1號燃機(jī)功率39.6MW，燃機(jī)轉(zhuǎn)速6602RPM；2號燃機(jī)功率39.5MW，燃機(jī)轉(zhuǎn)速6600RPM，供熱流量234.6t/h，安全生產(chǎn)2132天。7月12日上午9：35分，在國家電投集團(tuán)荊門綠動(dòng)能源有限公司（以下簡稱“荊門綠動(dòng)”）的中控室內(nèi)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變動(dòng)。
據(jù)國家電投湖北公司鄂中區(qū)域公司負(fù)責(zé)人于紅偉介紹，為配合迎峰度夏，目前兩臺在運(yùn)燃機(jī)為80%帶負(fù)荷運(yùn)行。九成熱量正通過40公里的蒸汽管道，傳輸至億緯鋰能、格林美等大用戶生產(chǎn)車間。
值得一提的是，作為燃機(jī)摻氫燃燒試驗(yàn)的業(yè)主單位，荊門燃機(jī)分別于2021年12月30日、2022年9月29日相繼完成我國首次、全球首例在重型燃機(jī)商業(yè)機(jī)組上實(shí)施高比例摻氫燃燒改造試驗(yàn)和科研攻關(guān)，為加速國內(nèi)自主氫燃機(jī)開發(fā)、運(yùn)行積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
兩次“成功”打開摻氫商用一扇窗
2021年6月30日，國家電投所屬北京重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研究有限公司（以下簡稱“北京重燃”）瞄準(zhǔn)國際燃機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，正式啟動(dòng)30%摻氫燃機(jī)試驗(yàn)示范項(xiàng)目。
北京重燃作為牽頭方，統(tǒng)籌國家電投集團(tuán)內(nèi)部湖北公司、上海成套院、上海舜華、上海能科等多個(gè)單位在內(nèi)的優(yōu)勢資源，在西門子能源、盈德氣體和地方政府的通力協(xié)作下，研究提出了從燃機(jī)本體改造、廠內(nèi)混氫站建設(shè)到廠外供氫全流程方案并實(shí)施。
摻氫燃燒試驗(yàn)共分為兩個(gè)階段實(shí)施。2021年12月23日，設(shè)計(jì)建設(shè)了卸氫裝置、減壓裝置、混氫裝置和相關(guān)配套設(shè)施，并對#2燃機(jī)開展燃燒器、控制系統(tǒng)相關(guān)改造，成功實(shí)現(xiàn)了第一階段15%摻氫燃燒改造和運(yùn)行，機(jī)組具備了純天然氣和天然氣摻氫兩種運(yùn)行模式的兼容能力。2022年9月29日，第二階段30%摻氫燃燒試驗(yàn)運(yùn)行成功。
改造后的燃機(jī)機(jī)組具備了純天然氣和天然氣摻氫兩種運(yùn)行模式的兼容能力，具備了0%-30%摻氫運(yùn)行條件下的靈活性。僅荊門一臺54兆瓦的燃機(jī)，在摻氫30%情況下，每年可減少二氧化碳排放達(dá)1.8萬噸以上。
“在運(yùn)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)30%摻氫燃燒試驗(yàn)，是我國首次在重型燃機(jī)商業(yè)機(jī)組上實(shí)施摻氫燃燒改造試驗(yàn)和科研攻關(guān)，標(biāo)志著國內(nèi)已掌握一套完整的燃?xì)廨啓C(jī)電站摻氫改造工程設(shè)計(jì)方案，為加速國內(nèi)自主氫燃機(jī)開發(fā)、運(yùn)行積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。”于紅偉表示。
當(dāng)前，氫燃?xì)廨啓C(jī)已成為全球未來戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新領(lǐng)域的焦點(diǎn)。在現(xiàn)役天然氣機(jī)組中增加氫燃料來源，不僅能夠有效緩解天然氣用氣量，保證冬季供暖安全穩(wěn)定，同時(shí)具有積極的減碳效應(yīng)。此外，氫燃?xì)廨啓C(jī)還可化解我國天然氣緊缺導(dǎo)致的燃機(jī)行業(yè)發(fā)展阻力，有利推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)高端裝備制造產(chǎn)業(yè)升級。
不過，掣肘氫燃料價(jià)格的高企，在現(xiàn)役天然氣機(jī)組中增加氫氣，尚且不能在全國范圍內(nèi)大幅推廣。
“目前氫氣的價(jià)格還是純商業(yè)價(jià)格。天然氣的氣價(jià)在2.7元/立方米左右，氫氣的價(jià)格也在2-3元/立方米。但一立方的天然氣的熱值相當(dāng)于三立方氫氣，性價(jià)比更高。僅僅做試驗(yàn)，就用掉了幾萬方氫氣。”國家電投湖北公司鄂中區(qū)域公司副總經(jīng)理白紅濤坦言，“什么時(shí)候一立方米氫氣的價(jià)格降到0.9元，摻氫燃燒便具有經(jīng)濟(jì)效益。”
