焦?fàn)t煤氣（GOC）是煤炭煉焦的副產(chǎn)品，卻可用于氣電，它不僅蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還可以實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)綜合利用，節(jié)約一次能源消耗，減少二氧化碳和硫化物的排放。河南利源煤焦集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“利源集團(tuán)”）擬結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的方式，充分利用焦?fàn)t煤氣的價(jià)值，在集團(tuán)層面實(shí)現(xiàn)能源調(diào)度平衡，為中國(guó)富余煉焦煤氣的優(yōu)化利用探索出一條好路子。

因地制宜，變廢為寶

所謂焦?fàn)t煤氣是原煤被加工成為焦炭過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，以氫氣為主，此外還包含甲烷、一氧化碳、乙烷等多種成分。早在20多年前，焦?fàn)t煤氣常常沒(méi)有被利用就直接燃燒排放到大氣當(dāng)中，造成大量的能源浪費(fèi)。而事實(shí)上，焦?fàn)t煤氣蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，它可以用于城市煤氣供應(yīng)、發(fā)電，也可作為化工原料生產(chǎn)合成氨、甲醇等。

傳統(tǒng)利用焦?fàn)t煤氣發(fā)電的方法是蒸汽輪機(jī)發(fā)電，這一發(fā)電方式技術(shù)成熟，投資也較少，但根據(jù)機(jī)組容量及蒸汽參數(shù)不同，其發(fā)電效率僅有23%~27%。另一種方式是燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，這種方式可以充分利用焦?fàn)t煤氣的熱能。整個(gè)發(fā)電凈效率可達(dá)47%，能源綜合利用率更可高達(dá)57%甚至更高，二次發(fā)電后的蒸汽還可用于供熱。既最大限度地利用了一次能源，節(jié)省工廠能源成本，又大大地減少了二氧化碳排放。

利源集團(tuán)是河南省三大煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)的骨干企業(yè)。集團(tuán)公司旗下包括5個(gè)分公司，主營(yíng)業(yè)務(wù)包括洗煤、煉焦、化工、發(fā)電、物流、鐵合金、新能源等。2009年，利源集團(tuán)開(kāi)始思考如何采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電模式，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐。在燃機(jī)選型過(guò)程中，GE針對(duì)利源集團(tuán)項(xiàng)目的需求，以GE生產(chǎn)的 LM 2500+燃機(jī)為基礎(chǔ)，對(duì)其燃燒系統(tǒng)做出重新設(shè)計(jì)和改造，使其適應(yīng)焦?fàn)t煤氣含氫量比較高，雜質(zhì)較多，熱值較低的特點(diǎn)，為利源集團(tuán)量身打造了全球第一款以焦?fàn)t煤氣為燃料的航改型燃機(jī)用于發(fā)電。最終，這款LM2500+航改型燃機(jī)以保有量大、啟動(dòng)迅速、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、單機(jī)功率明顯大于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等優(yōu)勢(shì)，從候選燃機(jī)中脫穎而出。

目前，利源集團(tuán)發(fā)電項(xiàng)目總裝機(jī)容量約為62兆瓦，年發(fā)電量4億~5億千瓦時(shí)。從2011年正式投入商運(yùn)以來(lái)，利源集團(tuán)的兩套LM2500+燃機(jī)機(jī)組穩(wěn)健運(yùn)行，總體保持了平均98%以上的運(yùn)轉(zhuǎn)率。不僅可以根據(jù)集團(tuán)焦?fàn)t煤氣量的多少來(lái)進(jìn)行調(diào)峰，還可以在高峰時(shí)段利用煤氣發(fā)電，減少網(wǎng)上電使用，甚至向電網(wǎng)送電，實(shí)現(xiàn)能源利用平衡。

繼河南利源項(xiàng)目之后，江蘇天裕能源化工集團(tuán)有限公司、河北華豐煤化電力有限公司、江西九江等企業(yè)也上馬了航改型燃機(jī)發(fā)電項(xiàng)目，安裝了GE生產(chǎn)的 LM 2500系列的機(jī)組。

