設計解決方案，從根本上改變設計過程。
微型氣體透平機
ETN Global的報告《微型燃氣輪機：技術進步和市場研究》強調，小型燃氣輪機必須專注于專業市場、降低成本和持續改進技術以保持競爭力。
Giuseppe Tilocca表示，微型燃氣輪機技術面臨著來自內燃機、不斷發展的燃料電池技術和日益增長的電氣化趨勢的競爭。但是，盡管面臨挑戰，微型燃氣輪機提供了一些獨特的優勢：
•維護要求低。
•單一排氣流，是理想的混合熱應用。
•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優異。
“微型燃氣輪機是一個利基產品。如果你試圖把它們作為大眾產品來營銷，你是不會成功的，”蒂洛卡說。
微型燃氣輪機的市場評估可能較低，但它們在可再生燃料和沼氣以及分散電力應用方面顯示出前景。降低設備成本、提高整體效率、擴大生產規模和有針對性的利基應用等因素至關重要。在探索氫燃料的應用時，Tilocca表示，隨著氫燃料價格的下降，你必須平衡效率和成本-設備成本變得越來越重要。
Antonio Escamilla Perejon強調了微型透平機的復雜權衡：在設計和實現不同功率輸出范圍的微型透平機時，必須考慮系統尺寸、性能和成本。
通過各種微型燃氣輪機研究項目取得了一些進展，這些項目正在推動可持續能源技術的界限，包括：
•無縫太陽能發電系統集成。
•創新應用，如使用微型燃氣輪機作為飛機輔助動力裝置的燃料電池替代品。
•協調微型燃氣輪機與水處理廠。
•探索帶有燃料電池的復雜混合動力系統。
•嚴格調查可持續生物燃料的應用。
展望未來，開發驅動力主要集中在提高透平溫度、利用先進材料、實現顯著的成本降低，以及探索新的外部火力和混合動力配置，以不斷提高效率和性能。 |