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封面故事

港口邊的短暫停留 直擊燃煤電廠的卸煤作業

我國燃煤仰賴國外進口,全由煤輪船運輸飄洋過海來到臺灣,透過林口、台中、興達及大林4座發電廠卸煤碼頭的卸煤作業,傳輸帶上一顆顆黝黑發亮的煤炭,到儲煤場或室內煤倉,等待燃燒自己的最後一哩路。

碼頭邊海風吹拂之下,煤輪必須在排定的時間內完成卸煤作業,確保存量足以供應機組穩定發電,在台電同仁的努力下,每一顆卸下的燃煤,都有屬於它們的發電故事。

台中發電廠卸煤碼頭作業情形

林口發電廠卸煤碼頭

從火車陸運到海上密閉式輸儲

林口發電廠大樓裡的會議室,展示櫃裡擺放著一個由退役桃林鐵路枕木所製成的運煤火車模型,林口發電廠朱記民廠長特地將展示櫃的透明罩移開,霎時一股溫潤舒緩的香氣撲鼻而來,原來,這塊拋光過的枕木,正是香氣怡人的檜木。這塊檜木,刻劃著林口發電廠45年的輸煤歷史。

燃煤電廠的環保新標竿

桃林鐵路的枕木,見證林口發電廠的輸煤歷史。
氣浮式皮帶機將燃煤直接由港區輸送至煤倉。
經過明亮乾淨且通風的地下廊道,將煤倉內煤炭送入廠內鍋爐燃燒。

桃林鐵路在2012年12月31日開出最後一班運煤列車,正式結束了林口發電廠「陸運輸煤」的歷史,而林口發電廠舊機組也在2014年8月31日除役時,露天煤場走入歷史。取而代之的,是一系列環保化、智慧化的輸煤系統─專用卸煤碼頭及密閉式輸儲煤系統,讓林口發電廠轉型成為「看不見煤的環保新電廠」。
林口發電廠超超臨界的新燃煤機組自2015年底起陸續加入電力調度的行列,每部機組每天約需燒煤0.7萬噸,為了讓卸煤作業更順利,降低裝卸運輸對鄰近地區的影響,卸煤碼頭於2011年開始動工。
卸煤碼頭的興建,面臨林口地區夏有颱風、冬有季風及泥岩地質的嚴苛挑戰,除了使用沉箱代替傳統的基樁,更須克服防坡堤基底22公尺的水深,歷經千辛萬苦,發揮團隊精神,最終成功打造出台電最現代化的卸煤碼頭。燃煤入倉作業由碼頭為起點,經過約2公里的傳統式與氣浮式等密閉輸送帶,運輸至筒式煤倉(Coal Silo)儲存。
林口發電廠配置的10座筒式煤倉,每座煤倉可儲存7萬噸燃煤,總儲存量達70萬噸,能提供未來3部發電機組運轉所需的燃煤,並可儲備超過30天的安全存量。
儲存的煤炭可視發電機組的需求進行調度,從煤倉運輸到發電機組的出倉段,其中一段利用地下輸煤廊道輸送。地下廊道照明充足而且乾淨通風,整潔明亮的感覺與一般地下停車場無異,密閉式的運煤輸送帶,將燃煤的運輸完整包覆,送入廠內日用煤倉、磨煤機,最後才進入鍋爐燃燒。
林口發電廠儲運組蘇秋琪經理說明:「氣浮式皮帶機和傳統滾輪式皮帶機的差別,在於燃煤的運輸過程中,輸煤皮帶支撐使用空氣膜替代滾輪,運轉平穩且摩擦較小,大幅降低噪音及煤屑的產生。」這一段看不見燃煤,也看不見散落的細沙煤粉旅程,顯見林口發電廠運煤作業的潔淨與環保。
林口發電廠的筒式煤倉,內部直徑僅46公尺,占地面積相對小,容易進行儲煤、配煤的作業。燃煤放置在相對穩定的室內環境,可免去晴天揚塵、雨天煤材流失的困擾。然而,煤炭若持續堆疊,底層溫度容易升高。為了避免發生悶燒事件,各煤倉溫度的調節、可燃氣體如甲烷(CH4)及一氧化碳(CO)濃度的偵測,對於相關數據的監控,都在廠區同仁的掌握之中,遇有異常狀況,也能遵循SOP即時排除。
朱記民廠長表示:「透過24小時收集的煤倉內部資料,回報到廠內進行整理,這些資料加以分析,就是最精華的大數據資料。林口發電廠目前為單燒澳洲煤,未來將會引入印尼煤,期間獲得之數據不僅可運用在存放印尼煤的煤倉管理,更可完整的複製經驗,提供他廠參考。」

