kentchen1980的部落格

在實習期滿報告的第一天行程，我也在場聆聽下午場次
在行政大樓的會議室，其實就是像立法院那種會議桌與備詢台那樣 XD
現場來的長官有廠長、電氣副座、電氣保養組經理、電算組經理、儀控組經理、運轉組經理等人
並且做實習報告的評分以及評語，現場的感覺就像大型歌唱比賽似的
下午一共有四位電機乙組的同仁上台報告，我從第二位開始看，大家報的內容都很正常
而且底下有人幫忙按鈴計時，限制是15分鐘為標準，第13分鐘第一聲提示鈴，第15分鐘是第二鈴建議報告人
需做一些結語準備收尾，其實大部份的人都超過13分鐘，少數幾位過15分鐘
所以長官會評語說
「你的報告時間掌控的不太理想，這點是需要注意一下。」
另外比較常評語的是
「字型是有點小，對老人家來說坐後面看幾乎看不太到，而且這些印刷的講義稿也是看不太清楚。」
「這張圖是公司的圖嗎？像這邊的泵浦啊我也看不怎麼清楚........」 
在我們單位的實習期滿報告上，必須列印數份講義稿給在席長官，而且他們會在從中找錯誤並說明
今天火力最猛烈的應該是電氣組經理，如果報告人有說到該組相關的內容下，他會再問更細部的問題
確認實習員這段時間到保養組學習的概念是否夠紮實？是否可以正確回答出來......
總之我今天當鄉民後的感想是，星期二輪到我要報告，應該不是那麼好應付....但是也並非空手而回
至少我知道長官們對報告的要求是很高的，其中幾位長官就是自大潭電廠來的，包含我們單位現役廠長

到了星期二，又回到了這個戰場，從實習員成為正式員工的最後一戰，但我昨晚睡得非常不好
我整晚一直在想報告的事情，應該說我一直在腦中模擬報告的內容，因為時間的關係，我也不太可能擬稿了
想用即興的方式，用比較簡單的方式來介紹我實習報告的內容，至於要怎麼簡單呢
大概就是高中生都能聽得懂得程度吧！

終於到了星期二的早晨，雖然最後是有睡著，不過我想我只睡了三個小時吧 XD 連在交通車上也很難睡
更何況我還要等待到下午才輪到我，儀電組實習員一共有七位，我是第六位報告人，也就是下午場的第二位
早上一到了教室跟幾位同仁寒喧，又遇到幾位機械組的同仁說要來參觀我報告的事 -_-
「我們一定會拿DV去拍你全程報告過程，哈哈哈...」
「K大，你不要報專業的內容啦...直接講你準備考試和在園區工作的心路歷程啦...」
「對啊對啊！但是這樣說會議室那夠容納這麼多人，應該移動動會議廳舉行這次實習報告才對...」
我聽了只能乾笑幾聲，我還真希望不要太多人來當鄉民，因為我還不知道會不會報告到一半忘詞

早上依序幾位報告，而且現場長官也指出一些缺失，除了第四位報告人他們比較滿意外
因為字型與圖片上都做的蠻大的，而且報告內容都與現場長官專屬領域相關，讓他們覺得有參與感
所以上午場算是完美結束，接著是下午場的開始，等到我前一位同仁報告即將結束時，時間接近下午2點30分
會議室的前後門突然擁進了五、六位鄉民 XD 果然這些機械組的新人真的實踐諾言來旁聽了，我就在準備席看到這幕
運轉組經理還很好奇的問他們是來幹嘛，雖然我是聽不到他們所說的話，但我想應該是跟長官說要來聽我的報告
於是對面的運轉經理就往我這邊看了一下，我就禮貌性點頭致意.....終於輪到我了，2點35分上場

