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裝飾性圖片環保計畫成果與設施

環保計畫、成果及設施
環保計畫部份

(1) 汽力機組改善工程計畫
 
  台電目前各發電廠空氣污染物的排放,雖都已符合「固定污染源空氣污染物排放標準」中八十二年七月的適用標準,但為符合環保署最新公告於八十五至九十年分階段實施更嚴格的「電力設施空氣污染排放標準」,台電於八十四年六月再奉行政院核准實施「汽力機組空氣污染物改善工程計畫」,總工程費約新台幣232億元,預定於九十年七月完成全部五個電廠十八部機組的空氣污染改善工作。
 
  本計畫完成後,預計對火力發電廠附 近地區空氣品質會有更顯著的改善。其具體成效可藉由比較現行排放標準(固定污染源排放標準),新頒排放標準(電力設施放標準),及本計畫完成後預估排放量看出,其中硫氧化物(SOx)可減少68%,氮氧化物(NOx)59%,粒狀污染物34%,改善幅度均相當大。
 
 

汽力機組空氣污染改善工程計畫項目

計   畫   項   目

預定起迄時間

投資金額/億元

01.大林一、二號機NOx改善

84.7∼90.5

15

02.大林三、四號機NOx改善

84.7∼90.8

10

03.大林五號機Nox改善

84.7∼88.7

2

04.興達一、二號機NOx改善

84.7∼88.5

1

05.興達三、四號機NOx改善

84.7∼90.7

10

06.興達三、四號機增設SCR

84.7∼90.7

30

07.興達三、四號機SCR改善

84.7∼92.4

99

08.台中一至四號機NOx改善

84.7∼90.8

5

09.台中一至四號機增設SCR

84.7∼88.8

51

10.林口二號機NNOx改善

84.7∼88.9

2

11.協和一至四號機NOx改善

84.7∼94.6

7

總工程

84.7∼94.6

232

汽力機組空氣污染改善工程排放推估 單位: 公噸/年

項   目

依固定污染源排放
標準推算(現行標準)

依電力設施排
放標準推算(B)

依汽力機組空氣污染物改善工程計畫改善目標推算(C)

改善後排放量占現行標準之比例(C/A×100%)

粒狀污染物

6,770

5,748

4,470

66%

硫氧化物

191,969

84,069

62,046

32%

氮氧化物

69,127

47,492

28,647

41%

 

(2) 建立環境管理系統
 
  自八十五年九月ISO 14001環境管理系統標準公佈以來,國內許多注重環境管理與企業環保形象的公民營機構,莫不積極推行ISO 14001。至目前為止,已有一千餘家公司通過驗證。縱觀ISO 14001之主要精神,即在於鼓勵業者自動自發的持續改善環境績效,進而改善企業體質,提升形象,減少污染、強化競爭力。
 
     本公司為國內少 數的大型國營企業,為善盡社會責任,提升公司形象,自八十六年間即由本公司環保處積極自行輔導各單位投入推動環境管理系統之建立工作,惟鑑於所屬單位眾多,性質各異,因此規劃時必須考量相關單位之特性與其潛在之環境衝擊,以擬定執行之優先順序。依此原則,本公司按發電、工程、修護、供電、營業等不同部門,各擇一個(或數個)單位,率先推動ISO14001,俟通過驗證後,再陸續推動至其他單位。
 
  本公司先期自林口、台中、大林發電廠及新 天輪工程處推行ISO 14001。八十八、八十九、九十年度並持續推行於其他單位,目前已有十五個單位通過驗證。如附表,九十年度推行單位包括抽蓄工程處、台北市區營業處及屏東區營業處共計三個,預定九十一年度陸續輔導八個單位建立ISO 14001系統。
 
 

