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伴隨南方“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的持續(xù)推進(jìn)，一些燃煤電廠相繼關(guān)停。《廣東省打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)2018年工作方案》就明確指出：優(yōu)化整合燃煤電廠，推進(jìn)服役到期、服役時(shí)間較長及位于城市建成區(qū)的燃煤電廠優(yōu)化整合和淘汰。燃煤電廠關(guān)停，造成的電力空缺將主要由更清潔、環(huán)保的能源供給形式來填補(bǔ)，一些燃?xì)怆姀S也由此迎來擴(kuò)建機(jī)會(huì)。在擴(kuò)建時(shí)，選擇什么樣的燃機(jī)也成了不少電廠領(lǐng)導(dǎo)要考慮的問題。今天，我們同GE發(fā)電高級工程師武文杰老師面對面，以一座南方電廠為例，聊一聊燃?xì)怆姀S擴(kuò)建機(jī)組選型的問題。

大九:能否簡單介紹一下這座電廠的情況?

武文杰:我們前不久幫助一家南方燃?xì)怆姀S進(jìn)行了分析。這家燃?xì)怆姀S原規(guī)劃建造九臺F級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組作為調(diào)峰，一期三臺F級機(jī)組已經(jīng)就緒。在南方“煤改氣”推進(jìn)的背景下，這家電廠計(jì)劃啟動(dòng)第二期三臺F級項(xiàng)目。但是，這兩年效率更高的H級燃機(jī)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有不少成功的應(yīng)用，二期擴(kuò)建能否采用更先進(jìn)的H級機(jī)組呢?客戶希望從自身電廠的實(shí)際情況和燃機(jī)調(diào)峰運(yùn)行特點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)政府發(fā)展本地保障電源，以及能源基地的要求，深入理解二期擴(kuò)建工程采用H級燃機(jī)還是F級燃機(jī)。

大九:電廠計(jì)劃三期九臺F級機(jī)組，恐怕之前在土地規(guī)劃、配套設(shè)施等等基礎(chǔ)上都是按照F級配備的。會(huì)不會(huì)有一種看到了自己喜歡的衣服，結(jié)果自己的身材太胖或太瘦只能割愛的感覺?

武文杰:有些電廠在建設(shè)的時(shí)候的確遇到這樣的問題。建設(shè)一期的時(shí)候，把二期、三期的條框都定下來了，但等到建設(shè)二期、三期的時(shí)候，可能出現(xiàn)了預(yù)期以外的新技術(shù)。在這種情況下，我們會(huì)根據(jù)實(shí)際情況，建議業(yè)主們研究一下，看看是否有采用新技術(shù)的可能。如果經(jīng)濟(jì)上與工程上都可行，那么何樂而不為呢?

就前面所說的這家南方電廠為例，業(yè)主需要研究的問題有三個(gè)：投資增加多少，經(jīng)濟(jì)上是否劃算;現(xiàn)有場地是否能夠布置H級聯(lián)合循環(huán);已經(jīng)建設(shè)好的循環(huán)水設(shè)施是否夠用。

大九:我們首先說經(jīng)濟(jì)性。H級比F級的效率高是一定的，但度電成本上的優(yōu)勢有多大呢?

武文杰:業(yè)主也提出了這個(gè)問題。我們模擬了典型南方電廠的運(yùn)行情況?；谔烊粴鈨r(jià)格2.45RMB/Nm3, 天然氣熱值37.3MJ/Nm3的假設(shè)參數(shù)，我們按照機(jī)組年發(fā)電等效利用小時(shí)數(shù)分別為3500、3000、2500小時(shí)計(jì)算，如下圖：

(注：隨著外部邊界條件不同，測算所得度電成本也會(huì)相應(yīng)不同，本圖數(shù)據(jù)僅作為定性的度電成本趨勢分析用。)

根據(jù)對現(xiàn)有一期運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，機(jī)組年平均負(fù)荷率為76%左右，按該負(fù)荷下3922小時(shí)的年運(yùn)行小時(shí)數(shù)折合滿負(fù)荷機(jī)組年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為2980小時(shí)。以該負(fù)荷率作為基準(zhǔn)，度電成本比較如下：

由上述測算結(jié)果可以看出，相同負(fù)荷率的前提下，H級燃機(jī)較F級燃機(jī)在燃料消耗、運(yùn)行維護(hù)及測算的度電成本上均有明顯優(yōu)勢，尤其是9HA.02經(jīng)濟(jì)性最好。本工程主機(jī)由F級燃機(jī)改為H級燃機(jī)作為調(diào)峰機(jī)組在經(jīng)濟(jì)上是可行的。

大九:看上去H級的度電成本優(yōu)勢還真的挺明顯的。但是，現(xiàn)場場地能否布置H級燃機(jī)?在預(yù)設(shè)部署F級的燃?xì)怆姀S，部署H級燃機(jī)有什么樣的難度?

