| 姓名 |
彭業煌(Yeh-huang Pon)
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畢業系所 |
環境工程研究所在職專班 |
| 論文名稱 |
大型都市垃圾焚化廠營運與發電效率之研究
(Investigation on Efficiency and Power Generation of Large-scale Municipal Waste Incinerators)
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| 相關論文 | |
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| 摘要(中) |
廢棄物是錯置的資源，利用廢棄物焚化產生電能就解決都市的環保問題及能源問題而言，具有重要的双重意義。興建垃圾焚化廠以妥善處理垃圾解決垃圾問題，提升各垃圾焚化廠效率與效能，已成為政府施政之重要課題。
都市垃圾焚化廠營運效率，攸關垃圾妥善處理能力、焚化效率、使用年限及公害防治，故焚化廠營運管理模式極具深入探討之價值。垃圾焚化廠營運模式成功之主要關鍵為：委託操作合約是否合宜，其中以售電收入及廢棄物進場收費為其主要收入的來源。
本研究之對象為台灣地區2006年營運中的 22 座大型都市垃圾焚化廠，透過台灣環保署一般廢棄物焚化廠管理系統資料，分析焚化廠的分佈、運轉效率及發電量的分析研究。
研究結果顯示(1)公有民營焚化廠之效率高於公有公營廠， 處理容量越大的焚化廠效率越高。(2) 以地區來說，相同處理量比較發現中部地區垃圾焚化廠之效率優於北部地區與南部地區。(3) 22座大型都市垃圾焚化廠1噸垃圾焚化後可產生250~600 kwh，主要是發電機的設計容量。 (4)透過案例台北縣某大型都市垃圾焚化廠Municipal Waste Incinerators (MWI) 營運管理、設備改善、維護保養顯示，必要的投資可提升營運績效。(5) 此外，在台灣大型MWIs正面臨一項大挑戰，自1990年中期台灣政府成功的推動廢棄物減量、回收及再利用，導致廢棄物戲劇性的大量減少，使台灣所有都市垃圾焚化廠面臨沒有足夠垃圾焚化的問題，這個問題必需正確的處理。
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| 摘要(英) |
Waste is the wrong allocated resources. Building and operating waste-to -energy Incinerators to solve waste issues and generate energy is important in Taiwan from the considerations of environmental protection and energy recovery. To improve the efficiency of large-scale municipal waste incinerator (MWI) has become an important mission of government.
Efficient operation of MWIs depends on appropriate handling waste, enhancement of incinerators’ efficiency, service life and pollution and safety control. Therefore, it’s essential to analyze the operation and management models of the MWIs. The key factors leading to the successful operation of an MWI include qualified operating team and reliable income to cover the expenses.
This research aims to analyze and compare the efficiency of 22 large-scale MWIs which operate in 2006 in Taiwan. The distribution and capability of those 22 MWIs in Taiwan, their operating modes and efficiencies as well as the power generation output are studied via the collection and analysis of the SWIMS data compiled by Taiwan EPA.
The results indicate that (1) the MWIs owned and operated by government has the lower efficiency compared to that operated by private company while the MWIs with larger incineration capacities also have higher efficiency, (2) geographically speaking, the MWIs located in northern Taiwan have higher operation efficiency compared to those located in central and southern Taiwan, (3) the electricity generated by incinerating one ton of waste in those 22 large-scale MWI ranges from 203 to 637 kwh, mostly depending on the designed capacity of the power generator, (4) the case study of an MWI located in northern Taiwan reveals the necessity of continuous investment in terms of facility renovation and maintenance for successful operation of a large-scale MWIs, (5) moreover, the large-scale MWIs in Taiwan also face a big challenge nowadays. Since the mid1990s, Taiwan government has aggressively promoted the concept of waste minimization and also waste sorting and recycling, resulting in dramatic reduction of waste generated in Taiwan. All MWIs in Taiwan face the problem of not having enough municipal wastes to incinerate and this issue has to be properly addressed.
