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每一分資源

任何資源對崑鼎都很珍貴
我們不斷思考要如何提升資源循環效能
因為這將影響我們未來的生活

Key Technology

關鍵技術

崑鼎完善桃航廠焚化爐整體解決方案
優化燃燒品質 提升減碳效能




崑鼎(ECOVE)承接桃園國際機場焚化爐(簡稱桃航廠)操作維護10餘年來,透過完善的管理及整體解決方案,不但有效提升運轉功能,管控廢棄物燃燒品質,降低燃油用量,更將垃圾處理量由每年4,700噸提高至11,000噸,以因應未來機場航班載運量提高而激增的垃圾量,在優化廢棄物處理效能的同時,大幅提升節能減碳成效。 

規劃整體解決方案 優化燃燒系統提升效能

崑鼎深耕廢棄物管理與焚化領域20餘年,台灣24座焚化廠中,即有超過2/3曾由崑鼎負責營運操作、歲修整改或提升系統設備功能,是全台首家將本土焚化技術輸出至海外的業者。崑鼎在焚化爐領域的豐富經驗,除提供專業的焚化技術和營運管理,更可為不同爐型、不同設計焚化廠,量身訂作設備升級及效能提升規劃,協助各地方政府以及業主解決廢棄物處理的民生議題。

桃航廠焚化爐自2004年開始運轉,其爐體屬於旋轉窯式,主要處理機場園區產生的廢棄物,包含航廈與航機和園區行政單位與航空公司的廢棄物、空廚公司廚餘、機場廢水處理廠污泥及海關檢疫不合格的農產品或銷毀品。由於垃圾種類複雜、部分廢棄物含水分較高,以及旋轉窯設計特性,使得本焚化爐必須持續仰賴燃燒機提供熱源,才能使燃燒室爐溫符合法規標準,也造成其自營運以來即存在處理量偏低、輔助燃油用量偏高、底渣灼燒品質不佳及設備故障率高等問題。

桃園國際機場焚化爐

廢棄物要達到完全燃燒需考慮三個要素:溫度、時間及擾流。就旋轉窯型式的焚化爐而言,所謂擾流就是向旋轉窯內送入適量的燃燒空氣,使空氣與廢棄物充分地混合,擾流強度越大,空氣與垃圾的混合程度越好,以促進完全燃燒,從而降低對輔助燃油的依賴。

桃航廠旋轉窯原設計的燃燒空氣是藉由一次風機抽取垃圾貯坑的空氣,透過前牆上的孔狀風口與環狀四周風口進入旋轉窯,且大部分空氣均經由環狀四周進入,風量平均分散在爐體四周,所造成的風壓低致形成的擾流度小,使燃燒空氣和垃圾無法充分混合,垃圾燃燒反應效率較差,因此必須持續以燃燒機提供額外熱源,才能達到設計的燃燒品質。此外,為節約燃油用量以達到節能減碳,需有效提升旋轉窯燃燒空氣的風壓,以增加爐內空氣擾流度。
崑鼎為優化本焚化爐的燃燒系統,針對本案特性,規劃了整體解決方案:
  • 首先回收利用熱交換器的廢熱,將熱交換器熱風引至一次風系統,熱風溫度約250℃ (詳圖1),以提高燃燒空氣的溫度,加速垃圾乾燥。
  • 將燃燒空氣重新配置,由原設計的燃燒空氣供應方式改為三股風提供 (詳圖2)。第一股風為前牆環狀四周空氣;第二股風為前牆上小風口,並盲封數個右側上方風口,使風量不對稱分配,進入爐內空氣會沿爐壁呈順時針螺旋狀流動,前兩股風是由一次風機供應;第三股風為燃燒機下方處增設一股強力的助燃空氣(簡稱噴射風),利用廠內閒置的鼓風機獨立提供,風壓約500~600mmH₂O,將助燃空氣集中在垃圾進料區,增加空氣擾流並改善風壓不足的問題,以加速廢棄物燃燒。
崑鼎經由上述方式,有效提升本焚化爐的燃燒空氣溫度及擾流度,並使助燃空氣在旋轉窯內產生漩渦現象,再充分運用廢棄物焚化釋放的熱能與廢棄物混合攪拌,使進入旋轉窯內的廢棄物自行乾燥燃燒,且透過空氣的預熱與配置方式改變,大幅下降輔助燃油用油量(詳圖3)。

