國立勤益科技大學冷凍空調與能源系

國立勤益科技大學冷凍空調與能源系 汽電共生講師:謝桂平電話：0935-572471 E-mail：hkp@itri.org.tw 汽電共生進修學院98年度上學期

內容 1.發電的種類 2.鍋爐概論 3.汽電共生系統汽電共生進修學院98年度上學期

火力發電 核能動力發電水力發電柴油發電汽渦輪發電地熱發電風力發電太陽能發電海洋能發電生質能發電燃料電池發電發電的種類汽電共生進修學院98年度上學期

功與能及能量的轉變 本質上，[功]可以視為[能]之另一種型態。水往低處流-位能風的流動－動能溫度-熱能電子移動-電能化學變化－化學能太陽的光熱－太陽能核融合或核分解－核能 [能]從一型態轉變成另一型態，[能]之總合不變。汽電共生進修學院98年度上學期

功與能之互換計算 100kg之水在50m之高處所具有的[位能]，係以自50m處落下所作之[功]表示之。 EP=W=100(kg)*50(m)=5000[kg.m] 若採用公制之絕對單位(即C.G.S.制)時，[力]之單位使用dyne(達因)，長度單位使用cm(厘米)，則功之單位為[dyne.cm]，稱為爾格(erg)。汽電共生進修學院98年度上學期

功與能之互換計算 107ergs=1joule(焦耳)。在[熱能]與[功能]之轉換中常用之理論關係式： W=JQ 式中J為一換算係數，稱之為熱之功當量(mechanical equivalent of heat) J值由試驗得知，若功W以kg.m為單位，熱量Q以kcal(千卡)為單位，則J值為 J=427[kg.m/kcal] 即1kcal之熱量可轉換為427kg.m之功。汽電共生進修學院98年度上學期

功與能之互換計算 若功以kwh(千瓦小時)表示時，則 1kwh=860kcal 此一關係在火力發電廠熱效率計算中，及其重要。一般而言，功之完成均不涉及時間，但在實用上則須考慮作功之速率，亦即採用單位時間內所作之功為單位，稱為功率(power)。 (1)瓦特[Watt，簡寫W] (2)千瓦或瓩[kilowatt，簡寫kw] (3)馬力[horsepower簡寫HP] 汽電共生進修學院98年度上學期

功與能之互換計算 W；kW；及HP三者之換算關係如下： 1W=1joule/s 1kW=1000W=1.341HP=102kg.m/s 1HP=746W=76.2kg.m/s 一般在概略計算時，令1HP=3/4kW 汽電共生進修學院98年度上學期

水力發電 汽電共生進修學院98年度上學期

水力發電 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.taipower.com.tw/

火力發電 汽電共生進修學院98年度上學期

火力發電 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.taipower.com.tw/

核能發電 核能發電的原理與火力發電相似，核能發電是利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應時所產生的熱，將水加熱成高溫高壓的蒸汽，用以推動汽輪機，再帶動發電機發電。汽電共生進修學院98年度上學期

核能發電 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.taipower.com.tw/

台灣地區發電容量推移 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.taipower.com.tw/

台灣地區發電容量結構圖 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.taipower.com.tw/

台灣地區發電使用能源結構圖 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.taipower.com.tw/

風力發電 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.tande.com.tw/rn-whisper200-life.htm

台灣風力發電廠據點介紹 汽電共生進修學院98年度上學期

太陽能發電 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.windpower.com.tw/sys-integrate.htm

太陽光能應用範例 路燈計算機太陽能車衛星汽電共生進修學院98年度上學期

地熱發電 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://ge.tcivs.tc.edu.tw/training/kinds/terrestrial-heat.html

海洋能發電 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://ge.tcivs.tc.edu.tw/training/kinds/terrestrial-heat.html

生質能發電 生質能（biomass energy或bio-energy）是指利用生質物（biomass），經過轉換所獲得的可用能源，如電與熱。生質物泛指由生物產生的有機物質，例如： 1.牲畜糞便。2.農作物殘渣。3. 薪柴。4.製糖作物(乙醇)。5.城市垃圾。6.水生植物。7.種植能源作物(快速生長的林木；糖；澱粉…) 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://ge.tcivs.tc.edu.tw/training/kinds/terrestrial-heat.html

燃料電池發電 (PEMFC)質子交換薄膜式燃料電池化學效應汽電共生進修學院98年度上學期

燃料電池能量轉換效率高達70%左右 汽電共生進修學院98年度上學期

傳統火力發電與燃料電池發電示意圖 汽電共生進修學院98年度上學期

燃料電池發電特點 • 使用的燃料為氫 • 生成物為熱、電、水蒸氣 • 繼水力、火力、核能之後第四代發電裝置 • 直接能源轉換裝置 • 火力發電: 化學能=>熱能=>電能 • 燃料電池: 化學能=>電能 • 低噪音、環保有效率汽電共生進修學院98年度上學期