台電公司推動ISO14001成果一覽表 通過驗證之單位

單   位   名   稱

通  過  日  期

驗  證  機  構

1.台中發電廠

87.10.09

標準檢驗局

2.新天輪工程處

87.11.18

SGS

3.大林發電廠

87.12.14

SGS

4.林口發電廠

88.05.12

SGS

5.協和發電廠

88.06.01

SGS

6.核一發電廠

88.07.09

標準檢驗局

7.台南區營業處

88.11.01

SGS

8.和平工程處

88.12.02

SGS

9.高屏供電區營運處

88.12.03

標準檢驗局

10大觀發電廠

89.06.22

標準檢驗局

11南部發電廠

90.03.02

標準檢驗局

12.電力修護處南部分處

90.03.02

標準檢驗局

13.興達發電廠

90.04.13

標準檢驗局

14.核二發電廠

90.07.26

NSF

15.明潭發電廠

90.09.13

標準檢驗局

16.修護處中部分處

91.03.07

標準檢驗局

說明: NSF-恩是富國際驗證股份有限公司
SGS-台灣檢驗科技股份有限公司

 

(3) 污染防制設施概述
 
  對於火力發電廠產生之三種主要空氣污染物,台電公司均在考慮技術及經濟可行性後採取最佳之可行技術,分述如下:

A.硫氧化物
 
  台電公司為減少硫氧化物的產生量,一方面擴大採用不含硫份之天然氣為燃料;另一方面燃油及燃煤電廠均採用低含硫量之燃料,且只要空間許可,均裝設煙氣除硫設備(FGD),以除去90%以上之硫氧化物。

B.氮氧化物
 
  台電為減少氮氧化物之排放,新建機組均採用最先進之低氮氧化物燃燒器,從源頭減(少氮氣化物的產生;同時依環境影響評估結果及相關法規的要求,裝除氮效率可達80%之煙氣除硝設備(如選擇性觸媒還原法,SCR)來大幅減低氮氧化物的排放量。既有發電機組則改善燃燒製程以減少氮氧化物之產生,但由於設備空間不 足無法裝設SCR,因此部分機組因環境空氣品質之要求改燃天然氣,以降低氮氧化物的排放量。

C.粒狀污染物
 
  粒狀污染物包括發電廠燃燒產生的煙塵和煤場附近的煤塵兩種,各有不同的防制方式。
  台電火力發電廠的汽力機組均裝設高效率的靜電集塵器,除塵效率達90~99.8%,燃油機組並另加裝油灰焚化爐來處理收集下來的油灰;此外燃煤機組裝設的煙氣除硫系統亦具有相當的除塵效果。
 
  煤場的煤塵控制方面,台電採用密閉式輸卸煤設施、設置防風防塵柵網、在煤場周圍種植防風林及裝置噴灑水系統,並經常壓實煤堆清理路面和輸煤設備下方煤屑,長期存放的煤堆則使用化學藥劑安定表面等方式來加強抑制煤塵產生量。
 

空氣污染防治設施概述
 
(A)煙氣除硫設備的選擇

  根據「電力設施空氣污染物排放標準」的規定,燃煤電廠的硫氧化物排放標準於九十年七起起由500ppm降為200ppm,欲符合新的排放標準,可燃用低硫燃料或裝設高效率的煙氣除硫設備(FGD),但低硫燃料來源有限且燃料規範已偏離鍋爐及靜電集塵器的設計範圍,故無法單以供應低硫燃料來達成,唯有裝設煙氣除硫設備才能符合最新的排放標準。
 
  煙氣除硫技術自一九五O年代末期發展以來,在美國、日本、歐洲及世界各地已廣為使用,至目前為止,已研發成功的製程不下二、三十種,但台電在經過可靠性、除硫效率、運轉經驗、副產品利用、經濟效益等項的評估後,篩選出下列五種在技術及經驗方面較佳之除硫系統再進一步研究評審:
  1. 石灰石/石膏法(濕式)
  2. 半乾式法(半乾式)
  3. 氫氧化鎂法(濕式)
  4. 海水洗滌法(濕式)
  5. 活性炭吸收法(乾式再生)
  經過進一步的仔細評估後,目前台電各燃煤火力發電廠均選擇世界上公認最成熟可靠的石灰石/石膏法製程。

(B)「石灰石-石膏法」除硫設備簡介
 
1.煙氣冷卻/加熱-煙氣熱交換器
  • 鍋爐燃燒之熱煙氣經過靜電集塵器除去大部分之粒狀污染物。
  • 然熱煙氣經過煙氣熱交換器,將熱傳出,此舉一方面降低熱煙氣本身的溫度,減少FGD系統內反應所需之水量,另一方面氶可提昇經吸收塔除硫處理後乾淨冷煙氣之溫度,使其經由煙囟排放至大氣後利於擴散,避免煙氣中之水蒸汽凝結成白煙,是一種廢熱回收之設備。
2.煙氣除塵-前置洗滌槽

