在纽约州罗切斯特的东曼商业园区（Eastman Business Park, EBP），一片占地1200英亩的现代化工业园区正焕发着新的生机。这里不仅是柯达公司（Kodak）的历史基地，更是罗切斯特地区经济发展的核心引擎，吸引了超过100家研发与制造企业入驻。作为园区公用事业资产的拥有者和运营商，RED-Rochester, LLC（以下简称RED）管理着北美最大的区域能源系统之一，涵盖了150万磅/小时的锅炉容量、117兆瓦的蒸汽轮机发电机组，以及冷水机等设备，为园区提供包括电力、蒸汽、冷冻水、废水处理、氮气、压缩空气和多种工艺用水在内的17种公用服务。
为了应对园区用电需求的快速增长，RED启动了一项精心规划的联合循环（cogen）电站项目，通过引入一台1990年制造的38兆瓦通用电气（GE）Frame 6B燃气轮机发电机组（GTG），并搭配全新的热回收蒸汽发生器（HRSG），为老旧设备赋予了“第二次生命”。这一项目不仅展现了设备循环利用的创新实践，还为区域能源系统的可持续发展提供了新范例。
需求驱动：电热平衡的挑战
随着新客户不断入驻EBP，园区用电需求增长了超过25%，而对热能的需求相对减少。这种电热需求的结构性变化，给RED的能源供应系统带来了双重挑战：一是原有的基于锅炉和蒸汽轮机的联合循环系统效率下降，这套系统在过去几十年一直是EBP高效运行的基石；二是RED刚刚完成从燃煤到燃气的重大转型投资，以响应能源转型法规的要求。因此，RED急需一种既能满足新增负荷、又能与现有基础设施高效协同的解决方案。
为此，RED的内部团队进行了深入分析，构建了针对园区的热量与质量平衡模型（HMB），量化了新联合循环电站投入前后电厂的运行状况。结合详细的经济与投资模型，团队评估了燃气、电力和二氧化碳排放的节约潜力。分析结果显示，采用燃气轮机发电机组（GTG）搭配热回收蒸汽发生器（HRSG）的联合循环系统，能够有效应对新的电热需求比例。在设备选型上，RED选择了1990年制造的GE Frame 6B燃气轮机。这款设备以其卓越的性能和耐用性著称，经过适当的维护和升级，即使是二手设备也能持续运行数十年，成为兼顾成本与效率的理想选择。
赋予“老将”新生命
这台GE Frame6B燃气轮机自1990年投产以来，已连续运行超过8万小时，曾在一个电厂连续运行10年作为基载设备，后转为调峰设备再运行10年，直至2021年退役。2022年2月，这台“老将”被拆解并运往EBP，成为RED新联合循环电站的核心设备，与园区原有的四台蒸汽轮机发电系统协同工作。
为了确保设备能够无缝融入新系统，RMF工程公司利用HMB模型进行了8760小时的负荷分析，评估了新旧联合循环系统的蒸汽与电力生成能力。分析结果显示，现有的水处理系统、除氧器和锅炉给水泵系统无需大幅改造即可继续使用。然而，为满足新联合循环系统的需求，部分辅助系统需要调整或新增，包括为燃气轮机提供冷却水、为HRSG预热器配置换热器和泵，以及为滤清器和仪表控制系统提供压缩空气。此外，设备还升级了先进的燃烧系统和高温气体路径部件，以满足排放标准并降低长期维护成本。
逆向工程与创新整合
将一台运行了数十年的设备重新投入使用并非易事。RMF工程公司与工程总承包商Frank Lill & Son密切合作，完成了从结构、电气、机械到控制系统的全面设计与扩展。由于原始操作手册年代久远，部分供应商已不复存在，团队通过联系手册中列出的供应商以及后续收购这些供应商的公司，逐步解决了关键部件的采购难题。这种“逆向工程”的方式，充分展现了团队的创新能力和灵活性。
在设备从罗德岛帕塔基特（Pawtucket）运抵EBP的过程中，RMF设计了全新的燃料气系统、电气接口开关设备、HRSG以及所有相关辅助系统。项目完成后，RMF对设备进行了全面调试，确保其与整个发电系统的整合达到设计要求。
绿色实践的启示
RED-Rochester的新联合循环电站项目，不仅成功应对了园区电热需求的结构性变化，还通过设备循环利用实现了成本与效率的双赢。这台“重生”的GE Frame 6B燃气轮机，展现了工业设备在适当维护与升级下的惊人潜力，也为能源行业的可持续发展提供了宝贵经验。
在全球能源转型的大背景下，RED的案例无疑为其他企业提供了启示：通过科学的规划、创新的技术整合以及对现有资源的充分利用，不仅能够降低投资成本，还能推动绿色低碳目标的实现。这个项目是一次可持续发展的生动实践。
原文链接：
https://www.power-eng.com/onsite-power/cogeneration/case-study-a-second-life-for-recycled-equipment-at-red-rochesters-new-cogeneration-facility/
作者：Jason Tippett、Dan Kelley、Jakob Lill
本文已进行编译。
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