家庭應用燃料電池發電的實例 汽電共生進修學院98年度上學期

燃料電池的應用 汽電共生進修學院98年度上學期

這艘德國U型潛艇是高13公尺.長65公尺的黑色龐然大物，它具有2個柴油馬達和1個氫氣燃料電池這艘德國U型潛艇是高13公尺.長65公尺的黑色龐然大物，它具有2個柴油馬達和1個氫氣燃料電池汽電共生進修學院98年度上學期

鍋爐的定義 鍋爐的功能鍋爐的功用鍋爐的燃料鍋爐的規格鍋爐概論汽電共生進修學院98年度上學期

鍋爐的定義 廣泛的定義：將一流體加熱蒸發至一高壓及高溫的容器。可以用為發電；製程及加熱等等作用。此一流體可能為水；油；汞；或其他流體。汽電共生進修學院98年度上學期

鍋爐的功能 鍋爐的功能有二： 1.熱水：將水變為熱水，稱之為熱水鍋爐(Hot Water Boiler) 2.蒸氣：將水變為蒸氣，稱之為蒸氣鍋爐或蒸氣發生器(Steam Boiler or Steam Generator) 汽電共生進修學院98年度上學期

鍋爐的功用 1.熱水鍋爐，多用於家庭；學校；旅館等處，作為沐浴；洗滌；或暖氣之用。 2.蒸氣鍋爐，多用於蒸氣火車(目前已少見)；工廠；醫院；及動力廠等處。汽電共生進修學院98年度上學期

鍋爐的燃料 鍋爐係一種裝置或設備，將燃料因化學反應所產生的熱能(Heat Energy)，轉變為熱水或蒸氣。所用的燃料： 1.煤；木屑及蔗渣。 2.重油。 3.天然氣或瓦斯。註：亦有電氣加熱型鍋爐汽電共生進修學院98年度上學期

鍋爐的規格 鍋爐的外觀所給人的概念是以外型尺寸訂出其大小，這只是最<表相>的一種說法，而由於鍋爐是一種將燃料之[初級能源]轉換成[二次能源]之設備，其大小也就和其能源轉換的能力有極大的關係。一般有三種方式來表示鍋爐的規格，都是以鍋爐的<輸出>為著眼點： 1.蒸發量；溫度；壓力 2.加熱面積 3.鍋爐馬力汽電共生進修學院98年度上學期

初級能源 尚未加以轉化或轉換處理的能源，亦稱為[原始能源]。其形式有：㊀水力㊁固體燃料㊂液體燃料㊃氣體燃料㊄核能㊅太陽能㊆生質能㊇風能㊈海洋能㊉地熱能。二次能源亦稱[次級能源]或[衍生能源]。乃利用初級能源或其他二級能源加以轉換轉化或轉換處理的能源。 (以上注釋摘自能源局[能源詞彙]) 汽電共生進修學院98年度上學期

蒸發量；溫度；壓力 對蒸氣鍋爐而言，這是指其所能蒸發液體或蒸氣狀態之最大量。對熱水鍋爐而言，則是指其熱水流量。並同時標示其溫度及壓力。從一個鍋爐的規格銘牌所載之溫度；壓力及流量，就可知其有多<大>了，這是現今人們最常用的方式。汽電共生進修學院98年度上學期

加熱面積 鍋爐是一種熱交換器，使用其燃燒室內受熱面積的多寡；也能表示其能力，常用的單位是平方呎或平方公尺。但這是一般用的最少的表達方式，僅用在少數極具專業的人士。所以<加熱面積>常只被用在法規；契約或型錄中。丙級鍋爐操作技術人員：50m2以下乙級鍋爐操作技術人員：500m2以下甲級鍋爐操作技術人員：500m2以上汽電共生進修學院98年度上學期

鍋爐馬力 一鍋爐馬力相當於15.65kg/hr的水在100℃時轉變成100℃的乾飽和蒸氣所需之熱量，也就是相當於 33475BTU/hr或8435.7kcal/hr。而計算一個鍋爐之鍋爐馬力只要將單位時間內鍋爐水所吸收之熱量換算成鍋爐馬力即可。目前較常用Thermal Mega Watt(百萬瓦熱能) 鍋爐馬力=[蒸氣之熱焓(kcal/h)-鍋爐給水入口之熱焓(kcal/h)]/8435.7 汽電共生進修學院98年度上學期

臥式鍋爐 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.zuhow.com.tw/

立式鍋爐 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源： http://img.diytrade.com/cdimg/351579/1462366/0/1123555204.jpg

貫流式鍋爐 汽電共生進修學院98年度上學期資料來源：http://www.zuhow.com.tw/

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