我深呼了一口氣後，拿起麥克風，不疾不徐的講著

廠長、副座、各位長官與同仁大家好，我是今天第六位報告人，接下來的報告，我將以簡單明瞭的方式
來闡述我這為期半年的實習內容，這當中並沒有太多深奧的理論。                   

以下是我今天要報告的內容大綱，首先我先針對我的個人經歷做簡單的自我介紹 



我目前住在新竹市，我小時候是在台北縣，也就是現在所說的新北市出生，我大學是唸機械工程系
並且在新竹科學園區待了六年，歷經了二次裁員，第六份工作也就是我現在所待的台灣電力公司
另外我的興趣專長，我有在下班之餘協助一些準備國家考試或國營事業考試的朋友
 ，專攻在電子電路與控制工程方面；我對語言學習方面有高度的興趣，我在園區的期間也利用自修的方式
依序取得日語檢定合格的證書，目前最高取得的等級是二級，我在私人企業工作下班時間比較不固定
所以也沒有太多機會去補習班學習，所以準備這些考試都是靠自己一點一滴的準備。      

接著我們進入主題，開始介紹這半年的工作實習內容。 



http://www.youtube.com/watch?v=o3IjpgZSxG4&feature=youtu.be
台電系統介紹(動畫檔)
說到台電、台電，我們就不得不認識我們公司的業務，其實我們公司分為三大系統
也就是發電系統、輸變電系統、及配電系統三項
發電系統部份由發電廠構成，如水力、火力及核能電廠等
輸變電的部份就是如變電所，小型變壓器(如桿上變壓器、以及地面上箱型式的變壓器等)
最後是配電系統，自高壓降至低壓段的電至各地用戶，而用戶又可分為一般用戶，主要是用110/220V電壓
以及特高壓用戶，如一些工廠所使用的電壓是仟伏以上，從這電力系統與顏色標註，可以看出其電壓等級
由高至低層級式的推展，發電廠、變電所、到終端用戶         

說到變電所的分類可細分為以下四種，一次、二次、超高壓以及配電變電所，其定義就如投影片上所示
值得一提的，台灣電力系統發展上，161kV系統是最先發展的，後來的發電輸出提高是345kV後
才衍生出超高壓變電所這個名詞，就是避免與一次變電所混淆，而配電變電所是直接跨越多個層級
由高壓直接降到配電等級的低壓進行供電，因為經過層層的變壓與傳輸電力下，一定會有電力損耗的情況發生
所以這樣的配置是可以簡化電力層級下，並且減少傳輸損耗。    


說到發電系統的電廠，本廠是火力發電廠，什麼是火力發電廠呢
只要它的燃料源是利用以下這三種所述及的，我們都可以稱為火力發電廠

也就是固態(如燃煤)液態(重油,輕柴油)氣態(天然氣)燃煤電廠如林口、台中火力電廠；燃油如北部的協和電廠；
天然氣當燃料者為大潭、通霄、南部電廠等。這三種燃料共通點，可以算是石化燃料，算是地球上蘊藏的資源，
另外關於燃料燃燒方式，所謂燃燒就是劇烈的氧化作用，也是化學反應的一種。另外的共通點
，這樣燃燒的化學反應，都是依循著最大面積下反應，煤燃料部份，一定會有粉煤機這樣的裝置，
將進料煤磨成較細的粉狀進入燃燒室反應(因為不可能是整個煤材丟入燃燒室)燃油方式亦是如此，
將油盡可能霧化成微小液滴做燃燒反應，氣體燃料方面就不需這樣的處理，其實這些不然理解，
用簡單的高中物理化學或是國中理化的概念，反應物體積越小，代表反應接觸面積就會增加，
進而反應速度就會加快。
本廠是複循環電廠，詳細部份將在後續提及，稍微留意combined cycle這個詞，combine就是動詞結合的意思，
字尾加d變成過去分詞當形容次，修飾後面的名詞cycle，所以這個字必須注意用法。
在開關場設備部份，除了做161kV電力輸出外，廠內有另外降壓成69kV再輸出，並提供給煉鋼廠(建順)
此類的特高壓用戶使用，所以本廠不僅只是發電廠，同時也存在一次變電所。 

