CTCI成功協助全台首座超超臨界燃煤發電廠完工擴建
台電林口電廠鍋爐發電機組統包工程

— 工程事業群 中鼎公司 能源電力二部 專案工程師 陳坤生

本案為國家重大建設工程，由CTCI中鼎集團與日商三菱商事（Mitsubishi Corporation）合作承攬，為全台首座採用超超臨界燃煤發電機組的發電廠。本電廠在歷經40年服役後，設備發電效益已逐漸不敷用電需求，加上台灣供電吃緊，業主台電公司遂決定啟動大規模的更新擴建計畫，以提高其發電效益並減少碳排放。依計畫採取新舊機組並行、先建後拆方式，先後共新建三部800MW超超臨界（Ultra Super Critical, USC）燃煤發電機組，總裝置容量達到2,400MW。新機組包含最新先進的超超臨界燃煤鍋爐、汽輪發電機組、空氣品質控制系統（AQCS），及其主要與輔助系統如：冷凝器、排煙脫硫系統、集塵設備、電氣系統、儀控系統等。其它的公用系統包含：水處理系統、共同管架、壓縮空氣系統、架空吊車、單軌吊車及各設備基礎與廠房的土建工作等。

CTCI於2011年8月本案得標後，即積極分階段進行設計/採購/建造/試車等工作，在專案團隊工作夥伴的全力以赴下，克服各種困難及挑戰，第一、二號機組分別於2016年10月及2017年3月如期商轉，成為北台灣最重要的電力供應樞紐；第三號機組亦於去（2019）年2月完成併聯並於同年10月商轉，為2019年台電唯一新增投入發電的機組。本案的完工，亦標誌著我國的發電工業技術及建造工藝級別已達世界最先進水準，具有劃時代的非凡意義。

CTCI曾參與並完成國內多座主要發電廠建廠工程，包括：台電大潭發電廠、興達複循環發電廠、南部發電廠，以及民營的長生電廠、國光電廠及嘉惠電廠等，具專業的技術和專案管理能力，並擁有完善可靠的供應鏈合作廠家夥伴。尤其大潭發電廠的完成，證明CTCI不僅具備電廠EPC統包能力，優異的建廠服務品質，更深獲業主台電公司信賴。

林口發電廠鳥瞰圖

林口發電廠廠區全景

值得信賴的團隊

整合設計介面　掌握採購時程

在我國的能源結構中，燃煤發電比重仍處於主要地位，隨著國家經濟的高度發展，穩定的電力供應系統躍升為國家最重要的基礎建設項目。但燃煤發電排放大量二氧化碳所造成的環境污染及全球暖化，一直備受爭議，如何兼顧燃煤發電與環境保護的平衡，成了最重要的課題。因此，發電技術亦致力於提高機組運轉效率、降低能源損耗及提高環保標準的各項要求，而增大機組容量、提高發電效率的大型超超臨界燃煤機組，也成為當今火力發電的主流，亦為目前最先進的電業技術。

本案於設計階段，中鼎即協同合作夥伴三菱商事（包含三菱日立電力系統 MHPS）成立專案小組（Task Force），將設備、管線、鋼構、儀電等資料以3D模型建入系統，由雙方共同整合設計介面，如此不僅能最大程度的周全整體設計、提升可建造性，亦可減少現場施工干涉的發生，此資料亦能轉移至工地供建造人員施工參用。

在採購方面，主要材料設備採購約有384個供應商，建造施工主要發包約有400個分包商，於執行初期即同時將一、二、三號機的關鍵（Critical）設備或套裝設備（Package）下單，以降低物價上漲的風險。並依建造需求日期、設備製造運送交期，訂出採購時程控制表，以追蹤所有材料設備與建造的請購及發包期程，隨時掌控供應廠商的製造狀況，達成建造進度要求。

技術亮點

銲接技術及品質提升

「燃煤發電機組」的等級劃分係以鍋爐內的主蒸汽壓力及溫度比較「水的臨界點」22.115Mpa、374.15℃為基準。主蒸汽壓力低於「水的臨界點」者稱為「亞臨界」，典型的亞臨界機組的主蒸汽壓力及溫度約在16Mpa、538℃左右；「超臨界」為主蒸汽壓力及溫度高於「水的臨界點」22.115Mpa、374.15℃者稱之；而「超超臨界」為主蒸汽壓力大於27Mpa或蒸汽溫度高於580℃者。

本案的鍋爐主蒸汽壓力為25.35Mpa、溫度達604℃，為最先進的「超超臨界燃煤發電機組」，意謂當鍋爐內的壓力愈大、蒸氣溫度愈高時，燃煤效率也隨之增高，煤的消耗量及污染物排放量則相對減少。在同樣的發電量下，與舊機組相比較，每年可減少約50萬噸用煤以及108萬噸的碳排放。此外，本電廠先進的空氣品質控制系統（AQCS），可以將硫氧化物SOx降至5-10ppm（標準值60ppm），氮氧化物NOx降至16-23ppm（標準值 70ppm），粒狀物排放降至2-10 mg/Nm³（標準值20 mg/Nm³），皆遠低於環保署公告排放標準NOx、SOx及粒狀物排放標準值。（詳下表）

林口發電廠空氣污染物排放量與法規之比較

由於本案主蒸氣壓力高達25.35Mpa、溫度604℃，與亞臨界機組技術相較，必須大量使用強度更大、耐熱性更高的先進合金鋼材料，如P91/P92等鋼材，而銲接施工品質更直接影響機組運轉的穩定性與發電效能，因此，現場施銲時亦必須達到對應於各種高等級材質必要的銲接技術及品質。本案建造過程中，CTCI也培訓出大批專業技術人員，從根本上提升了我國電業營建工程的建造工藝水準。

創新工程技術

新式重件設備吊放安座施工法

林口電廠的燃煤鍋爐高達80餘公尺，為國內首見的超大型設備安裝工程，在施工工法技術方面具有極高的挑戰性。因此，對重件設備吊裝規劃及施工法等，均於設計先期詳加研討規畫，如將鍋爐頂樑（Boiler Top Girder）以軸式頂昇器吊裝工法（Bar Jack Lifting System）施工；發電機（Generator）及中、高壓汽輪機（IP/HP Turbine），以自走式門型起重臺架（Gantry）、軸式頂昇器（Bar Jack）及旋轉盤（Turn Table）相互搭配至重件設備吊放安座（on base）的施工法，兩者皆能有效減縮吊裝施工時間，提高施工效率及作業安全性，獲得業主台電公司的認可與稱許。

本計畫工作團隊與業主配合態度相當良好，對不同意見都再三與各相關單位溝通，故迄今仍無重大爭議發生。

--台灣電力公司核能火力發電工程處 曾信斌計畫經理

林口電廠三號機併聯典禮合影。左至右：三菱商事石川剛董事長、台電陳慰慈副總經理、台電李崇賓處長、中鼎集團余俊彥總裁、台電楊偉甫董事長、三菱日立電力系統公司若林嘉幸常務、台電江明德處長、台電朱允中廠長。

中鼎集團總裁余俊彥（右五）與台電楊偉甫董事長（右四）於林口電廠三號機併聯典禮與CTCI團隊合影。