于今年3月發(fā)布的《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究》信息顯示，綠氫價(jià)格下降是未來摻氫天然氣規(guī)�；l(fā)展的必然要求。樂觀情境下，2026年左右開始進(jìn)入商業(yè)化導(dǎo)入階段，2042年進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。
在國際上，從2000年開始不少國家展開了相關(guān)研究，截至目前全球共有40多個(gè)示范項(xiàng)目。每年，約2900噸氫氣摻入天然氣管網(wǎng)，摻氫比例最高達(dá)20%。英國最大天然氣供應(yīng)商森特理克日前表示，下半年將按計(jì)劃啟動(dòng)旗下天然氣電站摻氫試點(diǎn)項(xiàng)目，并有望成為英國首個(gè)摻氫調(diào)峰項(xiàng)目。
用熱需求上升推動(dòng)機(jī)組擴(kuò)產(chǎn)
近年來，隨著國家電投集團(tuán)荊門綠動(dòng)能源有限公司所在荊門高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)全力推動(dòng)招商引資，持續(xù)優(yōu)化營商環(huán)境，知名企業(yè)紛紛入駐，荊門燃機(jī)自2020年度投產(chǎn)以來，兩臺機(jī)組供熱產(chǎn)能和能效潛力得到充分釋放。數(shù)據(jù)顯示，2021年同比2020年供熱增長82%，2022年同比2021年供熱增長110%，2023年預(yù)計(jì)增長45%。2021年度熱電比同比增長57.1%，煤耗率同比降低6.7%，2022年度熱電比同比增長104%，煤耗率同比降低2.3%。
熱電比方面，為滿足荊門高新產(chǎn)業(yè)園不斷增長的供熱需求，國家電投集團(tuán)湖北公司鄂中區(qū)域公司持續(xù)進(jìn)行機(jī)組運(yùn)行方式優(yōu)化研究，在適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)電要求的同時(shí)，最大限度釋放機(jī)組供熱能力，適應(yīng)了電力和熱力市場靈活性的需求。同時(shí)進(jìn)行熱力系統(tǒng)改造，通過回收低品質(zhì)蒸汽，提升供熱能力約10t/h，力爭“顆粒歸倉”。
供電煤耗方面，一方面進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整，持續(xù)開展運(yùn)行指標(biāo)競賽，提高人員精細(xì)化操作積極性；通過崗位技能競賽等活動(dòng)，全方位提升人員技能水平和節(jié)能意識。一方面注重檢修維護(hù)。強(qiáng)化對疏、放水系統(tǒng)和化水制水系統(tǒng)的設(shè)備治理，杜絕了工質(zhì)泄漏，降低了水耗率和介質(zhì)損耗；汽包水位控制優(yōu)化，提高了變頻設(shè)備的節(jié)能效率。此外，通過對電機(jī)變頻優(yōu)化、連排余熱回收、新增壓力匹配器等多種節(jié)能改造，荊門燃機(jī)有效降低了供電煤耗。
值得一提的是，除配套建設(shè)熱力管網(wǎng)外，荊門燃機(jī)還以電、熱、水、冷多聯(lián)供的方式實(shí)施綜合能源供應(yīng)，大幅提升了能源綜合利用率，替代了區(qū)域的分散鍋爐，為荊門高新產(chǎn)業(yè)園億緯鋰能、格林美、恩捷等重點(diǎn)大型上市公司提供熱力供應(yīng)。“近三年，供熱單小時(shí)流量呈飛躍式發(fā)展。整個(gè)荊門高新產(chǎn)業(yè)園的主要工商業(yè)用戶都在使用我們的供熱。供熱流量實(shí)現(xiàn)了從幾噸、幾十噸，到目前接近260t/h。荊門燃機(jī)的供熱能力在鄂中乃至湖北都屈指可數(shù)。”于紅偉表示。
新能源汽車的產(chǎn)銷兩旺，正助推動(dòng)力電池企業(yè)加速在華中鋰電之都——荊門布局。今年2月，鋰電巨頭億緯鋰能子公司——億緯動(dòng)力產(chǎn)能規(guī)模達(dá)到73GWh的六、七、八、九區(qū)工廠在荊門正式投產(chǎn)，同時(shí)總投資近百億元的60GWh動(dòng)力儲能電池超級工廠開工建設(shè)。全球最大的三元正極材料前驅(qū)體生產(chǎn)企業(yè)格林美，“十四五”期間，也將計(jì)劃在荊門追加投資，并有望實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值500億元。
“為應(yīng)對億緯動(dòng)力、格林美等大客戶產(chǎn)能的爆發(fā)式增長，我們的熱源點(diǎn)二期將馬上進(jìn)行擴(kuò)建，以進(jìn)一步滿足企業(yè)用熱、用能的需求。”于紅偉透露。
7月14日12時(shí)30分，鄂中區(qū)域公司荊門燃機(jī)項(xiàng)目熱網(wǎng)東線工程高能環(huán)保段蒸汽正式并入主管網(wǎng)供汽。此舉有望進(jìn)一步提高荊門燃機(jī)項(xiàng)目的供熱能力和可靠性，增加零碳熱源點(diǎn)，成為荊門燃機(jī)高質(zhì)量發(fā)展的全新增長極。
