抽汽冷凝式汽电共生系统热效率分析及节能潜力评估

摘要

抽汽冷凝式汽电共生系统为大型石化厂最常采用之热电整合技术，此系统较背压式系统有较佳之发电调整弹性，然而系统热效率会随有效热能产出比例(或制程抽汽比例)变动而受影响；实务而言，汽电共生系统如未于设计时准确预估制程蒸汽需求量及最佳发电容量，就可能造成设置之汽电共生系统因热、电比太低而无法符合“合格汽电共生”之规定，或因为抽汽增加造成发电量不够自用及售电效益不如预期等；进一步，因为系统偏离设计条件低负载运转，亦会降低能源使用效率而背离汽电共生系统推广之原始目的。本文以之94.9MW抽汽冷凝式机组为探讨对象,根据原设计资料建立锅炉负载、制程抽汽与发电负载之预估模式，并依工程热力学与原系统设计厂之性能测试报告，建立蒸汽涡轮机发电系统(汽电共生系统)之发电热效率与发电负载(抽汽)关系，以作为操作成本评估及制定操作策略之参考。本研究发展一套Microsoft Excel效率计算电子表格，利用该系统之分布式数字控制处理器(DCS)攫取实时运转数据转存入控制室个人计算机(PC)，遂行汽电共生系统实时效率监控，以供本研究获取实际操作数据作比较对照。 最后本文探讨系统之节能空间，发掘出节省能源、降低损失，或提高能源使用效率之方案，并评估该些方案之可行性与预期效益，以鼓励业主作降低能源使用成本之决策，及提供从事相关工作人员之规划与设计参考。