2006年 經濟部節約能源 績優廠商觀摩會 發表：曾建銘

提升單位蒸汽發電量 一、前言 二、選題理由 三、現況掌握 四、活動目標 五、擬定改善計劃 六、要因分析 七、改善方法對策 八、效果確認

汽電共生系統 有效熱能比較表 何謂【汽電共生系統】 汽電共生系統是一種能夠同時產生熱能及電能的能源轉換方式。 【汽電共生系統】依經濟部能源局91年發布之「汽電共生系統實施辦法」相關規定辦理，總廠總熱效率需達52%(有效熱能78%以上)所產生的熱能可以同時提供電力及蒸汽供製程完全使用，因此以能源使用效率而言，其燃料熱能有80%以上可轉換成蒸汽及電能，與傳統純發電之火力發電廠總熱效率最高為45 %(有效熱能60%) 相較，節省燃料可達20%以上，對於節約能源及有效利用能源有非常大的貢獻。 60% 80% 0% 20% 40% 傳統電廠 汽電共生廠 有效熱能比較表

汽電共生系統 粉煤鍋爐流程圖 節能設備 防治設備 再利用設備 煤碳重油 排大氣 空 氣 預熱器 節熱器(ECO) AIR 袋 式 集塵器 空 氣 預熱器 節熱器(ECO) AIR 袋 式 集塵器 排煙 脫硫 煤碳重油 粉煤 鍋爐 排大氣 透平 發電機 蒸汽 飛灰倉 底灰倉 鍋爐飼水 氫氧化鎂 節能設備 大園汽電公司 防治設備 重油 排大氣 全廠電力 供製程蒸汽 蒸汽 大園汽電共生公司 再利用設備 20&35噸備用油爐

汽電共生系統 本廠汽電共生系統介紹 一、鍋爐 製造廠商：澳州百卜可公司(Babcock) 蒸發量：70 T/H 過熱蒸汽壓力：86.7 Kg/Cm2 溫度 ：495 ℃ 型式：單鼓自然循環式粉煤鍋爐 燃燒方式：前牆粉煤(重油)混燒式

汽電共生系統 二、背壓式透平機 製造廠商：德國西門子(Siemens) 進口壓力：85 Kg/Cm2 轉速： 9980 RPM 葉輪型式：1級衝動20級反動式 三、發電機 發電容量：13500KVA 功因0.8 (10800KW) 電壓：11.4 KV 轉速：1800RPM

汽電共生系統 葉輪：1級衝動式20級反動式 高壓端 低壓端

汽電共生系統 Nc：發電機輸出發電量之計算值 (設計值) Go：指定蒸汽耗用量 Gm：蒸汽流量之測量值 K1：蒸汽入口壓力之修正係數 現本場為背壓式渦輪發電機組，其發電量受背壓影響甚巨，其計算關係式如下： Nc：發電機輸出發電量之計算值 (設計值) Go：指定蒸汽耗用量 Gm：蒸汽流量之測量值 K1：蒸汽入口壓力之修正係數 K2：蒸汽入口溫度之修正係數 K3：背壓之修正係數 K4：渦輪機速度之修正係數 Nm：發電機輸出發電量之測定值

汽電共生系統 舉例說明，若G1汽輪機組之背壓由6kg/cm2降為5.9 kg/cm2時，由G1汽輪機組發電量與背壓之關係曲線圖可得知，背壓修正係數K3由1.062降為1.054，則其發電量約可提高 發電量 以G1現況發電量經計算： 每日可提高發電量 9600kw*24h/*0.76﹪= 1751kwh/日 1751kwh/日* 1.3元/kwh * 330日/年 =751,179元/年(一年以330工作天計算) STEAM FLOW 100﹪=65T/H

選題理由： 1.提高發電量,降低運轉成本 2.買電量超控,影響紙機生產

損失架構圖 架構圖：93年1月~93年12月損失比例架構圖 汽電課 損 失 架 構 損失時間值 設備故障損失 108 分鐘 時間稼動率99.81% OEE值 94.96% 設備 計劃保養損失 867 分鐘 停電損失(台電) 0 分鐘 電氣故障損失 0 分鐘 鍋爐負荷損失 15725 噸 性能稼動率97.4% 透平發電損失 316925 KW 能源使用率97.68% 未燃損失 1659.81 噸

現況掌握： 大園廠透平機發電及蒸汽流程 燃料 蒸汽 電力 排汽 飼水 發電機 高速透平機 製程 水處理 冷凝回收水 成形部 壓水部 烘缸部 壓光機 捲紙機 飼水 水處理

