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台電月刊興達電廠海外海卸煤碼頭~綠色發電廠 

一座燃煤火力發電廠的能量來源,就在於燃煤的供應,台電公司的燃煤來自國外,一個可以穩定卸煤的碼頭更顯重要。甫於民國99年3月16日正式啟用的興達發電廠「外海卸煤碼頭」,不僅取代了使用廿多年的舊駁船卸煤碼頭,傑出的工程表現,更得到96年度行政院公共工程委員會第八屆公共工程金質獎,及97年度中國工程師學會工程優良獎的肯定。

綿延深入海中的外海卸煤碼頭,穩定了興達發電廠的燃煤供應,每年更為台電公司節省下龐大的運煤成本,宛如一座海上長城,默默為台灣電力供應貢獻一己的力量。

 

■ 文/張立宇  編輯/日創社團隊  協助/核能火力發電工程處、發電處、興達發電廠、興達施工處

 

穩定輸煤,外海卸煤碼頭的新時代意義

很多人不知道,就在2008年,位於高雄縣永安鄉的興達火力發電廠才打敗了全亞洲50多個電廠,勇奪「亞洲電力獎2008年最佳環保電廠」金牌獎的肯定,這不僅是台灣之光,也讓興達發電廠成為亞洲各電廠的環保模範生。

相隔2年後,正式啟用的興達發電廠「外海卸煤碼頭」,再次為興達發電廠寫下紀錄,得到行政院公共工程金質獎等大獎的肯定。於是不禁令人想知道,究竟在興達發電廠發生了什麼事?卸煤碼頭的出現,又代表了怎樣的意義?抱著這樣的心情,我們特別選在有進口煤輪抵港的某天,決定前往一探究竟。

工程鬼斧神工,令人震撼

順著濱海公路,靠近興達發電廠所在的高雄縣永安鄉時,遠遠的,就能看到電廠高聳的煙囪直入天際。往海邊的方向望去,一條灰色的棧道筆直地往大海方向延伸出去,在大海映射的波光中,更顯出其不動如山的氣勢,也讓我們知道,此行的目的地已經到了。

 

台電月刊興達電廠海外海卸煤碼頭海上大橋~綠色發電廠 

圖:距離海平面17公尺的外海卸煤碼頭與接續聯絡棧橋構成筆直的海上大橋

在台電同仁的帶領下,我們走進電廠,用更近的距離欣賞卸煤碼頭。從電廠往西方外海望去,距離海平面17公尺的外海卸煤碼頭與接續的聯絡棧橋構成筆直的海上大橋,向外海延伸出去,2.19公里的長度,讓人幾乎看不見盡頭;位於棧橋下方,則有粗大的212支鋼管基樁以傾斜的角度插入海中,井然有序地排成一條筆直的大道;遠方的卸煤碼頭,兩座巨大的卸煤機宛如靈活的機器手臂般,正不停的朝停泊的煤輪挖掘船艙內的燃煤,整個鬼斧神工的畫面,只有在現場才能感受其震撼的滋味。

興達發電廠外海卸煤碼頭的出現,其重要性在於它是台灣第一座無遮蔽外海海域構建的大型深水碼頭,就算在國外都很少見。整個工程由台電公司主導,並在宇泰工程顧問公司設計、監造的合作下,以其創新的設計理念與施工方法,激發出令人讚嘆的成果,也證明了台電公司有能力主導這種海上大型碼頭的興建。

更重要的意義,在於卸煤碼頭提供了興達發電廠穩定的燃煤供應,環保的輸煤、儲煤方式,也延續了興達發電廠重視環保的精神,恰巧與興達發電廠得到亞洲電力獎的肯定,相互呼應。

卸煤碼頭穩定了供煤系統

很多人好奇,為何台電公司要花費84億元辦理「興達發電廠卸煤系統改善計畫」,關於這點,不得不從興達發電廠在民國71年第一部機組開始運轉的那個年代說起。

興達發電廠共有4部燃煤機組,總裝置容量為210萬瓩,全年燃用量約達600萬公噸。「煤」,可說是台電公司的「黑金」,靠著火力發電,帶動起電力經濟的發展,也支撐起台灣經濟不斷向上起飛。但台電的燃煤都由國外進口,怎樣將進口煤輪的燃煤送入電廠,就成為重要的課題。