卸煤作業是難以預知的挑戰


進入燃煤電廠,卻完全不見煤炭的身影,正好奇著燃煤的來源,蘇經理帶領著採訪人員,前往「看得見煤的國度」。搭著公務車來到國境之外的林口卸煤碼頭管制區,現場領班李永利要大家跟緊腳步,爬上高達5層樓的斗升式卸煤機操作區。
空曠地帶且加上海風的吹拂,光是扶著欄杆行走,瞬間吹來的側風就差點讓人站不住腳。「今天的風速還在黃燈區,風不是最大,但可以作業。」蘇經理指著風速燈號說。
來到狹長型的操作員室,操作員前方與腳下的透明玻璃,正好可從高空俯視著船上的煤艙。隨著卸煤機的取煤運作,煤艙中央呈現如流沙一般的凹陷。李領班表示這艘船運載的煤偏乾,卸載作業相當順利。
他回憶起去年夏天,供電吃緊,又逢煤倉進行維修調整,庫存燃煤量幾乎用罄,若當時的卸煤作業不順暢,機組即將面臨無煤可燒的窘境,極可能影響電力的調度。無奈天不從人願,當天卸煤船隻運載的煤,質料濕,且天候不佳,是最不利於斗升式卸煤機的卸煤情境。
「濕黏的煤炭導致下游輸煤皮帶機設備堵塞,加上碼頭上的2臺卸煤機輪流故障,人員才修復1臺,就必須立刻搶修另外一臺卸煤機,片刻不得休息。」李領班說道。
朱廠長補充:「林口發電廠負責供應基載用電,7月是全臺供電最緊繃的時期,卸煤作業若不順利,電廠極有可能必須降載,電力的調度勢必會受到相當大的影響。」儘管這天是周日,電廠相關人員幾乎全員出動,在朱廠長坐鎮指揮、蘇經理現場調度,李領班及台電同仁作業們緊急的清通、即時修復之下,終使卸煤作業得以順利完成,持續機組供電。

台中發電廠卸煤碼頭

全天候忙碌的卸煤大港

臺中港102號碼頭,剛從澳洲運煤返臺的運煤輪船「電昌七號」正加快腳步進行卸煤作業,天藍色的抓斗式卸煤機在接近船尾的煤艙內工作,連續式卸煤機則在船頭處全力運轉,兩邊分工合作,要將9萬噸的煤炭在2天半內全數卸完,送往台中發電廠燃燒,以供應臺灣島上龐大的電力需求。
卸煤碼頭24小時不間斷運轉,卸煤機全速運作的同時,臺中港外海還有運煤船正排隊等待進港,這些運煤船有些是外籍煤輪,有些則是台電委外營運的船隊,船隻會開往澳洲、印尼、南非、俄羅斯、美國等地去載煤,再返回臺中港卸煤。