這一張圖是本廠的發電流程略圖，這個彩繪煙囪特別加註的原因是，在第一階段的通識教育中所學習的發電流程中，
常將HRSG誤認成高煙囪，後續在第二階段的值班見習詢問值班主任後才釐清這樣的錯誤概念，因此在日後的報告上提及流程圖
，就會特別地加註這個彩繪的高煙囪，在過去通霄電廠的氣渦輪機曾使用燃油的方式發電，
但是只要是燃煤及燃油都一定會產生SOx，即為硫氧化物，也就是形成酸雨的成份之一；
為了將這樣的化學物質加以稀釋(dilute)下，所以排放煙囪的高度就加高，像目前南部電廠也是複循環電廠，
但是燃料為天然氣的情況下，天然氣成份就是碳/氫化合物，與氧結合後的燃燒反應下生產為二氧化碳與水蒸汽，
對環境的衝擊並不會很大，自然而然排放的煙囪高度也無需設計到高處。
發電流程就概略的解說，自進氣室引入空氣，進入壓縮機加壓成高壓空氣，並導引至燃燒室與燃料混合後燃燒，
產生高壓高溫的熱燃氣後，引入至氣渦輪機推動轉子葉片，並帶動連軸的發電機產生電力，進入變壓器
(在圖中因篇幅關係僅繪製主變壓器，將發電機13.8kV升壓至161kV)經由開關場再藉由架空鐵塔輸送電力，
在氣渦輪機發電這一段為單循環。接著另一個發電是由HRSG與蒸汽輪機負責，利用氣渦輪機作功完成後的高溫排放燃氣
，使用HRSG(熱回收鍋爐)收集熱量並加熱各層爐管水，產生飽和與過熱蒸汽推動蒸汽輪機，
在這需要留意的就是廠內機組依設計規格而有所差異，部份蒸汽輪機僅只使用過熱蒸汽當轉子葉片推動來源，
也有些機組是飽和蒸汽與過熱蒸汽並行使用，推動高低壓段轉子，當轉子轉動後也同時帶動連軸的發電機產生電力
，並由主變壓器再經由開關場輸送電力，廠內的另一種變壓器為輔助變壓器
，自發電機輸出端13.8kV降壓為4.16kV提供廠內輔機或高壓馬達、泵浦所使用。 

說到複循環，來講一下它的特點。其中第一點，建廠時間較短的原因是，機組在國外製造商幾乎都以組裝成型，就如Package Type般，
運送到本國安裝時就等於是拼湊所有模組並且定位完成，接著實行試運轉作業，而不是在建廠過程中從無到有一個個零組件安裝至完成
，所以在建置時間是相當快的。第二點分為二階段施工，在完成第一段氣渦輪機裝設後就可以開始先行發電，這個時間短則6個月，
長則8個月到一年內可以完成，如果以天然氣當燃料的方式一定是讓成本大增，但至少在電力調度需求下，仍可以藉由氣渦輪機提供電力。
第三點最大的優點就是電力調度單位，因為起停負載控制的速度優勢性能，等同電力隨傳隨到；第四點其實跟第二點很相似，
在鍋爐系統有任何的故障而無法短期排除下，廠內仍可使用單循環(氣渦輪機)發電方式持續提供電力，最後一點，使用天然氣當燃料，並不像燃煤、油的方式產生硫氧化物，而只有二氧化碳與水，對環境的衝擊可以大幅減低。  