航改技術(shù)，技“精”業(yè)“湛”

GE LM2500系列是GE 航改型燃?xì)廨啓C(jī)中廣受歡迎的產(chǎn)品。所謂“航改型燃?xì)廨啓C(jī)”，是從航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)型而來(lái)，它將原來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生推力的那一部分去掉，而由航空發(fā)動(dòng)機(jī)帶著發(fā)電機(jī)發(fā)電的設(shè)備。

GE航改型燃機(jī)采用“基于狀態(tài)的維修CBM”，又稱“視情維修”的設(shè)備運(yùn)維原則。這個(gè)原則假定燃機(jī)的故障不是突然發(fā)生的，而是隨著時(shí)間變化逐漸形成。如果某些參數(shù)，如振動(dòng)參數(shù)，溫度參數(shù)等超過(guò)了預(yù)定值，就意味著燃機(jī)的狀態(tài)需要進(jìn)行維修。這樣的判斷方法，既可以避免過(guò)度維修帶來(lái)的資源浪費(fèi)，也可以防止不能及時(shí)維修導(dǎo)致非計(jì)劃性停機(jī)的情況發(fā)生。

基于這一原則，GE制定了詳細(xì)的燃機(jī)檢測(cè)方案。一般來(lái)說(shuō)，每運(yùn)行4000小時(shí)，進(jìn)行一次機(jī)組例行檢查和孔探檢查；每8000小時(shí)，進(jìn)行一次總體檢查，除孔探檢查外，對(duì)整個(gè)燃機(jī)的傳感器進(jìn)行校驗(yàn)；每2.5萬(wàn)小時(shí)，進(jìn)行一次中修，對(duì)熱部件進(jìn)行更換；每5萬(wàn)小時(shí)，進(jìn)行一次機(jī)組大修。

2018年，按照設(shè)備投運(yùn)5萬(wàn)小時(shí)，需要進(jìn)行大修的慣例，利源集團(tuán)與GE簽訂了大修合同。不同于重型燃機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施維護(hù)工作，航改型燃機(jī)的大修主要采用“交換”和“返廠維修”兩種方式。采用“交換”的方式就是用修好的發(fā)動(dòng)機(jī)替換待修的發(fā)動(dòng)機(jī)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于維護(hù)效率高、停機(jī)時(shí)間短。因?yàn)楹礁男腿細(xì)廨啓C(jī)是基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)，一般來(lái)說(shuō)，連拆帶裝只需10天左右的時(shí)間。比起采取“返廠維修”將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)至GE位于美國(guó)休斯頓的工廠進(jìn)行維修的方式要節(jié)省很多時(shí)間并幫助客戶實(shí)現(xiàn)“大修不停產(chǎn)”。

目前兩個(gè)機(jī)組的大修已于2018年3月和8月進(jìn)行?！坝捎诹己玫漠a(chǎn)品質(zhì)量和得當(dāng)?shù)脑O(shè)備維護(hù)措施，用于交換的已經(jīng)運(yùn)行5萬(wàn)多小時(shí)的舊機(jī)組非常好，壓氣機(jī)和壓片還有金屬光澤。采用交換的方式不僅控制了服務(wù)成本價(jià)格，而且最大限度保障了生產(chǎn)的持續(xù)性。”利源集團(tuán)發(fā)電總廠廠長(zhǎng)郭現(xiàn)增說(shuō)。

在實(shí)際操作中，GE又加快進(jìn)度，原本需要10天左右的交換流程，最后用了不到一個(gè)星期的時(shí)間就完成了，將大修對(duì)客戶生產(chǎn)的影響降到了最低。

“GE發(fā)電在中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了‘本土化2.0’的時(shí)代。服務(wù)中，我們不是將已有方案進(jìn)行簡(jiǎn)單移植，而是根據(jù)客戶需求量身定制，提高客戶的經(jīng)營(yíng)靈活性，降低實(shí)際維修停機(jī)時(shí)間?！盙E發(fā)電服務(wù)中國(guó)區(qū)總經(jīng)理許欣表示。