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| 關鍵字(中) |
★ 都市垃圾焚化廠(MWI)
★ 焚化廠效率 |
關鍵字(英) |
★ Incineration efficiency
★ MWI
★ energy recovery |
| 論文目次 |
謝 誌 ………………………………………………………………… Ⅰ
中文摘要 ………………………………………………………………… Ⅱ
英文摘要 ………………………………………………………………… Ⅲ
目 錄 ………………………………………………………………… Ⅳ
圖 目 錄 ………………………………………………………………… Ⅶ
表 目 錄 ………………………………………………………………… Ⅷ
第一章 前 言……………………………………………………… 1
1.1 研究動機與背景……………………………………………… 1
1.2 研究之對象…………………………………………………… 2
1.3 研究目的……………………………………………………… 2
1.4 研究範圍與限制……………………………………………… 3
1.5 研究架構與內容……………………………………………… 4
第二章 文獻回顧……………………………………………………… 5
2.1 台灣本島人口的趨勢與變動………………………………… 5
2.2 台灣廢棄物的產出與管理…………………………………… 9
2.2.1 廢棄物的產生與管理………………………………………… 9
2.2.2 廢棄物的組成及與特性……………………………………… 9
2.2.3 垃圾產生量…………………………………………………… 14
2.2.4 全國整體資源回收量………………………………………… 14
2.2.5 廚餘回收再利用量…………………………………………… 15
2.2.6 廢棄物之處理………………………………………………… 16
2.3 大型都市垃圾焚化廠的興建沿革與操作管理……………… 18
2.3.1 大型焚化廠的興建沿革……………………………………… 18
2.3.2 現有垃圾焚化廠管理機制…………………………………… 21
2.3.3 從管理的合約面來看………………………………………… 23
2.4 大型焚化廠的流程簡介……………………………………… 25
2.4.1 焚化爐的種類………………………………………………… 25
2.4.2 焚化爐型式…………………………………………………… 26
2.4.3 焚化處理的優缺點…………………………………………… 27
2.4.4 大型垃圾焚化廠流程說明…………………………………… 28
2.5 國內外汽電共生廠發展現況……………………………… 30
2.5.1 汽電共生系統（Cogeneration）簡介………………………… 30
2.5.2 國內外汽電共生發展現況…………………………………… 31
2.5.3 國外汽電共生發展現況……………………………………… 38
2.6 國內大型垃圾焚化廠相關文獻……………………………… 40
第三章 研究方法……………………………………………………… 43
3.1 研究方法……………………………………………………… 43
3.2 研究流程……………………………………………………… 43
3.3 背景資料……………………………………………………… 45
3.4 資料分類……………………………………………………… 50
3.5 垃圾發電效率的探討………………………………………… 51
第四章 結果與討論…………………………………………………… 59
4.1 廢棄物進焚化廠的趨勢……………………………………… 59
4.2 公有公營焚化廠之分析……………………………………… 62
4.2.1 分析公有公營大型垃圾焚化廠民國92~96 年運轉資料…… 62
4.2.2 公有公營大型垃圾焚化廠各廠資料分析…………………… 64
4.3 公有民營焚化廠之分析……………………………………… 66
4.3.1 公有民營1350 噸焚化廠 …………………………………… 66
4.3.2 公有民營900 噸焚化廠……………………………………… 69
4.3.3 公有民營600 噸以下噸焚化廠……………………………… 72
4.4 公有公營公有民營之差異…………………………………… 75
4.4.1 以容量區分…………………………………………………… 75
4.4.2 以地區區分…………………………………………………… 78
4.5 全國垃圾焚化廠處理容量餘裕度…………………………… 81
4.6 焚化廠發電效率之分析……………………………………… 89
4.7 案例分析--以北部某廠為例………………………………… 95
4.7.1 焚化爐的操作與維護管理…………………………………… 95
4.7.2 分析歷年效率的趨勢………………………………………… 96
4.7.3 改善計畫與方法……………………………………………… 100
4.7.4 改善結果……………………………………………………… 103
4.7.5 討論…………………………………………………………… 104
第五章 結論與建議…………………………………………………… 107
5.1 結論…………………………………………………………… 107
5.2 建議…………………………………………………………… 109
參考文獻 ………………………………………………………………… 111
附錄一 中華民國92~96 年垃圾焚化操作及營運資訊……………… 115
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| 參考文獻 |
英文文獻
1. Won Yang 1, Hyung-sik Nam, Sangmin Choi “Improvement of Operating Conditions in Waste Incinerators using Engineering Ttools”Journal of ELSEVIER Waste Management ,27 (2007) 604–613.
2. Soongkee Kim, Donghoon Shin, and Sangmin Choi “Comparative Evaluation of Municipal Solid Waste Incinerator Designs by Flow Simulation”Combustion and Flame 106: 241-251(1996)
3. Noel de Nevers，”Air Pollution Control Engineering”，2000，by Mc Graw-Hill, Inc.
4. 狩鄉，「焚化爐的選定及技術評估」，全威圖書有限公司，李鈞澤譯，昭和53年6月20日。
5. Ravichandran, M. and Gouldin, F. C., "Numerical Simulaton of Incinerator over-fire Mixing", Combust. Sci. and Tech., Vol. 85, pp. 165~185, 1992.
6. Chen, K. S., Tsai, S. T., Yang, Y. W., "Heat Transfer Performance of a Double-Loop Separate-Type Heat Pipe: Measurement Results", Energy Conversions and Management, Vol. 35, No. 12, pp. 1131-1141 1994.