再來說到複循環發電中最重要的核心，也就是熱回收鍋爐HRSG，在這一部份以#1,#2機做概略的管路流程介紹，
在HRSG部份就分列以下幾項主要設備，各層爐管，接受高溫排氣並加熱爐管內的水使其成為可作功推動蒸汽輪機之蒸汽
，汽水鼓與閃化槽，閃化槽是利用減壓閥類的裝置，讓水(的沸點降低而產生更多的飽和蒸汽，在生活實例上如在高山地區
，因為壓力驟減下，如果使用瓦斯爐或是生火的方式煮開水，在不到沸點的溫度下開水就會沸騰。飼水槽與除氧器
，從定義上可以瞭解飼水槽是貯存爐管用水，而除氧器利用加熱並除去不凝結氣體
(水中溶解之氣體會因熱量下，讓氣體分子產生高動能而脫離液體而逸散)，這些氣體多數為氧氣成份，所以因此而命名之。
再者就是負責輸送這些工作流體的重要設備，也就是循環泵浦，在#1,#2機定義其中一種泵浦為DASSH PUMP，它的全名就如投影片中所示，針對低壓省煤器提供與輸送爐管水至此的泵浦。 



http://www.youtube.com/watch?v=LvWkqEEmoGg&feature=youtu.be
HRSG流程圖 (動畫檔)  

在這一張動畫效果的投影片上，展示HRSG以及蒸汽輪機的管路流程，在運轉過程中這些都是持續循環不斷地，
氣渦輪機的高溫排氣導入至熱回收鍋爐，爐管飼水的流動，各爐管層由低至高做熱交換並吸收廢熱，
產生飽和蒸汽與過熱蒸汽，推動汽輪機轉子葉片作功，接續再回至冷凝器再形成水，利用冷凝水循環泵輸送至除氧器，
再回至飼水槽。其中可以看見連接至蒸汽輪機的二段旁路，當機組起停以及蒸汽條件無法達成規格下，
就會直接導引至冷凝器。另外蒸汽輪機在運作上，前段與後段轉子的壓力不同，前段高於後段的壓力，
保持著負壓狀態運作著，這個原因在冷凝器上，我們可以理解水有三態，固態液態與氣態，
而鍋爐中的水只存在液態與氣態這二相，在這不同的相態中也有不同的密度與體積，
當水蒸汽接受熱交換而冷凝成水的過程中，其體積就會瞬間縮小，在這過程中的空間產生類似真空的狀態，
所以對後段轉子來說其壓力是低於前段的，冷凝器的效果越佳，冷凝的效果就會越好
，等同作功完成的蒸汽會迅速成為液態，真空度也會更高。另外提到一點，許多的工作泵浦或輔機的設計
為多重配置，這就是應用到備援運作(Redundant)的概念；當運作中發生異常，為使整個電廠運作不被中斷下，可切換至備援設備，在我們電廠的控制系統設計概念亦是如此 