現況掌握： 全廠蒸汽系統流程圖 備用 粉煤 油爐 鍋爐 50 T/H 70 T/H 40 T/H 大園汽電 共生公司(TYC) 透平 發電機 1730 壓光烘缸 備用 油爐 粉煤 鍋爐 1725 所內用汽 高壓群 高壓群 85%以上 50 T/H 1716 高壓群 透平 發電機 1M/C 1711 70 T/H 高壓群 大園汽電 共生公司(TYC) 2711 40 T/H 高壓群 2M/C 高壓群 2716 高壓群 2735 高壓群 85%以上

1號紙機 蒸汽系統流程圖 冷凝水送 回汽電再 循環使用 汽電供應蒸汽 PCV-1701 PCV-1705 TYC供應蒸汽 高 (1~5) 0% 閃 沸 蒸 汽 汽電供應蒸汽 PCV-1705 (6~18) 25% TYC供應蒸汽 高 溫 冷 凝 水 槽 PCV-1711 (19~36) 62% 冷凝水送 回汽電再 循環使用 PCV-1716 (37~58) 70% PCV-1725 (59~69) 85%↑ 低壓群 中壓群 PCV-1730 (70~73) 70% 高壓群 汽電水處理

活動目標： 1.提升單位蒸汽發電量：137.05→154 Kw/噸汽(發電量設計值)

要因分析(一) ：WHY-WHY分析

要因分析(二)： 一、紙機背壓需求調查： 1.調查日期： 93.06.01~94.01.25 2.壓力： 5.7~5.8Kg/C㎡， 3.控制閥開度： 3.1 PCV-1725：常處於較大開度的位置85%以上。 3.2 PCV-2735：配合紙種開至最大85%以上。

現況調查(散佈圖) :

擬定改善計劃： 個別改善時程計劃表 完成 實施中 計劃

改善方法與對策： (一) 1M/C蒸汽控制閥增設旁通壓力控制閥 三月份完成 蒸汽需求(依產能不同而改變)： 14”主蒸汽管 新增壓力控制閥 by-pass PCV-1725 8”控制閥 4”蒸汽管&控制閥 8”蒸汽管 三月份完成 蒸汽需求(依產能不同而改變)： 蒸汽需求量大：開旁通閥補充蒸汽量降低背壓(原壓) 蒸汽需求量小：開較小控制閥，避免紙匹太乾

2M/C改善過程說明 八月份改善 沿襲1M/C改善模式 目前進行評估之改善模式 2M/C 因紙機操作壓力不同針對2M/C利用蒸汽量之熱焓 PCV-2735 PCV by-pass 2M/C 8”蒸汽管 4”蒸汽管 八月份改善 因紙機操作壓力不同針對2M/C利用蒸汽量之熱焓 來降低蒸汽原壓之過程是失敗的，因此接下來擬 建議改為由蒸汽主管直接新增一條蒸汽管進入該 烘缸以求降低所需之壓力，使得供應製程之壓力 更能平均。(目前正在持續討論階段)

改善後統計調查(散佈圖)：

效果確認： 發電量與蒸汽背壓改善前後比較 MW Kg/c㎡

單位蒸汽發電量改善前後比較 目標達成率：32.8% 改善前發電量：137.05 KW/噸汽 改善後發電量：142.61 KW/噸汽 月份 9307 9308 9309 9310 9311 9312 9401 9402 9403 9404 9405 9406 407 9408 9409 9410 9411 9412 發電量 138.04 139.2 139.67 136.65 136.52 137.96 133.14 138.44 141.87 141.96 142.98 143.45 143.97 143.54 143.64 143.33 139.96 141.34 9501 9502 142.68 142.19 單位：KW/噸汽 後 前 目標達成率：32.8% 改善前發電量：137.05 KW/噸汽 改善後發電量：142.61 KW/噸汽 (142.61-137.05)/(154-137.05) = 32.8% 因紙機設備異常該月份單位 蒸汽發電量也同時遭受影響

419.1萬元(效益) 改善效益： (142.61-137.05) × 580806(產汽量) × 1.3元/度= 3月 4月 5月 6月 月 份 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 產 汽 量 50814 42986 44313 48775 50690 50474 49027 50839 49198 50424 50766 42500 發電效益(94/3~95/2月)： KW/噸汽 3~2月產汽量 × 電價 = 效益金額 (142.61-137.05) × 580806(產汽量) × 1.3元/度= 419.1萬元(效益)

*持續追蹤改進的方向* 透平發電機無法完全有效作功(100%)： 1.排汽溫度：??????? 2. 透平機葉片積垢:SiO2 or其他雜質附著??? 3.蒸汽熱能轉換為動能效率差，發電量無法提升？ *持續追蹤改進的方向*

活動感言 三個臭皮匠，勝過ㄧ個諸葛亮 細心的觀察，簡單明暸的改善 局部的改善，豐厚穩當的收穫

報告完畢 敬請批評指教！！