原。程

鍋爐及壓力容器概要

經歷

n         台灣鐵路管理局工務員

n         台灣鐵路管理局地下鐵工程處工程司

n         高雄市政府環保局中、南區資源回收廠

n         高雄市政府環保局廢管科

n         中華民國工業安全衛生協會講師

前言

鍋爐係各類工廠運作的原動力,舉凡化工廠、鋼鐵廠、食品廠
、紡織廠、鑄造廠、鍛造廠等需使用蒸氣或熱能的地方,甚至
汽電共生之發電廠亦使用鍋爐,可見它是產業界的心臟。

然而鍋爐本身是一種高溫、高壓極端危險的設備,因而在設計
上或操作上若稍有疏忽,不僅會有發生爆裂等重大災害,亦會引
發各類型公害的產生。

因此對於身負鍋爐操作及管理重任之人員,除應以運轉安全為
第一要務外，對於鍋爐之維護、燃燒方法、用水處理方法等
之相關知識，均須多加學習，以免在操作管理上發生無可挽
救之重大錯誤。

熱與蒸汽

t℃=(t℉-32) ÷1.8

t℉= t℃*1.8+32

何謂氣壓？

氣壓:大氣作用於地球表面的壓力,大約等於1㎏/c㎡稱為1氣壓。

1標準(大)氣壓(1atm)？

1標準(大)氣壓:在溫度0℃時，高度760mm之水銀柱的重量作
用於其底部的壓力，叫做1標準氣壓(1atm)，
相當於1.033 ㎏/c㎡。

錶壓力:壓力錶所指示的壓力

絕對壓力:將錶壓力加上大氣壓力

水頭壓力:指的是熱水鍋爐的壓力，是以某種高度的靜水柱
作用於其底部單位面積之壓力為單位，以水柱高度來表示
者，水頭壓10m相當於1 1㎏/c㎡(可預估泵浦揚程所需之馬
力規格)

EX:有一台5HP之給水泵浦，要將流量800L/Min的水送至30M
高之水塔，是問該泵浦之HP是否足夠?

ANS:水頭壓每10米水壓1Kg/cm2, 所以水頭壓= 3 Kg/cm2.

    5HP = 3.7KW/Hr    

    800L/min =800/60公斤/秒=13.333公斤/秒

    (水的比重1，重油比重1.22) 

     P = MGH = 13.333公斤/秒 x 9.8 米/秒平方 x 30 米
     ≒3920焦耳/秒≒3920瓦≒5.25HP>5HP

    該給水泵浦馬力不足以將水送至30M高之水塔

※   焦耳的定義是 1 千克·米平方/每秒平方

   1J=1W.S

u       飽和溫度:當水溫達到相當於該壓力之一定溫度時，
溫度停止上升而開始沸騰，這時的溫度叫做該壓力下
之飽和溫度。

u       飽和水:飽和溫度的水叫做飽和水。

u       飽和蒸汽:對密閉容器內的飽和水繼續加熱時，就會
再度開始沸騰，在容器內就會有蒸汽與飽和水共存
現象，此時的蒸汽叫做飽和蒸汽。

u       過熱蒸汽:在相同壓力下，飽和蒸汽再予加熱時，溫
度會繼續上升，如此，比飽和溫度更高溫度之蒸汽，
叫做過熱蒸汽。

鍋爐的分類

1.圓桶鍋爐(1)豎型鍋爐(2)爐桶鍋爐
                  (3)煙管鍋爐:內、外燃式鍋爐(4)爐桶煙管鍋爐

2.水管鍋爐(1)自然循環式(2)強制循環式(3)貫流式

   自然循環式:適用於低壓，利用低壓時蒸汽與水的比重
                       差較大做循環

   強制循環式:適用於高壓，高壓時蒸汽與水的比重差較小
                       ，無法做自然循環，故須利用循環泵浦強制
                        驅動

   貫流式:係利用給水泵浦由一端送水，順次貫流經過預熱
                部(節熱器或節煤器)、蒸發部、過熱部，再由另
               一端取出蒸汽稱之

3.鑄鐵鍋爐

4.特殊鍋爐(EX:流體化床鍋爐)

5.熱媒鍋爐

熱媒油大致可分為

1.礦物型熱媒油

2.重烷基苯型熱媒油

3.合成型熱媒油(二甲苯基醚DIPHYL DT、氫化

  三聯苯DIPHYL THT、聯苯.聯苯醚DIPHY)

焚化廠鍋爐運作流程

垃圾焚化系統

焚化廠垃圾焚化(燃燒)原理

燃燒效率(Combustion efficiency)：

CE＝〔CO2〕/﹛〔CO〕＋〔CO2〕﹜ ×100﹪

廢棄物焚化後廢氣中〔CO〕濃度愈低，則燃燒效率愈高

著名的焚化“三T原理” (提高燃燒效率)

增加廢棄物或廢氣停留時間（Time）

增加爐內擾動（Turbulence）

提高操作溫度（Temperature）   

廢熱回收鍋爐

焚化廠廢熱回收鍋爐－汽鼓、第二煙道、過熱器、蒸發器及
節熱器

汽鼓、第二煙道、過熱器、蒸發器及節熱器之功用及設備配
置（1/2）

汽鼓功用：貯存壓力為40kg/cm2之飽和鍋爐水，並使高溫廢
氣汽加熱後之飽和鍋爐水進行汽水分離。

第二煙道功用：由水牆管所組成；汽鼓鍋爐水流入第二煙道
水牆管，與由爐膛流入第二煙道之高溫廢氣進行熱交換，加
熱水牆管內之鍋爐水。

過熱器功用：由過熱管所組成；汽鼓汽水分離之40kg/cm2飽
和蒸汽（約250℃），流入過熱器過熱管後，將蒸氣加熱至
400℃過熱蒸汽，以推動汽輪機發電機轉動及發電。

