垃圾資源回收廠數學模式建立 - 社會議題

By Selena
at 2006-05-13T00:00

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麻煩高手可解釋一下垃圾資源回收廠汽電共生系統的數學模式是怎樣建立或是相關書籍麻煩介紹一下.
Update:
抱歉我說的是汽電共生的數學模式,不是原理 ~~~謝謝

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By Jacky
at 2006-05-15T14:38

一、前言
減低工廠電費最好的方法之一就是在自己工廠內發電。汽電共生系統係指利用燃料或垃圾廢棄物燃燒後所產生之熱能再轉變為電能之系統，如大型製造工廠常需要大量的熱能，先使用於製程中供產品加熱加溫後，其餘熱同時也可以產生蒸汽轉變產生電力，另一種方式是將燃燒熱先利用來發電後其廢熱再使用於製程須要加熱用。汽電共生系統對燃料燃燒產生之能源利用效率可高達80%，
遠高於一般純發電廠其能源使用效率僅有33%。
二、垃圾焚化爐燃燒系統與汽電共生發電技術
垃圾廢棄物經過收集及貯存系統後，放進約600℃爐溫之焚化爐內焚化，再經加
溫後通常焚化爐內的溫度控制在850℃至1,050℃之間燃燒，其排出之廢氣亦經
過許多過濾器及洗滌下不致造成空氣污染。焚化爐內需維持在攝氏850℃以上的
高溫，以達到最佳的焚化效果，因此在熱能資源方面可加以回收利用。如宜蘭
縣利澤資源回收焚化廠、台東BOO 資源回收焚化廠、基隆市資源回收焚化廠等
為例，皆利用垃圾廢棄物焚化後所產生的熱能成為廢熱回收鍋爐加熱之能源，
將鍋爐內的水加熱使成為約400℃,40Bar 之蒸汽，再送至高壓蒸汽分配器。推
動蒸汽渦輪**(Steam Turbine)將『熱能』轉換為『電能』，其發電量每座焚
化廠至少發電量約有14,000kW 以上。這些電力除了供應本廠自身使用之外，其
餘電力可利用變壓器將電壓轉變為69KV，然後回送至台電以供應一般民眾使
用。而發電後之餘熱亦可供廠內或附近工業區內之工廠製程上使用或鄰近社區
當熱水公用設施使用。
汽電共生系統（Cogeneration）是指利用燃料燃燒後可同時產生有效可利用之
熱能及電能的系統。並非單僅產生及使用蒸汽或電能而已。因此，在中國大陸
將這種系統稱為「熱電聯產」。而汽電共生系統大致可分為下列兩種主要的型式：
1. 先發電式：就是利用燃料燃燒之熱能加熱至鍋爐使產生高壓蒸汽先行發電，
然後將排出之中低壓蒸汽熱能加以利用。例如，利用煤、石油或垃圾廢棄物
等燃料燃燒使鍋爐加熱，產生高壓、高溫之蒸汽用來推動汽輪機，再帶動發
電機發電。先發電式汽電共生系統依其構成設備之不同又可分為：
(1) 蒸汽渦輪機組之汽電共生系統：
係以燃燒燃燒加熱於高壓鍋爐使產生高壓蒸汽，驅動渦輪機轉動發電機產生電
力，而後回收渦輪機排出的中壓蒸汽，供製程使用。
(2) 燃氣渦輪機式之汽電共生系統(如圖二)：
使用天然氣或輕質石油作為燃料，由燃氣渦輪產生之機械能，轉動發電機使產
生電力。因其排氣溫度可高達550℃且含氧量高，故可另加其他燃料再加熱供
製程使用，或經由廢熱鍋爐產生蒸汽來利用，其「熱電比」較蒸汽渦輪之汽電
共生系統低。
(3) 柴油或燃氣引擎汽電共生系統(如圖三)：
柴油或燃氣引擎式汽電共生系統係由柴油或燃氣引擎和廢熱鍋爐所組成，利
用引擎所產生之機械動力轉動發電機發電。其「熱電比」較前兩種動力機組為低，故其使用對象於耗電量大而耗熱量少之極適合
2. 後發電式：將燃料燃燒後之一次能源先用於製程之需求，如鋼鐵廠先將熱能
用於熔融鐵砂及鑄造煉鋼等。還有許多產業如水泥製造廠，在水泥製程中之
高溫窯爐需要燃燒較高溫之熱能進入製程，才能將石灰石產生水泥灰等。其
製程使用後所排出的餘熱廢氣溫度仍然很高，利用其餘熱(即二次能源)加溫
於廢熱鍋爐使產生高壓蒸汽推動渦輪機發電，此一系統係適用於工業製程需
高溫之工業。

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