台電月刊興達電廠海外海卸煤碼頭,卸煤機~綠色發電廠 

興達發電廠本身並無深水碼頭,以往煤輪必須先到高雄港大林#111專用碼頭卸煤,再以輸煤帶將煤送進大林儲煤場暫儲,之後以輸煤帶送到二港口的#112碼頭裝駁船,然後利用3艘萬噸級駁船轉運到24海哩外的興達發電廠駁船卸煤碼頭後,再經輸煤帶送進興達發電廠內使用。

萬噸級的駁船看似運量很大,但對平均每天就要燒掉1萬多公噸燃煤的興達發電廠來說,只能說是小巫見大巫,所以只要氣候狀況允許,都可見到之前負責運送燃煤的電火、運一號及電火、運二號等推駁船來來回回進出碼頭,雖然機動性高,但載運量仍略顯不足。

更重要的是,如此層層的卸煤、裝載、駁船轉運等工作,每年都要花費約4.7億元的支出,加以駁船在夏天因受西南氣流及颱風影響無法順利作業,致夏季期間運煤量不足約2040萬噸,必須仰賴冬季時進儲較多燃煤,而冬季因閒置燃煤衍生的利息同樣損失不貲,整體供煤成本非常不划算。

另外,從煤輪卸煤,到燃煤送進興達發電廠為止,得歷經好幾次卸載、轉運的過程,所花費的時間成本一樣不符經濟效益,因此不論在成本、效率等考量上,的確都到了需要重新改變的時候。

 

有鑑於此,台電公司於是在民國905月,推出了「興達發電廠卸煤系統改善計畫」,決定在外海2.19公里處,興建一個可以讓國際航線的大型煤輪直接靠卸的碼頭。此因大型煤輪航行需要一定的水深,離岸太近則海水深度不夠,迴旋空間有限,派人挖深近海海底沙土則成本高、效率差,因此在幾經考量下,才選定現址作為標的。

歷經兩年多的施工時間後,包含卸煤碼頭與聯絡棧橋的工程,終於在民國97415日完工,也讓這座海上長城,正式加入輸煤的行列中。

台電月刊興達電廠海外海卸煤碼頭,供煤系統~綠色發電廠 

 

創新工法,台電施工技術再提升

「卸煤系統改善計畫,一開始是朝『港廠合一』的方向設計,希望同時配合興建中的室內煤倉,讓供煤系統更具穩定性與經濟效益。」核能火力發電工程處杜副處長王表示。

整個案子從一開始,就是一項嚴峻的挑戰。杜副處長表示,為了要容納國外大型煤輪(6萬噸15萬噸)的靠泊,勢必要有足夠的水深,於是在幾經探勘,並計算地層、洋流、海象等等周邊條件後,選擇了現址作為興建基地。之後也花了不少時間,解決漁業權的問題,才終於開始動工。

台電月刊煤輪卸煤~興達電廠外海卸煤碼頭 圖:大型煤輪靠泊卸煤

2.19公里內僅有5.6公分誤差

由於台電公司首次遇到這樣的工程,興達施工處的同仁們無一不用戰戰兢兢、迎接挑戰的心情面對。「當時幾乎不用發開會通知,每週的進度討論只要時間一到,大家都會自動出席。」興達施工處土木組傅經理昌齡表示。

他也提到,當初之所以選擇棧橋式碼頭,而不做實心碼頭,主要怕影響周邊茄定地區的海岸線,因為興達發電廠附近屬於侵蝕型海岸,如果做了實心碼頭,海岸侵蝕或將更為嚴重。棧橋式碼頭在研究後,發現較不影響洋流與魚群的移動,不僅可維護自然生態環境,對當地漁民來說影響也較小。