武文杰:不同的電廠有不同的歷史情況。這家電廠第一期的三臺F機(jī)燃機(jī)采用的是燃機(jī)下進(jìn)氣，單軸機(jī)組高位聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)層大平臺布置。業(yè)主希望二期主廠房在一期基礎(chǔ)上連續(xù)擴(kuò)建，保持全廠格局的一致性，并預(yù)留三期擴(kuò)建條件。這種的“高位聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)大平臺”的好處是節(jié)省土地使用，但它與典型的H級燃機(jī)布置不同，也確實(shí)帶來了一定難度。

我們與GE總部經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師進(jìn)行了溝通，針對性地提出單軸H級機(jī)組高位聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)層大平臺布置方案，優(yōu)化廠房跨度與一期一致。本期與一期可接續(xù)建設(shè)，達(dá)到了全廠機(jī)組布置格局的一致性要求。我們另外與設(shè)計(jì)院、合作伙伴、總部聯(lián)合三維深度設(shè)計(jì)，使得附屬設(shè)備布置更為合理，設(shè)備維護(hù)檢修更為便利，減少機(jī)組占地面積優(yōu)化空間利用率，滿足了客戶要求，也將方案落實(shí)得更為可靠成熟。

大九:GE有處理類似情況的經(jīng)驗(yàn)嗎，與電力設(shè)計(jì)院如何合作完成改建設(shè)計(jì)?

武文杰:GE有高位聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)層大平臺布置的經(jīng)驗(yàn)。我們不光有能載入吉尼斯紀(jì)錄的燃機(jī)，也擁有執(zhí)行不同項(xiàng)目的豐富經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)。GE在燃?xì)獍l(fā)電領(lǐng)域的領(lǐng)先地位是多維度的。結(jié)合我們的全球技術(shù)、全球知識以及本土團(tuán)隊(duì)，我們可以為中國客戶提供量身打造的方案。

燃?xì)怆姀S的場地設(shè)計(jì)工作及其復(fù)雜、精細(xì)，需要作為設(shè)備提供商的我們和電力設(shè)計(jì)院緊密配合，才能出具一套既能滿足設(shè)備用地和生產(chǎn)需求，也讓業(yè)主滿意的方案。而我們和中國主要的電力設(shè)計(jì)院都保持著非常友好的合作關(guān)系并且積累了豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。我們互相配合，保持密切溝通，甚至有時(shí)一起工作，確保項(xiàng)目的順暢執(zhí)行。

大九:聽您這么說我就放心啦。那么原有的冷卻系統(tǒng)是否繼續(xù)適用?

武文杰:原有機(jī)組的冷卻為海水直流循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的海水循環(huán)水取水泵站、廠外大部分循環(huán)水供水管道、廠內(nèi)部分循環(huán)水排水溝、廠外循環(huán)水排水隧洞及排水暗涵、以及廠外循環(huán)水排水口的建筑結(jié)構(gòu)部分均已按九臺F級燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組容量，在電廠一期工程已一次建成。電廠海水取水泵的原設(shè)計(jì)總?cè)∷芰?2.3m3/s，而五臺9HA需要的冷卻水量(按照冷卻倍率夏季為65倍)約為47.1 m3/s。由于裝機(jī)方案的變化，海水取水泵站的設(shè)計(jì)取水能力較之原規(guī)劃增加了11.4%，基于海水取水泵站的現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)條件，經(jīng)初步核算，綜合考慮機(jī)組的運(yùn)行方式、以及季節(jié)的變化等因素，可以得出：影響應(yīng)是有限的，對機(jī)組發(fā)電量而言，影響不大。

大九:三個(gè)問題都解決了。GE H級燃機(jī)在經(jīng)濟(jì)性上有優(yōu)勢，在工程上又可行，看上去在這個(gè)案例中，H級是業(yè)主的更優(yōu)選擇。

武文杰:可以這樣理解。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上，包括接入系統(tǒng)、水源、氣源、總平布置、機(jī)型分析、生態(tài)環(huán)保、投資及經(jīng)濟(jì)效益等方面，對9F改9H的可行性作進(jìn)一步的比較分析，9HA以其效率高，單位千瓦造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)性高，運(yùn)行靈活，燃料入口壓力要求不高，能夠最大化滿足客戶需求。特別是9HA.02更適合人多地少，能量需求密度高的場合。

發(fā)電小編了解到，經(jīng)過業(yè)主專家評審，業(yè)主對于二期擴(kuò)建改為兩套H級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組也表示認(rèn)可。H級燃機(jī)效率高、排風(fēng)低、功率密度大、占地面積小，同時(shí)通過模塊化等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更快速的施工，非常適合我國南方省份，特別是粵港澳大灣區(qū)的能源需求。電廠是長期投資，我們期待業(yè)主可以和GE專家面對面，深入交流，對多種可能性進(jìn)行探索，得到最適合自己，長期效益最優(yōu)的解決方案