卸煤流程有賴一連串的全神貫注


登上高達10層樓的卸煤機,可以近距離觀察卸煤過程,台電操作員位於吊掛在卸煤機高處的操作室中,敏捷地移動抓斗進入船艙,抓起滿滿的煤炭,再移動到卸料槽上方,龐大的抓斗一鬆開,大量的黑灰色煤炭瞬間傾瀉而下,「唰唰唰」巨大聲響伴隨著揚起的煤塵,灑水系統立即噴出水霧,減少煤塵溢散。
煤炭卸料時會經過一層「過濾網」,去除礦物中的石塊與雜質,剩下的煤炭會落至輸送皮帶,部分煤炭直接送去煤倉,經拌煤及磨煤後,成為細緻的煤粉,再進入機組內燃燒發電,部分煤炭則透過堆取煤機送到煤場儲放,等待應用時機。
除了卸煤機來回地忙碌運作,港口邊還放置著幾臺挖土機,讓人十分好奇它們的用途為何?原來船艙內有些角落是抓斗碰觸不到的範圍,此時挖土機就派上用場了,當抓斗式卸煤機完成工作後,工作人員可以用挖土機將角落堆積的煤炭集中,再由卸煤機將所有的煤完全卸乾淨。等卸煤過程結束,運煤船起錨離開,工作人員會按照流程檢查卸煤機整體狀況,做例行的潤滑保養,準備迎接下一艘船進港,重複相同的卸煤流程。
至於抓斗式卸煤機與連續式卸煤機分別有何優缺點呢?前者的速度較快,每小時可卸2,000噸煤炭、加上結構簡單;維修較容易,後者每小時可卸1,800噸煤炭,又屬於精細的油壓式設備,維修保養較花時間,好處是揚塵較少,能降低污染,符合台電追求的環保趨勢。
台中發電廠譚振邦副廠長談及抓斗式卸煤機的優點,不僅機械構造簡單且適合處理各種煤質,特別是濕濘的煤。興達及林口發電廠因為機器的限制,面對質地較濕的燃煤,容易造成機組故障,此時台中發電廠的抓斗式卸煤機,便須擔負卸煤救援任務。面對此種燃煤,就必須先將燃煤抓取到碼頭面瀝乾水分,再將排出的水分引導入沉煤池中處理再利用。
濕濘的煤經過處理後仍可使用,最棘手的是黏性高的燃煤,因為在處理過程中容易阻塞運輸皮帶,每次同仁處理此類型燃煤,往往需花費大量精力清理皮帶,才能順利完成運煤及供電的排程。

卸煤操作員是空中的無名英雄

卸煤機操作員吊掛在左側約10層樓高的操作室內工作。
卸煤機卸下來的煤炭,經由輸送皮帶送往電廠。

冬季強勁的東北季風陣陣襲來,光是站在港口邊就能感受海風的威力,更遑論站在高達數十公尺的卸煤機上,而台電的卸煤操作員就得在如此艱困的環境中努力工作,吊掛在約7、8層樓高的小小操作室內,專心地操作卸煤機械。
為了達到最好的卸煤效率,台電人員一天輪3班進行卸煤作業,每班次工作8小時,一部機組由2位人員輪流操作,一個操作卸煤機時,另一個就去巡視機臺,看看是否有需要維修保養,卸煤船甲板上也會有1名船員協助留意卸煤狀況,三方合作才能確保工作流程順利不出錯。
曾擔任基層操作員10多年的課長柯國梁表示,吊掛在高空的長時間工作需要超乎常人的耐性與細心,尤其是操作抓斗式卸煤機時,動作必須輕巧精準,動作太粗魯可能會碰傷機械工具,甚至不慎造成船艙破損,那可就麻煩大了。
回憶起擔任操作員的時光,柯課長說最難忘的就是921大地震當晚,他剛好輪值晚班,操作卸煤機到一半,突然感覺劇烈的上下震動,接著左右搖晃,嚇得他當場說不出話。因為停電的緣故,他整晚都困在高空中下不來,只能默默面對漆黑的大地與海洋,每回餘震就隨著操作室在半空中搖晃,好不容易熬到天亮,終於等到碼頭值班主任及同仁帶著梯子來救援,順利把卸煤機作業人員接駁下來,結束最漫長的一夜驚魂。