前幾張投影片說述及的複循環，其實就是結合熱力學理論中二個典型的熱力循環，也就是Brayton循環以及Rankine循環
，其實在圖上的循環都是以理想狀態做考量，我們在年輕的時候所接受的教育，就是先瞭解理想情況，
隨著年齡增長以及接受更高層的教育後，才知道現實的殘酷，根本就不存在理想情況，所以研究領域不斷創新研發，
就是為了讓非理想的情況趨近於理想。首先講到Brayton循環部份，右上方為T-S圖(溫度-熵)，
左下方就是對應的氣渦輪機運作過程。在T-S圖上可以清楚看到四個過程與對應的設備運作流程，1-2過程空氣被壓縮
，本來空氣分子間都是較寬鬆的距離，因為被壓縮下分子距離變短了，接著2-3引入燃燒室，分子間被壓縮到短距下
，又接受外界的高溫，高溫會讓整個氣體分子擁有動能，所以就會想要動，也就是分子間的距離會加大，
但是在燃燒室這種侷限空間下是沒辦法的，3-4之間將熱燃氣導入至氣渦輪機，這些被壓縮且被加熱的氣體分子
有了個釋放壓力的管道，所以就做有限度的膨脹，因而推動的轉子葉片，用簡單的理化概念可以解釋這些運作情況
，接著看Rankine循環，它也是類似的，只是工作介質不同，一個是被燃燒後的熱空氣、另一者為水，另一個不同點在
，熱空氣並沒有相態間的變化，而水會有相態變化，由液體變成蒸汽，蒸汽又可分為濕蒸汽(含有水份的飽和蒸汽)
以及乾蒸汽(過熱蒸汽)。所以在Rankine循環並不是四個過程，有幾段流程是相變化的過程所致，說到相異處外，
它的相同處是T-S圖上有二段垂直線，對Brayton是空氣被壓縮，對Rankine而言是水被泵浦加壓而輸送
，另外就是都有膨脹作功的情況。在這二個圖中可以透露一個概念，以Brayton循環為例，這四個過程所圍繞的面積就是能量
，對熱力學來說能量的單位常以Cal/kCal做為代表，而1Cal就等於4.18J(焦耳)，熵的定義其單位為(卡/絕對溫度)
，T-S圖縱軸為溫度，所以Brayton循環這四個過程所圍繞的面積，簡化成一個矩形下，利用橫邊與縱邊的乘積後，這個數值就是能量，代表這圍繞的面積就是能量單位，進而推展就是熱效率以及發電量。 



從前面介紹後，對熱力學這二個循環應該有不同的理解與感受；這些循環中可以進一步去解釋電廠設備與運作狀況的正常與否
，講一個在電廠中常見的實例，猶記在今年機組值班實習於#1,#2,#3機控制室中，機組接受調度命令全部起動
，且當時的氣溫是相當低，這種情況可以用熱力循環來解決。其實要提昇發電量與熱效率，最直觀的就是提高氣渦輪機燃燒溫度
，雖然需要付出一些燃料成本，但產出的發電量是相當可觀的，前提是必須考量設備(氣渦輪機葉片)的耐熱性，
以及排放廢熱中NOx生成(氮氧化物，與燃燒溫度有關)的濃度增加問題。另一項可以改變的地方，就是外界溫度，
對Brayton循環中，1-4過程就是外界溫度，當溫度越低下就多出這些面積(如塗色區塊顯示)，也就是多出了額外的發電量；
相同地推展到Rankine循環下，排氣溫度越高也會增加熱效率，另一個就是外界溫度低時，等同冷凝器中所使用的海水溫度也會降低
，因此整個5-8過程的特性線就會下移，也就是多出了額外的發電量，但是這並不代表可以無止盡讓外界溫度降越低
，因為7-8之間的膨脹作功，當溫度越低時，原本的過熱蒸汽(乾蒸汽區)就會落入濕蒸汽區，代表作功蒸汽內的含水份將增加
，對高速運轉的汽輪機轉子葉片而言，是相當大的損害，可能會造成葉片沖蝕現象進而減損葉片使用壽命，所以這是個trade-off(權衡問題)，想要達成某項結果卻可能會犧牲掉其它東西。 