汽鼓、第二煙道、過熱器、蒸發器及節熱器之功用及設備配
置（2/2）

蒸發器功用：由蒸發管所組成；汽鼓鍋爐水流入蒸發器後，
與第二煙道流出之高溫廢氣進行熱交換，加熱鍋爐水產生飽
和蒸汽，再流回汽鼓汽水分離。

節熱器功用：由爐管所組成； 由鍋爐飼水供應之65℃鍋爐水
流入節熱器後，與過熱器流出之高溫廢氣進行熱交換，加熱
鍋爐水至200℃左右，再流入汽鼓。

吹灰器功用：利用過熱蒸汽定時將過熱器及節熱器爐管之積
灰吹除，以提高熱傳效率。

壓力容器簡介

何謂壓力容器?

壓力容器係指內部儲存超越大氣壓力之氣體或液體之容器。
其與鍋爐不同之處，在於鍋爐之任務係將自身所發生之蒸氣
供給其他之用，而壓力容器則自他處接受蒸氣或熱煤，或將
所發生之蒸氣供自身進行內容物之加熱、反應或儲存高溫壓
力液體為任務。

因此，壓力容器之構造，通常係由1.容器本體2.作業用流體
供應或排出之管路3.所必要之配件(例如：電磁閥、安全閥
、逆止閥等…)所構成。

壓力容器可分為第一類、第二類二種壓力容器及小型壓力容
器:

(一)第一種壓力容器:

1.接受外來之蒸汽或其他熱媒來源或使在容器內產生蒸汽加
熱固體或液體的容器，且容器內之壓力超過一大氣壓者(1大
氣壓=1.033kg/cm2).例如熱交換器、蒸煮鍋、殺菌鍋等。

2.由於容器內介質之核子反應、化學反應，或其他反應而產
生蒸汽之容器，且其容器之壓力超過大氣壓者，例如反應鍋
(塔)、分餾器(利用各物質的沸點不同而加以分餾出單獨的物
質)等。

3.為分離容器內物體之液體成分，而加熱該物體，使產生蒸
汽之容器，且容器內之壓力超過大氣壓者。例如蒸發鍋、蒸
餾鍋(塔)(利用蒸汽而分離物體中之液體成分)、萃取塔(

1. 在一液體或固體物料中加入某種溶劑，將其中的可溶性溶
質分離之操作，稱為萃取。

2. 當萃取的對象為固體時，稱為固液萃取，或稱為瀝取。

3.當萃取的對象為液體時稱為液液萃取.

4. 瀝取與過濾操作中的洗滌相似，但一般瀝取旳目的在提取
固體中有用的物質，而洗滌之目的則相反。

5. 液液萃取旳功能與蒸餾相似，都是使液體混合物分離的操
作，但下列三種情況較適合萃取：(1) 混合物具低揮發性
（高沸點) (2)        共沸現象(3) 具溫度敏感性)、蒸發塔、穩
定塔、汽提塔等。
 4.保存溫度超過其在大氣壓下沸點之液體之容器。

 (二)第二種壓力容器：

容器內存有壓縮氣體超過一大氣壓之壓縮氣體容器，而且合
乎下列條件之一者:

1.氣體壓力在2kg/cm2以上，且內容積在0.04M3以上者。

2.氣體壓力在2kg/cm2以上，容器之內徑在200mm以上，且其
長度在1000mm以上者。

(三)小型壓力容器：

依照內政部頒訂的「鍋爐及壓力容器安全規則」第五條規定
，合乎下列條件的第一種壓力容   器稱為小型壓力容器:

1.使用壓力在lkg/cm2以下，且內容積在0.2M3以下者，或是其
內徑在500mm以下，且長度在1000mm以下者。

2.最高使用壓力(kg/cm2，)乘上內容積(M3)在0.2以下者。

壓力容器有哪些?

(一)固定性壓力容器:

1.熱交換器：進行水、油、作業用流體等之加熱或冷卻者。

2.蒸 煮 器：供作造紙、釀造、食品等原料之熱處理者。

3.精 練 器：供作除去纖維等所含之不純物質者。

4.染 色 器：供作纖維等染色之用者。

5.消毒(滅菌)器：供作醫療器具、食器類消毒之用者。                                  
6.加 硫 器：供作橡膠加硫以改變性質者。

7.高壓反應鍋：供油脂、藥品等之加熱、攪拌同時進行化學
反應者。

8.反應器：供作石油、乙醇、氨等進行化學反應者。     

9.蒸 餾 器：將溶液之成分蒸發進行分離、凝縮者。

10.熱水回收槽(flash tank)：供作鍋爐之連續排水等之熱回收。

11.脫氣槽(器)：供作鍋爐用水等之溶存氣體之脫氣者。                

12.液化氣儲槽(球型、豎(立)型、臥(橫)型等)：貯存超過大氣
壓下沸點溫度之液體者。

(二)移動性壓力容器:

1.船舶油輪。

2.鐵路貨罐車。

3.運油卡車、貨罐卡車。

4.可搬移性壓力容器：包含500公升以上的大型容器，5～500
公升的中型容器，5公升以下的小型容器。