導入清灰技術　提升資源循環效能

崑鼎（ECOVE）是資源循環的實踐者，深耕焚化領域20餘年，熟悉並了解各種不同焚化廠爐床及重大設施特性，不斷導入新工法，精進技術整合運用，以持續優化資源循環效能。本文特別以焚化廠常見的爐內結渣積灰為例，分享崑鼎如何透過多種清灰技術的導入，有效改善鍋爐效率及運轉率，達成降低碳排放與抑制空氣污染物生成等效益。

積灰原因與清灰的必要性

循環經濟是目前公認發展全球永續最有效的方式，在循環經濟體系中，當產品無法回收再利用時，焚化廠便扮演著最終處理的關鍵角色，透過高溫焚燒將垃圾減量，並將焚燒過程中產生的熱能轉變成電能，達成「廢轉能」效益。由於垃圾組成多樣且複雜，其在高溫焚燒過程中會產生不同的化學反應並形成沉積灰渣，影響焚化爐效率並縮短鍋爐壽命。如何處理這些沈積灰渣，成為維持鍋爐燃燒熱交換效能的重要環節。

積灰是如何形成的？依焚化廠鍋爐的燃燒系統，垃圾由進料斗進入燃燒室，由於燃燒室產生的氣體溫度是最高的，燃燒後所產生的煙氣灰粒，隨著通過第一、二、三及四通的流動，煙氣溫度逐漸降低，使大灰粒與微小灰粒逐漸形成薄灰層，且高溫使灰粒邊緣頸部連接，進而讓顆粒相互結合，導致沉積厚度增加，尤其於二通與三通之轉折處，形成厚實的積灰燒結物，導致煙氣流動受阻、過熱器煙道差壓值增加，並因表面溫度上升，造成熱交換效能變差及鍋爐運行困難。為解決積灰問題，崑鼎自2010年起陸續導入多種清灰技術。

傳統清灰技術

早期焚化廠在清除鍋爐煙道積灰，主要依靠「過熱蒸汽吹灰」及「敲擊清灰」此兩項技術，在停爐的情況下以人工進行清灰作業。「過熱蒸汽吹灰」，是透過馬達驅動，將蒸汽吹灰器螺桿旋轉向前推進，蒸汽噴嘴便可伸入煙道中，將管排表面的積灰吹除。「敲擊清灰」，適用於水平煙道（如下圖），擊錘將能量傳遞到管束上，使積灰震落。

但此兩項作業，僅能減慢積灰速度，焚化廠通常仍需每半年定期停爐進行人工清灰作業，由人員持工具進入過熱器區域移除積灰，不僅增添勞動力也存有安全疑慮。當鍋爐內過熱器管排間距過小時，易加速積灰的速度，而增加停爐清灰次數，頻繁起停爐除造成能源損耗，也常因垃圾量之處理壓力而無足夠時間清灰，導致清理成效不佳。 

崑鼎導入清灰技術與實務應用

崑鼎目前在台灣操作9座焚化廠，為改善傳統清灰的操作限制，自2010年起，便依各廠建廠設計條件等因素，陸續導入多種清灰技術（如下圖）。

經過多年的實務應用，目前崑鼎操作營運的焚化廠，多採「固定式震波清灰」並搭配「移動式震波清灰」，以加強局部清灰效果。而2023年甫導入的「灑水清灰」，考量多數焚化廠蒸汽量趨於滿載，裝設本設備提升的蒸汽產量有限，及需兼顧焚化爐爐管披覆層適用性等因素下，目前僅應用在新近建成的「桃園生質能中心」。以下說明各清灰技術特點：

• 2010年，導入「CO₂震波清灰」：將特製槍管伸入爐內，並將液態CO₂灌入槍管內的一次性化學加熱器，爆破時啟動該加熱器，瞬間使CO₂汽化並產生高壓CO₂氣體，爆破後伴隨壓力脈衝以清除積灰。
• 2017年，導入「移動式震波清灰」：將特製容器固定於點火槍管前端，伸入爐內清潔部位，透過點火槍管引爆燃氣產生震波。

此兩述技術，雖皆可加強局部的清灰效果，惟執行過程中，需開人孔，除造成人員安全疑慮及外部冷空氣進入，並需評估積灰量，當排灰輸送機未達負荷時，可持續施作清灰，但當震落灰量超過負荷時，人員須將排灰輸送機檢查孔開啟，確認排灰量狀況，以避免排灰架橋造成鍋爐停止運轉。

• 2018年，導入「固定式震波清灰」：利用高壓瓶裝燃氣與氧氣進行空氣混合，使氣體產生壓力脈衝以震落積灰，清灰效果顯著且可將較難清潔隱蔽處積灰一併震除，崑鼎透過排定週期性的震波頻率，以減緩積灰程度，亦免除排灰架橋之情況及減少停爐清灰次數。
• 2022年，導入「燃氣增壓系統」：由於「固定式震波清灰」的氣體鋼瓶有1/3殘氣無法使用，為有效利用燃氣，故崑鼎增設「燃氣增壓系統」。本系統為往復式氣動增壓器，透過機械原理自動啟動與停止，當儲氣瓶中的壓縮空氣尚未達到目標壓力便開始驅動，直到目標壓力足夠即停止作動，經過測試驗證已於2023年實廠應用，並於同年取得專利核准，若廠址評估可埋設天然氣管線，則氣體可以採管送的方式取得，亦可免除使用瓶裝燃氣所帶來更換瓶的困擾。

• 2023年，導入「灑水清灰」：隨著提升廢轉能效益列入國家淨零方向，穩定二次燃燒室爐管熱傳效率技術更受到重視。過往，二燃室水管牆因積灰包覆導致熱傳效率較低，以致爐溫升高，鍋爐效率下降。而爐溫升高，除加速下游爐管腐蝕及積灰，也會提升氮氧化物生成速率，增加空氣污染物的排放。為此，崑鼎於二燃室爐頂安裝「灑水清灰」設備，使下降水管進入爐內噴灑水滴，利用水滴接觸積灰後蒸發膨脹，從而達到清除積灰的效果，同時使爐溫降低並維持一定的熱交換效能，進而抑制空氣污染物排放量。

創新精進　擴大循環經濟成效

目前全台垃圾焚化廠皆滿載運轉，如何依各焚化廠建廠設計條件等因素，選擇適切的清灰技術技術相當重要，其不僅能維持鍋爐熱交換效能，更有效進行廢熱回收，減少能源需求，進而降低碳排放量與抑制空氣污染物的生成。崑鼎將持續透過清灰技術的創新及與資源循環的結合，擴大循環經濟成效，實踐淨零排放。