 講到電氣相關設備，這幾張圖片都是電力系統中單線圖，所謂單線圖就是以簡馭繁，一條輸電線就代表三條線路，也就是RST三相
，如此對識讀電氣圖面者較方便外(若三相的線路全部畫在一張圖上會相當複雜)，另外對繪製電氣圖面者也可以更迅速的製作。
第一個說到廠內的變壓器，變壓器分為高壓與低壓側，也可以說是一次側或二次側，廠內有一對一型也有二對一(三繞組)型，
對二對一型的來說可靈活使用，當一台發電機故障或是需要維修的情況下，還可透過另一組發電機持續運作並進行變壓。
再者提及併聯、解聯這個字詞的定義，看下一張圖是以#4機控制室電力系統圖面，抽取部份線路繪製而成的簡圖，
這二個字詞代表開關的投入或是打開，而這裡所說的開關就叫做斷路器(CB Circuit Breaker)，依照電氣特性(如電壓等級)
或使用環境下而有所不同的種類，其中在廠內氣渦輪機的發電機以及汽輪機的發電機併/解聯的斷路器位置不同。
汽輪機部份的發電機是由高壓側(在變壓器二次側後)的斷路器控制，而氣渦輪機為變壓器一次側前的斷路器，
簡單來說，一個控制併/解聯斷路器就是在還沒變壓前，一個是在變壓後。為什麼會有這樣的區別呢，
因為氣渦輪機的發電端，還有許多的輔機設備或是更低壓用電的設備需要使用，一旦將CB設定在高壓側下，
當發電機異常或是整組氣渦輪機未運作的情況下，等同這些低壓用電的輔機(4.16kV,480V)全數無電可用，
所以設定在低壓側時，氣渦輪機一旦失去發電的能力下，直接由161kV電網輸送電力，並由主變壓器及輔助變壓器降壓，
提供輔機設備(油泵/泵浦/慢車機構等)所需用電以維持其運作。所以從這些圖面可以知道，變壓器是可以雙向運作的，而非僅只是升壓… 




最後一個主題是控制系統，講到電廠自動化，以電廠的控制系統來說，最重要的就是做到人機安全這一項
，除了可以避免人為操作失誤外，另外可透過多重的設定或是內鎖機制(Interlock)防止機械運作的異常。
因為實習內容相當的多，僅以一些簡單的控制概論介紹電廠所應用。主要分為開關式控制以及調節式控制
，開關式控制的概念如下
a.連鎖保護 – 同時必須完成所有條件才可以運作輸出，如鍋爐用的泵浦，控制閥的信號是否正確
，汽水鼓或是鍋爐的水位條件等都必須同時滿足，才能起動泵浦。

b.邏輯順序控制，必須先滿足第一個條件後，依序完成後續的條件，這之中就是一直做邏輯的判定
，完成後才可輸出。

調節式控制，又可稱為閉迴路控制，所謂閉迴路就是代表有輸出後回授信號做比較、修正的作用，
並希望將輸出達到設定需求，減少誤差，如附圖中就是個很簡易的溫控系統，我們想要控制的變數就是水溫
，而直接控制(被操縱變數)就是蒸汽流量，水溫監控值由傳送器將類比信號轉為數位信號回饋至控制器
，控制器可以是P/PI(比例/比例-積分)等控制器，並進行修正與調整，由操作人員使用手動或自動控制的方式
設定理想輸出值，所以隨著科技的演進，結合電腦技術的進展，讓整個控制系統更加彈性與靈活應用，大大降低人力成本與增進工作效能。 


就在講到這段時間的時候，底下的計時人員按下第二聲鈴，沒想到我這樣講了15分鐘，接著用比較簡短的結語
來做這次報告的收尾   


 
我覺得台電是個蠻照顧員工的公司，至少現階段我是如此認為，綿密的半年教育訓練制度
並且不時的提醒工作上的安全，而我未來的工作與職涯規劃就如下，好好在專業領域上研究並且能夠獨當一面
再者利用機會增進自己的外語能力，以及為了實踐過去未完成的目標，我想再一次從零開始
挑戰碩士班與重返校園，並取得碩士學位，如果可以的話我想再考幾張與工作相關的證照
以上就是我的實習期滿報告，謝謝各位...

當說下這句話時，也是我自半年實習生活、以及數不完的報告下解脫的開始，在席聆聽的各級長官及新進同仁
給予我最大的支持與掌聲，我心中這塊石頭也就此卸下
很反常的，我在此之中體驗到我自己的改變，我居然不會怯場或結巴了，多虧這次上台實習報告之賜
我的上台恐懼症就此不藥而癒，這應該是我最大的成長與這次實習生活的收穫吧！

接著，我預期的Q&A時間到來了，而且時間還很長....XD  (待續)