本土服務(wù)，打破瓶頸

GE已經(jīng)建立了對(duì)航改型燃機(jī)的本地服務(wù)能力，可以基于客戶需求，聯(lián)合全球檢修網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合計(jì)劃性維護(hù)和視情況維護(hù)，以最低的成本幫助客戶實(shí)現(xiàn)最高的可用性和可靠性。

同時(shí)，GE為客戶提供了“交易式”與“合約式”兩種服務(wù)模式，供客戶根據(jù)自身情況自由選擇。無(wú)論客戶選擇哪種服務(wù)模式，GE都會(huì)與客戶建立起定期溝通機(jī)制，根據(jù)客戶提出的需求共同商討解決方案，并定期組織客戶參加技術(shù)分享會(huì)，將最新的技術(shù)動(dòng)態(tài)分享給客戶，與客戶一起走在技術(shù)的前沿。

在利源集團(tuán)項(xiàng)目具體技術(shù)執(zhí)行過(guò)程中，GE發(fā)電服務(wù)派出的本土商務(wù)團(tuán)隊(duì)得到了客戶的高度認(rèn)可。商務(wù)團(tuán)隊(duì)核心人員都是工程背景出身，單兵作戰(zhàn)能力強(qiáng)，在現(xiàn)場(chǎng)獨(dú)當(dāng)一面，還可以很順暢地調(diào)動(dòng)美國(guó)、新加坡等不同地區(qū)的工程資源，及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)可能遇到的問(wèn)題。因?yàn)槎际潜就翀F(tuán)隊(duì)，就避免了時(shí)區(qū)、語(yǔ)言，以及文化差異等不利因素，使得客戶的需求得以快速響應(yīng)，項(xiàng)目進(jìn)度得以快速推進(jìn)。

利源集團(tuán)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)燃機(jī)采用的是雙燃料系統(tǒng)。項(xiàng)目投產(chǎn)初期，由于焦?fàn)t煤氣的雜質(zhì)較多，而燃料噴嘴設(shè)備內(nèi)部燃料管路又非常精密、細(xì)窄，常常發(fā)生雜質(zhì)積結(jié)、堵塞的現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)組無(wú)法連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，非計(jì)劃停機(jī)頻繁。GE公司會(huì)同利源集團(tuán)項(xiàng)目工程技術(shù)人員，集結(jié)了工藝、設(shè)備、控制等各方面的專家，共同提出以下方案，攻克了這一難題：首先，在供氣管路上增加了煤氣預(yù)過(guò)濾系統(tǒng)，增加煤氣預(yù)處理強(qiáng)度；其次，在油切氣的燃料轉(zhuǎn)換過(guò)程中，使用氮?dú)膺M(jìn)行緩沖，有效改善噴嘴管路堵塞的情況?！爱?dāng)時(shí)我們調(diào)集了很多專家會(huì)同利源集團(tuán)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員，在反復(fù)會(huì)商之后，共同擬定了這個(gè)方案，”GE發(fā)電航改型燃機(jī)高級(jí)服務(wù)經(jīng)理趙永生說(shuō)，“將這個(gè)方案付諸實(shí)施之后，噴嘴的問(wèn)題就解決了?？蛻魧?duì)GE的本土技術(shù)能力、服務(wù)能力十分贊賞?！?/span>

“如果滿分是10分，我可以給12分?！惫F(xiàn)增說(shuō)，“GE隨時(shí)能夠進(jìn)行溝通，而且服務(wù)態(tài)度好。有的時(shí)候非工作時(shí)間有事情，發(fā)個(gè)微信，郵件也能解決問(wèn)題。這些年隨著GE發(fā)電服務(wù)團(tuán)隊(duì)本土化能力的增強(qiáng)，本土團(tuán)隊(duì)的成熟，給我們帶來(lái)了更多的便利?！保ㄊ荷海?/span>