焦?fàn)t煤氣（GOC）是煤炭煉焦的副產(chǎn)品，卻可用于氣電，它不僅蘊含著巨大的經(jīng)濟價值，還可以實現(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。河南利源煤焦集團有限公司（以下簡稱“利源集團”）擬結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，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煤氣的價值，在集團層面實現(xiàn)能源調(diào)度平衡，為中國富余煉焦煤氣的優(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。而事實上，焦?fàn)t煤氣蘊含著巨大的經(jīng)濟價值，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。

利源集團是河南省三大煤化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)的骨干企業(yè)。集團公司旗下包括5個分公司，主營業(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，利源集團開始思考如何采用燃?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，加快轉(zhuǎn)型升級的步伐。在燃機選型過程中，GE針對利源集團項目的需求，以GE生產(chǎn)的 LM 2500+燃機為基礎(chǔ)，對其燃燒系統(tǒng)做出重新設(shè)計和改造，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，為利源集團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用于發(fā)電。最終，這款LM2500+航改型燃機以保有量大、啟動迅速、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、單機功率明顯大于競爭對手等優(yōu)勢，從候選燃機中脫穎而出。

目前，利源集團發(fā)電項目總裝機容量約為62兆瓦，年發(fā)電量4億~5億千瓦時。從2011年正式投入商運以來，利源集團的兩套LM2500+燃機機組穩(wěn)健運行，總體保持了平均98%以上的運轉(zhuǎn)率。不僅可以根據(jù)集團焦?fàn)t煤氣量的多少來進(jìn)行調(diào)峰，還可以在高峰時段利用煤氣發(fā)電，減少網(wǎng)上電使用，甚至向電網(wǎng)送電，實現(xiàn)能源利用平衡。

繼河南利源項目之后，江蘇天裕能源化工集團有限公司、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發(fā)電項目，安裝了GE生產(chǎn)的 LM 2500系列的機組。

航改技術(shù)，技“精”業(yè)“湛”

GE LM2500系列是GE 航改型燃?xì)廨啓C中廣受歡迎的產(chǎn)品。所謂“航改型燃?xì)廨啓C”，是從航空發(fā)動機轉(zhuǎn)型而來，它將原來航空發(fā)動機產(chǎn)生推力的那一部分去掉，而由航空發(fā)動機帶著發(fā)電機發(fā)電的設(shè)備。

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

基于這一原則，GE制定了詳細(xì)的燃機檢測方案。一般來說，每運行4000小時，進(jìn)行一次機組例行檢查和孔探檢查；每8000小時，進(jìn)行一次總體檢查，除孔探檢查外，對整個燃機的傳感器進(jìn)行校驗；每2.5萬小時，進(jìn)行一次中修，對熱部件進(jìn)行更換；每5萬小時，進(jìn)行一次機組大修。

2018年，按照設(shè)備投運5萬小時，需要進(jìn)行大修的慣例，利源集團與GE簽訂了大修合同。不同于重型燃機在現(xiàn)場實施維護工作，航改型燃機的大修主要采用“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)動機替換待修的發(fā)動機。這種方式的優(yōu)點在于維護效率高、停機時間短。因為航改型燃?xì)廨啓C是基于航空發(fā)動機的模塊化設(shè)計，一般來說，連拆帶裝只需10天左右的時間。比起采取“返廠維修”將發(fā)動機運至GE位于美國休斯頓的工廠進(jìn)行維修的方式要節(jié)省很多時間并幫助客戶實現(xiàn)“大修不停產(chǎn)”。

目前兩個機組的大修已于2018年3月和8月進(jìn)行。“由于良好的產(chǎn)品質(zhì)量和得當(dāng)?shù)脑O(shè)備維護措施，用于交換的已經(jīng)運行5萬多小時的舊機組非常好，壓氣機和壓片還有金屬光澤。采用交換的方式不僅控制了服務(wù)成本價格，而且最大限度保障了生產(chǎn)的持續(xù)性。”利源集團發(fā)電總廠廠長郭現(xiàn)增說。

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

“GE發(fā)電在中國已經(jīng)進(jìn)入了‘本土化2.0’的時代。服務(wù)中，我們不是將已有方案進(jìn)行簡單移植，而是根據(jù)客戶需求量身定制，提高客戶的經(jīng)營靈活性，降低實際維修停機時間?！盙E發(fā)電服務(wù)中國區(qū)總經(jīng)理許欣表示。

本土服務(wù)，打破瓶頸

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

同時，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。無論客戶選擇哪種服務(wù)模式，GE都會與客戶建立起定期溝通機制，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，將最新的技術(shù)動態(tài)分享給客戶，與客戶一起走在技術(shù)的前沿。

在利源集團項目具體技術(shù)執(zhí)行過程中，GE發(fā)電服務(wù)派出的本土商務(wù)團隊得到了客戶的高度認(rèn)可。商務(wù)團隊核心人員都是工程背景出身，單兵作戰(zhàn)能力強，在現(xiàn)場獨當(dāng)一面，還可以很順暢地調(diào)動美國、新加坡等不同地區(qū)的工程資源，及時解決現(xiàn)場可能遇到的問題。因為都是本土團隊，就避免了時區(qū)、語言，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)，項目進(jìn)度得以快速推進(jìn)。

利源集團項目現(xiàn)場燃機采用的是雙燃料系統(tǒng)。項目投產(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)致機組無法連續(xù)正常運轉(zhuǎn)，非計劃停機頻繁。GE公司會同利源集團項目工程技術(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)過濾系統(tǒng)，增加煤氣預(yù)處理強度；其次，在油切氣的燃料轉(zhuǎn)換過程中，使用氮氣進(jìn)行緩沖，有效改善噴嘴管路堵塞的情況。“當(dāng)時我們調(diào)集了很多專家會同利源集團現(xiàn)場技術(shù)人員，在反復(fù)會商之后，共同擬定了這個方案，”GE發(fā)電航改型燃機高級服務(wù)經(jīng)理趙永生說，“將這個方案付諸實施之后，噴嘴的問題就解決了?？蛻魧E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，“GE隨時能夠進(jìn)行溝通，而且服務(wù)態(tài)度好。有的時候非工作時間有事情，發(fā)個微信，郵件也能解決問題。這些年隨著GE發(fā)電服務(wù)團隊本土化能力的增強，本土團隊的成熟，給我們帶來了更多的便利?！保ㄊ荷海?/span>