  降溫後的煙氣進入前置洗滌槽內以水沖洗,除去殘留的粒狀污染物和可溶解的酸性氣體(例如氯化氫和氟化氫等),沖洗後之廢水則經由廢水處理設備後排放。此設備可提高最終副產品石膏的品質,但若是新電廠,其靜電集塵器除塵效率很高,殘留之粒狀污染物很少時,則可免去此項設備,而直接進入吸收塔中。

3. 煙氣除塵-吸收塔

  • 經冷卻與除塵後,煙氣進入噴灑式吸收塔,接受一連串高濃度石灰石溶液之沖洗。此時煙氣中的二氧化硫(SO2)會和石灰石起作用,產生亞硫酸鈣留在吸收槽中,而除硫後的乾淨泠煙氣則流經煙氣熱交換器加熱,由煙囟排放至大氣中。

  • 吸收塔內的亞硫酸鈣與不斷打入空氣,強制氧化成硫酸鈣(石膏);這種內強制氧化法(IFO)的技術,較傳統之槽外強制氧化法(EFO)進步,不但可簡化設備,且產生之石膏結晶及形狀較為一致,較適於做為建材。

除硫設備簡介
除硫設備簡介-2

B.脫硝設備

(一) 氮氧化物的生成


  空氣中的氮氧化物(NOx)是造成酸雨及人類呼吸道疾病的重要原因之一,其成因主要是由於高溫燃燒時,空氣中之氮氣氧化而成,以及燃料中含氮化合物氧化而成,其生成機制說明如下:

  1. 熱式氮氧化物(Thermal NOx)在燃燒過程中,當溫度達1200 以上時,空氣中之氮分子氧化成NO主之氮氧化物,由於其反應為吸熱反應,因此溫度越高其生成量越多。但在煙氣排出煙囟後溫度逐漸下降時,將逐漸轉換成以NO2為主之氮氧化物。
  2. 燃料式氮氧化物(Fuel NOx)燃料中之含氮有機物在燃燒過程中會與氧結合生成氮氧化物,其生成對燃燒區的溫度較不敏感,但在燃料濃度低,且混合狀況好時,氮氧化物的生成量越多。
(二)氮氧化物降低對策
  1. 減少燃料中之含氮量
      選擇含氮量低的燃料(例如天然氣以及低含氮量之油或煤),或減少燃料中之含氮量(例如加氫脫氮處理HDN),均可減少氮氧化物的生成,但此種方法成本高昂,且僅能減少燃料式氮氧化物,無法減少熱式氮氧化物,因此效果有限,且會受燃料品質的影響。
  2. 燃燒製程的改善
      在燃燒過程中,將空氣或燃料分段注入鍋爐內,以降低燃燒時之溫度、減少燃燒區的氧濃度,減慢釋熱速率來減少氮氧化物的生成,是最經濟有效的氮氧化物控制方法,雖然其改善效果有其限制(去除效率30~50%),且可能影響發電效率,但不致產生二次污染,是優先考慮採用的改善方法。
  3. 煙道尾氣的處理
      燃燒後產生的NOx,在排放至大氣前,可裝設處理設備使其Nox濃度降低,其方式基本上可分乾式及濕式兩大類,乾式法包括SCR及SNCR等,溼式法則有氧化/吸收法、吸收/還原法、及氧化/吸收/還原法等;濕式法吸收Nox後會產生水污染物質,須進一步處理,設備複雜且成本較高;乾式之SNCR應用在大型鍋爐中,因溫度分佈不均勻,不易達到預期之效果,且有較高的NH3洩漏,並不適用於大型鍋爐;軟式的SCR技術,不但Nox去除效率高,可達70~90%,且系統相當穩定,無副產物產生,NH3的洩漏量也較少,因此應用的較普遍,惟初設成本較高,且有觸媒更新及廢棄之問題,是成本高昂的設備,但在必要時可達成最好的處理效果。

