Page 27 - 台電月刊2023年6月號

炸，且傳統天然氣燃燒器直接進行混氫燃燒會有回火 的風險，加上氫火焰肉眼看不到等情況，因此實驗需 要經過特別規劃。」另外，也針對國際三大燃氣輪機 廠商—美國奇異、日本三菱重工、德國西門子能源的 燃氣輪機展開技術調查及研究，可提供台電不同廠家 之機組混氫技術導入之參考。 掌握混氫燃燒特性 降低燃氣混氫技術導入風險 小型燃氣混氫試驗係以天然氣混氫10、20及30 vol.%比例循序測試，並且發現到當氫的比例增加， 燃燒速度會明顯提升，這代表更要注意其安全性。 施教授研究團隊藉由高速高解析度攝影機記錄混 氫火焰的燃燒過程，研究天然氣混入不同比例氫之火 焰基礎燃燒特性，以掌握混氫燃燒可能的影響，有助 於降低混氫技術實際導入之風險。 另一項實驗設備「低氮氧化物弱漩渦流燃燒 器」，結構包含燃氣流量計、漩流器、漩流燃氣預混 燃燒器、燃氣防爆閥、空氣流量計及口徑五公分石英 玻璃管等組件所構成。施教授表示，藉由該設備可獲 得天然氣混氫的火焰可視化影像、定量量測溫度和氮 氧化物排放數據，以實驗室級的燃燒器，了解天然氣 混氫燃燒後的火焰型態、溫度和氮氧化物排放情形， 可作為台電未來混氫試驗的參考。 他說明，「燃燒產生的氮氧化物會隨著天然氣混 氫量的提高而增加，因此從現有弱漩渦流燃燒器技術 來看，混氫比例也不能太高，氮氧化物才可維持與混 燒前相同的水平;不僅如此，混氫量越高，其燃燒溫 度越高之特性，將有可能影響相關的燃燒器材質，也 是混氫須考量的重點之一;若要提高混氫量比例(超 過50 vol.%)或使用100 vol.%純氫燃料，則必須設計 新燃燒器，為未來研發重點之一。」 氫氣供應來源為關鍵 自產氫氣減少碳足跡 在討論混氫發電的同時，氫氣的生產、運輸及儲 存等考量亦是一大關鍵。施教授說，「目前氫氣主要 來源來自天然氣，產製過程的碳排放需進行碳捕集及 封存的規劃;未來導入各項再生能源後，可利用太陽 光電中午的多餘電力電解水生產氫氣，減少碳排放。 目前國內氫氣仰賴進口，長期來看要重視發展自產能 力減少碳足跡，才有助於淨零政策。」 燃氣混氫發電試驗 台電綜研所開跑 除了與中央大學合作進行小型混氫試驗，台電綜 合研究所(後簡稱綜研所)亦展開針對燃氣混氫的先 期研究。綜研所於去(111)年年底從美國 Capstone Green Energy 公司引進一部以天然氣為燃料，裝置容 量為 65 kW 的混氫型微氣渦輪機，原廠的設計即能進 中央大學機械系教授施聖洋，說明透過研究計畫掌握燃氣混氫燃燒 「弱漩渦流燃燒器」可透過觀測燃燒狀態，研究天然氣混氫燃燒後 特性。施教授背後即為研究火焰燃燒速度的「高溫高壓高紊流雙腔 的火焰型態、溫度和氮氧化物排放情形。 體十字型預混燃燒設備」。 TAIPOWER 25 No.726