但真的採用棧橋式碼頭,才是挑戰的開始。「在茫茫大海,要找個點打下基樁還真不容易。」傅經理說,由於海上沒有任何參考座標與測量點,2.19公里的海域也超過一般測量所能達到的最遠距離,後來透過全球衛星定位(DGPS)的協助,逐一克服基樁設立的問題。

整個工程最創新的挑戰,在於首度將全預鑄工法應用在外海卸煤碼頭的施工。所謂的全預鑄工法,簡單來說就是將混凝土的構件先在岸上做好,再用起重船吊掛到海上組裝,需要的是精準的施工品質與技術,但最後結果證明,這項工法不僅節省不少施工時間、降低施工成本,296個預鑄構件在吊裝時,都沒有發生因鋼管樁打設偏差太大而需重新製作的情況,整個長達2.19公里的外海碼頭工程中,控制點座標更僅較原先設計偏差5.6公分,精準度十分驚人。

此次採全預鑄工法的施工方式,跟以往傳統碼頭採取灌注水泥施工的方式大不相同,所以傅經理都鼓勵同仁,遇到新的設計方法,不要去排斥他,反而要盡量去學習其中的經驗,「畢竟台灣要做這樣的碼頭,以後的機會也不多。」傅經理說,也因此,更凸顯「外海卸煤碼頭」的特殊性。

日曬浪高,海上作業經驗大不同

拜訪卸煤碼頭當天,天空透出些許陽光,但光是繞著碼頭走上一圈,就已經汗流浹背,可見陽光威力驚人。一旁陪伴的傅經理表示,海上的熱跟陸地是不一樣的,熱起來會要人命,但有時又讓你中暑而不自知。

他提到當初在施工期間,當吊完樑柱完成棧橋作業時,現場的工地主任就從頭到尾走一圈,走完後工地主任還沒有異狀,沒想到之後就中暑進醫院吊了三天點滴。「海上起海風時,吹起來涼涼的不太會流汗,但可能你已經中暑還不知道。」傅經理說。傅經理與施工處卓副處長也打算走一圈,沒想到當天卻是豔陽高照的無風天氣,兩個人走到一半受不了高溫,就趕緊打道回府,由此可知當時在海上作業的員工有多麼辛苦。也因此當初施工期間,傅經理總不厭其煩的告訴大家,隨時都要補充水分的重要。

海上的陷阱,也讓當時負責卸煤機機械設備安裝的興達施工處機械組共同設備課許機械工程專員飛勇中了招。他表示,當時因為要負責監工,幾乎整天就往海上跑,但當時只要一回家,就覺得眼睛十分不舒服,後來他才知道,海上因為反光嚴重,所以會讓眼睛出現類似「雪盲」的現象,之後多加注意,才沒有讓視力受到傷害。

海上作業另一個辛苦的地方,在於海象不穩定時,浪就是高高低低起伏不定,位於碼頭上之起重機進行吊重物時,若沒有配合好海浪的起伏,別說東西吊不成,起重機甚至可能因為遭到牽扯而被拖向海中。但若是太過保守小心,則也可能延誤工期、浪費成本。

許機械工程專員飛勇就表示,工程一開始時,當時負責吊掛的英國起重機公司有英國技師隨行,但態度十分保守,有時候明明可以先嘗試吊掛看看,但該起重機公司卻是連勾都不想勾,「那段時間我稱為『看海的日子』。」當時幾乎所有施工人員都在現場,但起重機不工作,大家也只能空瞪眼,光是拖船一趟來回,幾乎就要花費560萬元,連續一週下來,幾乎沒有任何進展,成本卻平白多付出好幾百萬元。「當時要有完全平穩的浪,幾乎不可能。」許機械工程專員飛勇說,於是在與起重機公司幾番溝通後,也鼓勵英國技師至少先嘗試吊掛看看,最後起重機公司發現的確可行,有了一次的成功經驗後,之後陸續的工程也都順利進行。 

歷經考驗,享受甜美成果

除了日曬、雨淋、強風、湧浪等等自然條件的嚴苛考驗,整個工程在施工期間還遭遇6次颱風侵襲,「說真的,那時颱風來還真的會有點擔心。」杜副處長王表示,幸好每一次的颱風,都證明了工程的確經得起考驗,縱使在工程完工後遇到百年強颱莫拉克,也僅有部分周邊設施遭到損傷,主體結構依舊屹立不搖,更讓施工人員對品質絕對有信心。