興達發電廠卸煤碼頭

維繫光明的南臺灣海上長城

要維持發電廠順利運轉,燃料來源「煤炭」占了很大的因素,在興達發電廠楊仁和廠長、許家豪副廠長與燃料組溫富發經理的分享介紹下,興達發電廠獨特的卸、輸、儲煤方式一一映入眼簾。

室內煤倉「小巨蛋」 環保尖兵獲殊榮

興達發電廠宛如小巨蛋的4座室內煤倉。

在興發達電廠的4座室內煤倉尚未興建以前,4部燃煤機組全仰賴露天式煤場的煤料供應,但露天式煤場有先天性的缺失,因此每當連續性大雨時,溫全榮領班就會嚴加戒備,當滂沱雨水滲入質地鬆散的煤料,原本壓實的煤堆就容易崩落,而斷煤狀況又萬萬不可發生,因此每逢氣候惡劣的狀況下,時常因鬆軟煤堆跌倒或摔落溝渠,直到室內煤倉完工,分散了天氣影響的因素,同仁和露天式儲煤場的負擔才稍稍緩下。

為避免室外煤場儲煤因粉塵逸散對附近居民及魚塭造成影響,興達發電廠4座巨蛋型室內煤倉(DOME)於97年起正式營運,室內煤倉直徑120公尺、高度65公尺,被電廠的同仁暱稱為4座小巨蛋。室內煤倉加入營運後,幾乎終結了以往煤場就是污染源的刻板印象。


從外海棧橋碼頭連續螺旋式卸煤機(Continuous Ship Unloader, CSU)開始卸煤,經由棧橋輸煤皮帶運送煤至室內煤倉,全程輸煤皮帶採用密閉式輸送,避免因煤塵逸散而污染海洋及廠區,因此室內煤倉及棧橋式碼頭設計讓興達發電廠於2008年獲得「亞洲電力最佳環保電廠」之殊榮。

2010年5月11日,一場發生在燃煤輸送皮帶上的大火,讓時任作業領班的溫經理至今仍記憶猶新。當天,2條主要關係到燃煤機組運轉的輸煤皮帶發生嚴重火警,如持續延燒造成斷煤,機組就要緊急停機。興達發電廠又是南部地區重要的火力發電廠,遭逢緊急性停機是事態相當嚴重的停電事件。火警發生,溫經理與多位電廠同仁聞訊趕往現場搶救,所幸火警迅速在救援隊伍搶救下獲得控制,免於一場危難。

棧橋式碼頭 首重生態環境

在4座巨蛋型室內煤倉旁,細長的棧橋式卸煤碼頭是興達發電廠另一個獨樹一格的特色,這座臺灣第一座無遮蔽式外海構建的大型深水碼頭,是由一座長達2.19公里的架空式棧橋與輸煤皮帶組成,如大動脈般維繫著燃煤機組正常運轉。
當初之所以選擇棧橋式碼頭,而不做實心碼頭,主要為保護周邊茄萣地區的海岸線,因為興達發電廠附近屬於侵蝕型海岸,如果做了實心碼頭,海岸侵蝕或許將更為嚴重。棧橋式碼頭較不影響洋流與魚群的移動,不僅可維護生態環境,對當地漁民來說影響也較小,可說是真正的環保碼頭。

2010年3月16日電廠棧橋式卸煤碼頭順利啟用,取代早期因駁船碼頭浚深不足,須從大林發電廠煤場駁船載至舊卸煤碼頭卸煤的複雜輸送模式,大大降低電廠在煤炭儲運成本上的支出與儲煤風險。
不過許多事物總是無法十全十美,溫經理表示,正因為卸煤碼頭是棧橋式設計,使得它不具有抵禦湧浪的功能,尤其在夏季西南湧浪及颱風的季節,時常因波浪週期過長,龐大的卸煤船被湧浪帶著搖動,容易碰撞到碼頭,使卸煤作業風險變大,同仁更須全神貫注在每一個細節上。所幸經驗豐富的同仁,總能依靠專業及經驗,排除卸煤作業的困難,供應發電鍋爐源源不絕的煤炭。

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