中国工业报记者 余娜
1号燃机功率39.6MW，燃机转速6602RPM；2号燃机功率39.5MW，燃机转速6600RPM，供热流量234.6t/h，安全生产2132天。7月12日上午9：35分，在国家电投集团荆门绿动能源有限公司（以下简称“荆门绿动”）的中控室内，各项数据实时变动。
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据国家电投湖北公司鄂中区域公司负责人于红伟介绍，为配合迎峰度夏，目前两台在运燃机为80%带负荷运行。九成热量正通过40公里的蒸汽管道，传输至亿纬锂能、格林美等大用户生产车间。
值得一提的是，作为燃机掺氢燃烧试验的业主单位，荆门燃机分别于2021年12月30日、2022年9月29日相继完成我国首次、全球首例在重型燃机商业机组上实施高比例掺氢燃烧改造试验和科研攻关，为加速国内自主氢燃机开发、运行积累了宝贵的经验。
两次“成功”打开掺氢商用一扇窗
2021年6月30日，国家电投所属北京重型燃气轮机技术研究有限公司（以下简称“北京重燃”）瞄准国际燃机产业发展制高点，正式启动30%掺氢燃机试验示范项目。
北京重燃作为牵头方，统筹国家电投集团内部湖北公司、上海成套院、上海舜华、上海能科等多个单位在内的优势资源，在西门子能源、盈德气体和地方政府的通力协作下，研究提出了从燃机本体改造、厂内混氢站建设到厂外供氢全流程方案并实施。
掺氢燃烧试验共分为两个阶段实施。2021年12月23日，设计建设了卸氢装置、减压装置、混氢装置和相关配套设施，并对#2燃机开展燃烧器、控制系统相关改造，成功实现了第一阶段15%掺氢燃烧改造和运行，机组具备了纯天然气和天然气掺氢两种运行模式的兼容能力。2022年9月29日，第二阶段30%掺氢燃烧试验运行成功。
改造后的燃机机组具备了纯天然气和天然气掺氢两种运行模式的兼容能力，具备了0%-30%掺氢运行条件下的灵活性。仅荆门一台54兆瓦的燃机，在掺氢30%情况下，每年可减少二氧化碳排放达1.8万吨以上。
“在运燃机实现30%掺氢燃烧试验，是我国首次在重型燃机商业机组上实施掺氢燃烧改造试验和科研攻关，标志着国内已掌握一套完整的燃气轮机电站掺氢改造工程设计方案，为加速国内自主氢燃机开发、运行积累了宝贵的经验。”于红伟表示。
当前，氢燃气轮机已成为全球未来战略新兴产业科技创新领域的焦点。在现役天然气机组中增加氢燃料来源，不仅能够有效缓解天然气用气量，保证冬季供暖安全稳定，同时具有积极的减碳效应。此外，氢燃气轮机还可化解我国天然气紧缺导致的燃机行业发展阻力，有利推动燃气轮机高端装备制造产业升级。
不过，掣肘氢燃料价格的高企，在现役天然气机组中增加氢气，尚且不能在全国范围内大幅推广。
“目前氢气的价格还是纯商业价格。天然气的气价在2.7元/立方米左右，氢气的价格也在2-3元/立方米。但一立方的天然气的热值相当于三立方氢气，性价比更高。仅仅做试验，就用掉了几万方氢气。”国家电投湖北公司鄂中区域公司副总经理白红涛坦言，“什么时候一立方米氢气的价格降到0.9元，掺氢燃烧便具有经济效益。”
于今年3月发布的《天然气管道掺氢输送及终端利用可行性研究》信息显示，绿氢价格下降是未来掺氢天然气规模化发展的必然要求。乐观情境下，2026年左右开始进入商业化导入阶段，2042年进入商业化应用阶段。
在国际上，从2000年开始不少国家展开了相关研究，截至目前全球共有40多个示范项目。每年，约2900吨氢气掺入天然气管网，掺氢比例最高达20%。英国最大天然气供应商森特理克日前表示，下半年将按计划启动旗下天然气电站掺氢试点项目，并有望成为英国首个掺氢调峰项目。
用热需求上升推动机组扩产
近年来，随着国家电投集团荆门绿动能源有限公司所在荆门高新技术产业园区全力推动招商引资，持续优化营商环境，知名企业纷纷入驻，荆门燃机自2020年度投产以来，两台机组供热产能和能效潜力得到充分释放。数据显示，2021年同比2020年供热增长82%，2022年同比2021年供热增长110%，2023年预计增长45%。2021年度热电比同比增长57.1%，煤耗率同比降低6.7%，2022年度热电比同比增长104%，煤耗率同比降低2.3%。
热电比方面，为满足荆门高新产业园不断增长的供热需求，国家电投集团湖北公司鄂中区域公司持续进行机组运行方式优化研究，在适应电网发电要求的同时，最大限度释放机组供热能力，适应了电力和热力市场灵活性的需求。同时进行热力系统改造，通过回收低品质蒸汽，提升供热能力约10t/h，力争“颗粒归仓”。
供电煤耗方面，一方面进行运行调整，持续开展运行指标竞赛，提高人员精细化操作积极性；通过岗位技能竞赛等活动，全方位提升人员技能水平和节能意识。一方面注重检修维护。强化对疏、放水系统和化水制水系统的设备治理，杜绝了工质泄漏，降低了水耗率和介质损耗；汽包水位控制优化，提高了变频设备的节能效率。此外，通过对电机变频优化、连排余热回收、新增压力匹配器等多种节能改造，荆门燃机有效降低了供电煤耗。
值得一提的是，除配套建设热力管网外，荆门燃机还以电、热、水、冷多联供的方式实施综合能源供应，大幅提升了能源综合利用率，替代了区域的分散锅炉，为荆门高新产业园亿纬锂能、格林美、恩捷等重点大型上市公司提供热力供应。“近三年，供热单小时流量呈飞跃式发展。整个荆门高新产业园的主要工商业用户都在使用我们的供热。供热流量实现了从几吨、几十吨，到目前接近260t/h。荆门燃机的供热能力在鄂中乃至湖北都屈指可数。”于红伟表示。
新能源汽车的产销两旺，正助推动力电池企业加速在华中锂电之都——荆门布局。今年2月，锂电巨头亿纬锂能子公司——亿纬动力产能规模达到73GWh的六、七、八、九区工厂在荆门正式投产，同时总投资近百亿元的60GWh动力储能电池超级工厂开工建设。全球最大的三元正极材料前驱体生产企业格林美，“十四五”期间，也将计划在荆门追加投资，并有望实现年产值500亿元。
“为应对亿纬动力、格林美等大客户产能的爆发式增长，我们的热源点二期将马上进行扩建，以进一步满足企业用热、用能的需求。”于红伟透露。
7月14日12时30分，鄂中区域公司荆门燃机项目热网东线工程高能环保段蒸汽正式并入主管网供汽。此举有望进一步提高荆门燃机项目的供热能力和可靠性，增加零碳热源点，成为荆门燃机高质量发展的全新增长极。
编辑：李芊诺
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