7. Cundy, V. A., Cook, C. A., "Three-Dimensional Numerical Modeling of a Field-Scale Rotary Kiln Incinerator", Environmental Science & Technology, 1996.
8. Fujii,S. “ Hybrid Combustion Control System for Stoker-Type Incinerator “ Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu,Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part C, Vol 63, No. 608, pp. 1200-1207, (1997).
中文文獻
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2. 曹本善，「垃圾焚化廠興建與操作實務」，詹氏書局，民國91 年。
3. 林忠正，「垃圾焚化爐空氣污染控制設備影響戴奧辛排放特性之初步探討」，國立中央大學環境工程研究所碩士論文，民國89 年。
4. 黃健琨，「垃圾焚化爐空氣汙染物排放特性之初步探討」，國立中央大學環境工程研究所碩士論文，民國88 年。
5. 章裕民，「焚化處理技術」，文京圖書有限公司，修訂一版，民國89年。
6. 張銘哲，「以公有民營垃圾焚化廠運作績效之研究---以嘉義鹿草焚化廠為例」，93年7月。
7. 王允宸，BOO方式辦理廢棄物焚化廠公共工程之可行性研究--桃園縣焚化廠興建之個案分析評估，碩士論文，元智大學管理研究所，2000。
8. 江慶輝，公有公營焚化廠委託民營之可行性探討與制度設計--以北投焚化廠為例，碩士論文，國立台北大學資源管理研究所，第7-9頁，2003。
9. 何國裕，一般廢棄物焚化爐燃燒系統操作與控制研究，碩士論文，國立中興大學，第3頁，2001。
10. 黃訪誌，「台灣地區大型垃圾焚化廠公有民營營運績效之研究」，碩士論文，國立高雄第一科技大學，2004年。
11. 潘國燕，「台灣地區大型垃圾焚化廠營運與環境績效評估－資料包絡分析法之應用」，碩士論文，國立台北大學，2004年，
12. 黃錦明、洪明龍，「台灣地區大型垃圾焚化廠環境績效評估之探討」，國立台灣大學環境工程學研究所博士論文，2006年。
13. 陳斌魁，「抽汽冷凝式汽電共生廠最佳運轉策略研究(phase II)」，大同大學 電機工程研究所 教授，計畫編號:NCS 95-2221-E-036-047-，2006年。
14. 姜振海，「BOT焚化廠專案計畫可行性分析---以烏日垃圾資源回收廠為例」，碩士論文，國立台北大學， 1999 年。
15. 許俊清，「公有與民有垃圾焚化廠興建營運之探討比較」，碩士論文，國立中興大學， 2005年。
16. 陳望曾，「台灣民營電廠（IPP）營運績效之研究－資料包絡分析法的應用」，碩士論文，國立台北大學，2002年。
17. 黃昭誠，「從公私協力觀點探究我國垃圾處理問題─以採行BOO型態之垃圾焚化廠為中心」，碩士論文，東海大學，2002 年。
18. 蕭輝煌，「汽電共生業者經驗分享」，汽電共生發展南區研討會論文集，民國92年10月29日。
19. 沈世宏，政府科技發展策略規劃報告，行政院國家科學委員會編印，10-5~6，民國94年1月。
20. 陳貴明-電力的未來，未來的電力 ，96年1月4日
網頁資料
1. 行政院環境保護署環境督察總隊台北辦公室/垃圾處理設施/焚化/焚化廠管理系統http://ivy4.epa.gov.tw/swims/?ctype=B&cid=swims&oid=www
2. 全國垃圾基本資料分析http://www.bamboo.hc.edu.tw/forum/science/course-2003/course/research/topic02/topic02-01.html
3. 經濟部能源局電力統計資訊
http://www.moeaec.gov.tw/Statistics/electronic/StatisticsElec.aspx
4. 中華民國統計年鑑http://www.dgbas.gov.tw/lp.asp?ctNode=3120&CtUnit=1049&BaseDSD=34
5. 八里垃圾焚化廠http://202.133.247.47/$sitepreview/plr.tpepb.gov.tw/news_01.aspx
6. 北投垃圾焚化廠 http://www.ptrip.gov.tw
7. Dr. Paul and Ellen Connett，「垃圾焚化處理的迷思」http://evec.kta.kh.edu.tw/incinerator/msubject001[1].html
8. 北投垃圾焚化廠 http://www.ptrip.gov.tw
9. 合格汽電共生系統http://210.71.199.132/ele/page/03.html
10. 遠東人月刊http://www.feg.com.tw/magazine/show_faq_new.asp?SN=2256
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| 指導教授 |
張木彬(Moo-Been Chang)
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審核日期 |
2009-2-6 |
| 推文 |
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