圖1 回收廢熱再利用,有效加速垃圾乾燥。

圖2 燃燒空氣改為不對稱配風,有效增加擾流

圖3 改善燃燒系統,柴油用量大幅下降。

有效管控廢棄物變動 優化燃燒控制品質

近年,隨著桃園國際機場客運量人次屢創新高及機場擴建工程進行,園區內單位相繼擴大成立,使得機場園區廢棄物逐年增加,不適燃廢棄物(廢水廠污泥、航廈餐廳及空廚公司廚餘)比例也隨之提高(詳圖4、表1)。由於不適燃廢棄物含水量高、熱值低,會造成廢棄物性質不均,若未做好貯坑管理及充分攪拌使垃圾均質化,容易導致貯坑儲存空間不夠、啟停爐次數增加及廢棄物燃燒控制不佳,而需增加燃油使用量。

為有效解決上述問題,崑鼎透過操作管理的優化,掌握啟停爐時程、減少垃圾性質波動,使焚化爐燃燒控制品質更加穩定,說明如下:
  • 配合機場園區特性,規劃合宜的垃圾收集時間,將廚餘和污泥集中收集,避免與乾垃圾相互混合,並另外獨立收集垃圾車的污水,減少進入貯坑的水量。
  • 將貯坑內廢棄物進行二次破碎,增加表面積,加速爐內燃燒。
  • 透過垃圾貯坑分區堆疊管理,充分利用貯坑空間,並依廢棄物性質,區分為:污泥堆放區、廚餘堆放區、垃圾堆放區及垃圾攪拌區。
  • 垃圾焚化前充分攪拌,將乾垃圾與污泥或廚餘摻拌,以穩定且定量的投料方式,達到燃燒熱值穩定的條件。
此外,桃航廠於2020年COVID-19疫情爆發後,因出入境旅客大幅減少,致園區內產生的廢棄物數量與性質發生巨大變化,包括:廢棄物總進廠量僅達2019年的4成、航機廚餘降至約1成、污泥數量降至約3成,以及防檢疫廢棄物增加、廚餘與污泥的巨幅下降所導致的廢棄物熱值持續上升等問題。由於進廠廢棄物數量不足,也造成焚化爐需停爐,待垃圾貯坑累積到一定數量後再起爐處理,突顯出垃圾貯坑的堆疊與分區存放的重要性。而如何因應廢棄物組成性質與比例變化,依實際狀況調整操作參數,包括:垃圾攪拌與配比、燃燒空氣的分配、輔助燃燒機啟停時機及旋轉窯轉速變化等因素,也成為提升本廠焚化品質的關鍵技術。

崑鼎以豐富的經驗,持續針對桃航廠的旋轉窯燃燒系統與焚化廠操作管理進行優化,並運用適當的操作參數控制,提高垃圾燃燒效率,確保良好的燃燒品質,降低污染物排放,並達成節能減碳成效。

圖4 機場園區廢棄物比例

表1 不適燃廢棄物統計

協助業主防堵疫情 友善鄰里

桃航廠在崑鼎的操作維護下,今年邁入第11個年頭,透過持續優化燃燒控制品質及設備升級改善等方式,不僅讓廢棄物資源處理效能得以持續提升,有效降低柴油用量,更將垃圾處理量由接廠之初的4,700噸提高至11,000噸,足足增加2倍有餘,以因應機場第三航廈完工旅客激增的垃圾處理量需求,賦予這座老廠新生命。

本廠優異的營運效能,也讓崑鼎在疫情期間,除協助機場公司銷毀包機相關廢棄物、廢棄防護衣等國際航線事業廢棄物,以降低病毒傳播風險,共同防堵可能的防疫破口,更協同機場公司與桃園市環保局合作,利用桃航廠的餘裕量協助大園區處理疫情期間的家戶垃圾,以實際行動友善鄰里,善盡企業社會責任。

展望未來,崑鼎將持續秉持「最值得信賴的永續資源循環者」願景,為資源的永續循環貢獻心力。