地特三等申論題
108年
[環保行政] 空氣污染與噪音防制
第 一 題
📖 題組：
一座900 百萬瓦的燃煤發電廠，其燃燒釋放之熱能轉換為電能的效率為40%。若其燃燒之煤碳乾基熱值為 12,000 Btu/lb、濕基高位熱值為 11,600 Btu/lb、濕基低位熱值為 10,000 Btu/lb、含硫量為 2%（重量百分比）。試回答下列問題： [註]1 瓦特 = 3.413 Btu/小時；1 公噸 = 2,240 lb。燃煤的「二氧化硫」排放因子為 38S，其中 S = 煤含硫%（重量百分比），例如硫含量 1%，則燃燒每噸煤產生硫氧化物為 38×1 = 38 lb。 (一) 1 百萬瓦相當於多少 Btu/小時？ （5 分） (二)發出 1 百萬瓦的電力，每小時需要多少 Btu 的煤碳熱能？（5 分） (三)本題提供三種不同熱值，那一種是被本題目用來計算發電的熱值？（5 分） (四)試計算該燃煤電廠「二氧化硫」每日最大排放量（單位：lb/日）。（10 分）
一座900 百萬瓦的燃煤發電廠，其燃燒釋放之熱能轉換為電能的效率為40%。若其燃燒之煤碳乾基熱值為 12,000 Btu/lb、濕基高位熱值為 11,600 Btu/lb、濕基低位熱值為 10,000 Btu/lb、含硫量為 2%（重量百分比）。試回答下列問題： [註]1 瓦特 = 3.413 Btu/小時；1 公噸 = 2,240 lb。燃煤的「二氧化硫」排放因子為 38S，其中 S = 煤含硫%（重量百分比），例如硫含量 1%，則燃燒每噸煤產生硫氧化物為 38×1 = 38 lb。 (一) 1 百萬瓦相當於多少 Btu/小時？ （5 分） (二)發出 1 百萬瓦的電力，每小時需要多少 Btu 的煤碳熱能？（5 分） (三)本題提供三種不同熱值，那一種是被本題目用來計算發電的熱值？（5 分） (四)試計算該燃煤電廠「二氧化硫」每日最大排放量（單位：lb/日）。（10 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
1 百萬瓦相當於多少 Btu/小時？ （5 分）
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這題是單純的單位換算。先釐清「百萬瓦（MW）」的數量級（即10的6次方），再直接乘上題目提供的「1 瓦特 = 3.413 Btu/小時」轉換係數即可得出答案。
小題 (二)
發出 1 百萬瓦的電力，每小時需要多少 Btu 的煤碳熱能？（5 分）
思路引導 VIP
看到這題，首先回想能量轉換公式：輸入熱能 = 輸出電能 ÷ 轉換效率。先算出 1 百萬瓦對應的電能（Btu/hr），再除以題目給定的發電效率（40%），即可精確求得所需的煤炭熱能。
小題 (三)
本題提供三種不同熱值，那一種是被本題目用來計算發電的熱值？（5 分）
思路引導 VIP
遇到選擇熱值基準的問題，首先考慮電廠實際送入鍋爐的燃料狀態（通常含有水分，故為濕基）。其次，聯想台灣及多數國家在環保法規與火力發電工程的計算慣例，發電效率與輸入熱能通常是以「高位熱值（包含水蒸氣潛熱）」作為基準。
小題 (四)
試計算該燃煤電廠「二氧化硫」每日最大排放量（單位：lb/日）。（10 分）
思路引導 VIP
面對此類排放量推估題，首要步驟是「由後往前推」：先利用發電量與熱效率算出每日總熱能需求，接著選定符合實務狀態的熱值（通常為濕基高位熱值）算出每日耗煤量（需注意題目特別定義的單位轉換 1 公噸 = 2,240 lb），最後代入題目給定的排放因子公式求出最終的 SO2 最大排放量。