焚化廠節能技術應用案例探討

— 資源循環事業群 信鼎 專案一部 經理 高振誠
— 資源循環事業群 信鼎 專案一部 工程師 蔡喬欣
— 資源循環事業群 信鼎 溪州廠 工程師 洪建皓

隨氣候變遷成為阻礙全球永續發展的最大威脅之一，世界各國紛紛宣布淨零排放目標，台灣也啟動將「溫室氣體減量及管理法」修正為「氣候變遷因應法」的法制作業，除了納入「2050淨零排放目標」外，也將推動碳定價制度。中鼎集團崑鼎（ECOVE）公司深耕焚化與機電維護領域逾20年，為因應全球淨零趨勢，積極整合各項節能減碳技術，並應用於近期焚化廠延壽案。

台灣現有焚化廠大多已運轉近20年，以現今的工藝技術可提升設備效率及能源利用率；但在廢棄物處理壓力下，各縣市環保局無法允許焚化廠長期停機進行升級整備，因此，其提升能源效率的方向，多聚焦於高用電量設備的優化改善。在焚化廠設備升級整備計畫上，崑鼎集結具有操作營運的豐富經驗及優秀專案管理的人員，針對焚化廠進行系統化的盤查及分析，以因應在較短的焚化廠停爐期程，提出節能減碳及利用餘熱等各方面之節能改善計畫。下表即以近期進行設備升級整備的台南、溪州及岡山等焚化廠為例，分別說明焚化廠高用電量設備中五大改善項目的節能規劃。

改善節能設備 提升減碳效能

1.增設馬達變頻器

經由頻率的控制，變頻器能控制轉動設備在輕負載下維持低轉速，以達到節能效果，且因有緩啟動功能，可降低瞬間啟動轉動設備所需的電力。例如一般所熟悉的變頻式冷氣，因壓縮機在變頻的控制下，可適當的調節壓縮機運轉，即可有效節電。

在馬達加裝變頻器，如要達到節電效果仍有一定的條件，尤以裝在功率大、長時間運轉且負載高低差異較大的設備效果最佳，如：誘引式抽風機馬達、一/二次風馬達、氣冷式冷凝器馬達及設備冷卻水馬達，皆為焚化廠長時間運轉且為高耗電轉動設備。馬達加裝變頻器後的控制架構，如下圖。以日處理量900公噸的溪州廠及日處理量1,350公噸的岡山廠為例，一次風機馬達加裝變頻器每年可節電約40萬度/台，二次風機馬達加裝變頻器，則每年可節電約30萬度/台。

2. 更換氣冷式冷凝器葉片材質

氣冷式冷凝器（Air-Cooled Condenser，簡稱ACC）葉片在材料的改革上，可以從原本鋁合金材質換成玻璃纖維材質（Fiberglass Reinforced Plastics，簡稱FRP），如下圖。

FRP是一種高分子環氧樹脂為基體，玻璃纖維為增強體，經過複合工藝而成的複合材料，優點為單位強度高、耐腐蝕、抗老化、耐高/低溫環境、耐燃性、絕緣佳及低熱傳導率。FRP可依據現場環境設計出較佳的扭曲度、弧度及扇葉安裝角度，更換後於相同運轉條件下可降低馬達耗電。以日處理量900公噸的溪州廠為例，更換12組FRP葉片，於100%MCR轉速下，可節能約18%，預估一年節電約100萬度，日處理量1,350公噸的岡山廠更換10組FRP葉片，預估一年節電約82萬度。

3. 提升馬達效能

馬達是推動所有電力設備運轉的核心裝置，從節約能源為出發點，高效能轉動設備是現今國際發展趨勢，為了避免世界各國馬達效率標準不同，2008年國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，簡稱IEC）公告國際效率標準，將效能由低至高分為IE1（standard efficiency）、IE2（high efficiency）、IE3（premium efficiency）。溪州廠一/二次風更換為IE3馬達後，初步估算一次風馬達每年節電效益約2萬度/台；二次風馬達每年節電約40.5萬度/台。另外，冷卻水馬達設備每年約節電0.3萬度/台。

4. 更換照明燈具

焚化廠為丙類危險性工作場所，廠房內照明相當重要，在環保節能的趨勢下，採用LED環保產品取代傳統高耗能燈具，相較於將電能轉換成熱能再轉換為光能的傳統光源，LED燈係直接將電能轉換成光能，能更有效率地獲取光源。以岡山廠更換的種類及開燈時數為例（如下表），估算一年約節電57萬度。

5. 增設吸收式冰水主機

冰水機為焚化廠高耗能設備，以日處理量900公噸的溪州廠為例，於夏季每小時耗電約200度，近期流行之吸收式冰水主機，可利用焚化廠內餘熱取代壓縮機，利用低壓蒸汽來驅動冰水機，可大幅降低冰水機用電需求。以溪州廠為例，吸收式冰水主機比原冰水主機節電85-95%，增設吸收式冰水主機估算一年約節電102萬度。

突破現況 展望未來

「精進技術整合應用 優化資源循環效能」為崑鼎的企業使命，崑鼎一方面響應政府節能政策，另一方面結合設計規劃，在符合工期與現場狀況的條件下，評估合適的節能設備並應用於焚化廠，以妥善維持設備運轉率，提升焚化廠價值。崑鼎也在賦予老焚化廠新生命的同時，積極面對氣候變遷危機，在日常工作中以核心本業實踐永續，為地球永續做出實質貢獻，邁向零碳未來。