      綜合考慮上述三種處理方法後,台電所有火力發電機組均採用燃燒製程改善的方式裝設;另外對有空間裝設SCR的機組依空氣品質模擬結果裝設SCR,有天然氣供應之部分機組改燃天然氣,以全面改善Nox的排放問題。

(三)選擇觸媒還原設備

選擇性觸媒還原設備(簡稱SCR)的除氮效率最高,可達70~90%,其原理是利用NH3、H2、CO或碳氫化合物等還原劑,藉由適宜的觸媒將氮氧化物選擇性地還原成氮氣,再排入大氣。

其中以NH3為還原劑之應用最為普遍,其主要反應如下:

SCR技術發展於日本,其去除率雖高,但相對地成本也極高,使用之觸媒可為貴金屬、金屬氧化物或沸石等,其適合之應溫度並不相同,使用最多的主要為V2O5-TiO2,再添加其他特殊成份製成。觸媒型態以蜂巢式及平板式為主流;平板式所需之空間較大,蜂巢式所需空間較小,但不論何種形式之觸媒均易受粉塵磨蝕而降低使用年限,且長期使用後,觸媒之活性降低必須更新。

  SCR 安裝之位置依其相關位置可在ESP 前、ESP 後或FGD後三種;若安裝於ESP 後(高溫低飛灰側),須使用高溫ESP,ESP容量大且造價高昂;而安裝於FGD後(低溫低飛灰側),則須增設再熱器加熱煙氣以達到SCR所要求之反應溫度,造成能源的大量浪費:因此一般流程中以裝設於EP前(高溫高飛灰側),即鍋爐之省媒器與空氣再熱器之間最為普遍,台電公司均採用此位置,惟因大量飛灰易使觸媒之活力衰減,且飛灰中殘留之NH3會影響飛灰之再利用,洩漏之NH3亦會造成惡臭之問題,因此必須妥善控制NH3之洩漏量。C.集塵設備為了除去火力發電廠煙氣中排放的粒狀污染物,常用的集塵器設備有重力沉降室、旋風除塵器、濕式洗滌塔、濾袋集塵器及靜電集塵器等,而由於靜電集塵器構造簡單、操作方便、維護容易、不受燃料油煤之限制及具有極高除塵效率等優點,台電各火力發電廠均採用之,而部份裝有煙氣除硫設備之機組更可利用濕式洗滌塔進一步除塵。

靜電集塵器之簡介


(A)靜電集塵器(Electrostatic Precipitator簡稱ESP,係利用高壓直流電賦予放極放電產生電暈(Corona)使其附近之煙氣離子化,此時粉塵會負電而往帶正電的集塵板移動並被吸附其上。集塵板上的粉塵累積到一定厚度時,會因自重或敲方式而落入集塵器底部的灰斗,再藉由出灰系統送至灰倉,俾作進一步處理或利用。
(B)煤灰靜電集塵器(Electrostatic Precipitator)
 
  台電燃煤火力發電廠,包括深澳、林口、台中、興達及大林五廠共十五部機,其靜電集塵器均與發電機組同時建造,除台中電廠之新設靜電集塵器集塵效率已達99.8%,不需改外,林口、興達電廠一、二號機也因加裝煙氣除硫設備及濕式洗滌塔而不需改善,其他電廠靜電集塵器則均實施改善計畫,使集塵效率提高至99.7%v庂上,其改善計畫包括:
  1. 加大集塵室面積,提高集塵效率。
  2. 更換集塵板、放電極改為框架式
  3. 控制系統由自動控制改為更進步之微電腦控制。
(C)油灰靜電集塵器(Electrostatic Precipitator)
 
  油灰靜電集塵器之原理構造與煤灰靜電集塵器相同,其設計上之主要不同點分述如下:
  1. 進口濃度:油灰約0.1∼0.2g/Nm3,煤灰則約高出100倍。
  2. 比集面積(SCA,有效總集塵面積與煙氣流量之比值):煤灰ESP的SCA值比油灰ESO約大1~2倍,故油灰ESP的體積較小。
  3. 注氨系統:油灰注氨主要目的在防止腐蝕及改善灰電阻以提高集塵效率。
  油灰焚化爐:油灰比煤灰約輕4∼6倍,體積龐大,且含有高價金屬,需焚化減容處理,以利回收。
台中發電廠煤灰靜電集塵器