“武漢核心區(qū)，與市政府隔江相望，十分鐘車程可達萬達中心、沙湖公園，地鐵、銀行、醫(yī)院配套齊全……”這不是某豪華房產(chǎn)的推銷廣告，而是這座武漢市市中心電廠的真實寫照。在為周邊區(qū)域供給能源的同時，如何將環(huán)境影響降到最低，是一個城市電廠始終追求的目標。

武昌電廠鳥瞰

為此，湖北華電武昌熱電有限公司與GE攜手先后進行轉(zhuǎn)型，并完成了亞洲第一例9E.03增強機組部分負荷運行能力改造，有效改善機組在部分負荷運行環(huán)境下的排放，為武漢三鎮(zhèn)居民帶來了“高樓大廈之間的清潔電廠”。更綠色、高效的方式為武漢帶來更為充沛的電力和熱供給，實現(xiàn)了增強企業(yè)競爭力與生態(tài)文明建設的和諧統(tǒng)一，也為省內(nèi)乃至國內(nèi)同類機組升級改造提供了有益借鑒。

幾乎也就是在這時，全國打響了保衛(wèi)藍天的斗爭。2013年，國務院發(fā)布了大氣污染防治十條措施，即所謂“國十條”，發(fā)電行業(yè)開始面臨更大的環(huán)境壓力。2016年1月，習近平總書記在省部級主要領導干部學習貫徹十八屆五中全會精神專題研討班上談道：“環(huán)境就是民生，青山就是美麗，藍天也是幸福，綠水青山就是金山銀山”。也就是2016年起，武漢市政府發(fā)布“擁抱藍天行動方案”，并每年發(fā)布考核指標，發(fā)電行業(yè)也成為武漢政府重點關注對象。

然而，受到中國整體發(fā)電形勢、電網(wǎng)調(diào)度以及新能源發(fā)電上網(wǎng)的影響，中國燃氣熱電廠經(jīng)常需要低負荷運行。在燃機負荷較低時，燃氣燃燒模式為擴散燃燒為主，火焰中心溫度高，空氣中的氮氣容易在高溫中發(fā)生化學反應。

而電廠的地段越來越黃金，周邊高樓林立，人流車流攢動。武漢大學、湖北大學等知名學府，也都位于電廠的冬季下風向。環(huán)保部門不光考察電廠一年總體的環(huán)保表現(xiàn)，也會考察在連續(xù)低負荷運行情況下的表現(xiàn)，甚至會記錄連續(xù)多少時間排放超標。電廠每年大約有10%的時間處于低負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，保持優(yōu)質(zhì)環(huán)境績效需要做出額外努力。傳統(tǒng)液氨處理方法需要單獨建立液氨存儲與處理設施，且需要持續(xù)不斷的投入，而湖北華電武昌熱電有限公司本身的空間有限，無法為這一方案提供足夠空間。

于是電廠決定進行改造升級，為滿足日益嚴格的排放指標尋找新路子，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏。

再出發(fā)，一次技改，超預期完成任務

作為9E的原始設備廠商，GE一直都在前瞻性地預測客戶在實際運維中遇到的問題，并在實際需求發(fā)生前研發(fā)出解決方案。GE已經(jīng)開發(fā)出了“9E增強機組部分負荷運行能力”(9E Turndown Enhance)方案，正好符合電廠的需求。

該解決方案的最大亮點是改造原有燃燒室。GE發(fā)電服務技術總經(jīng)理曾旭光介紹道：“燃氣電廠在部分負荷下氮氧化物超標的原因除了燃氣燃燒模式以擴散燃燒為主，火焰中心溫度高，就是燃氣在一個地方集中噴射燃燒，導致區(qū)域溫度過高。在此情況下，空氣中的氮氣容易生成NOx。”

而在GE的改造中，新增加的燃燒室后部注入式噴油器是圓環(huán)狀構(gòu)造，將總?cè)剂系囊徊糠种苯訃娚涞竭^渡段頭端區(qū)域。(典型噴射器如圖1所示)。噴射器最深處的內(nèi)壁有淚狀小孔，燃料通過此小孔交叉流動，注入空氣流以提高燃燒區(qū)的燃油空氣混合(如圖2)。每一過渡段都有三個噴射器通過厚壁管相互連接形成多支管。三個噴射器和多支管焊接在一起形成所謂的耳機(如圖3)。除增加新噴油器和頭端的多支管外，解決方案還增加了4個新的稀釋孔，進一步增強效果。

2017年12月，改造順利完成，機組在27%負荷條件下仍然保持合規(guī)氮氧化物排放，比合同規(guī)定的30%還要低，超過預期完成任務。環(huán)保部門此前要求的氮氧化物排放濃度標準是12 ppm。改造前低負荷條件下，機組氮氧化物濃度可達30ppm。但是改造后，就算是在28兆瓦的負荷下，氮氧化物濃度仍然可以控制在5ppm。

圖：改造前70%負荷工況下進入預混，改造后，29%負荷工況下進入預混

改造成功不僅讓電廠在環(huán)境績效方面取得了新高，每年也可節(jié)省少量的燃料費用。同時，更好的低負荷排放水平也就意味著更高的靈活性。

中國經(jīng)濟正從注重高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量增長階段。電力行業(yè)也同樣如此，新一輪供給側(cè)改革正悄然進行。GE公司全球副總裁、GE中國發(fā)電事業(yè)部總裁楊丹表示：“基于對不同市場政策、環(huán)境以及技術演進的深入了解，GE在現(xiàn)實需求形成前做好準備，在客戶提出需求后快速反應。在‘本土化2.0’的大背景下，GE發(fā)電的中國客戶將可以更好地運用GE全球資源，獲得量身定制的解決方案。GE也愿與客戶一道利用新技術、引領技術風潮，站在時代大潮的前端，以更高的排放達標率、更好的操作靈活性實現(xiàn)更強的競爭力，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的雙豐收。”