「由於只要浪高超過一米,我們就不能做打樁作業,所以我們都已經練就在辦公室看窗外風吹樹葉的狀況,大概就可以判斷今天是不是可以作業的本事。」雖然傅經理笑著說來輕鬆,但想像當時「看天吃飯」的海上搏鬥記,箇中辛酸恐怕真是只有當事人才會點滴在心頭了。

「總算是沒有漏氣啦!」問起當初的施工人員,在看到碼頭落成那一刻,是怎樣的心情,傅經理卻只是淡淡的說了這麼一句。對照於在現場看著煤輪不斷卸煤的場景、看著湧浪拍在碼頭激起水花的場景、看著魚群穿越棧橋下方優遊自在的場景,我想這句話裡頭,包含的是無數的自信與負責任的態度,台電苦幹實幹、樸實又內斂的實事求是哲學,在這樣的偉大工程之中,更能彰顯其價值所在。

外海卸煤碼頭的工程特殊性:

1. 首度將全預鑄施工法用於外海卸煤碼頭:不同於岸上碼頭的施工可以採取混凝土現場灌漿施工,此次80%以上的碼頭上部結構混凝土改為岸上施做的預鑄混凝土構件,再由重型起重船進行海上吊掛作業。預鑄工法有效降低海上高空施工作業風險,且可縮減工期、提高混凝土構件施工品質。

2. 精準施工,採用DGPS定位作業:海上並無任何參考座標或測量點,打基樁時須仰賴DGPS定位系統來精準定位,同時利用聯絡棧橋橋墩作為臨時測量平台,對外海結構物的施工定位經度進行複核。這項工程的所有預鑄構件,都沒有因基樁偏差過大而需重新設計或製造。

3. 海上作業,克服環境干擾:打樁施工船機在無遮蔽海域施工,受風、浪、流的影響,必須將口徑超大(最大1.65公尺)且超長(70公尺)的鋼管樁打入海下岩盤,且不能有任何偏差。

 

 

趕走灰黑,變身綠色電廠

在整個外海卸煤碼頭正式運轉後,至民國998月底止,已成功提供8萬噸級煤輪63航次,總卸煤量達430萬噸的卓越成果,確保興達電廠燃煤輸送的穩定度。從煤輪卸下的燃煤,透過輸煤皮帶機進入廠區,然後在轉送塔的分配下,進入不同的儲煤場,再由儲煤場將燃煤送進發電機組使用。

為了瞭解整個燃煤上岸後的輸送過程,我們在興達發電廠煤值C班曾巡檢員溪俊的陪同下,一一探訪了密封的室內輸煤皮帶機、轉送塔與室內煤倉,這才知道這條「黑金」之路,原來背後還有許多無名英雄在默默支撐著。

台電月刊興達電廠外海卸煤碼頭~伴隨運煤皮帶無名英雄 圖:要不時注意皮帶有沒有堆煤溢煤情況

伴隨皮帶的無名英雄

走進轉送塔內,燃煤在不同樓層的輸送過程中,轟隆隆的發出震耳的聲響,儘管沒有擔心中的滿天粉塵,但地板與機械表面仍無可避免積了一層煤灰。突然之間,看到塔內的工作人員打開某個管道閘門,然後拿起高壓水柱就往裡頭一陣噴灑,好一陣子才關起閘門,繼續檢查下一個輸送皮帶。

「要注意皮帶有沒有堆煤、溢煤的情況出現,有時要灑水降溫,也要清理及檢查皮帶,30幾條皮帶、10多個轉送塔,每次都要上上下下走來走去。」曾巡檢員溪俊表示。

早期的輸煤皮帶機沒有遮蔽,每次遇到大雨、颱風,就是這些巡檢員最擔心的時候,因為皮帶遇到大雨容易偏掉,沒有處理好,很容易停止運轉,造成機組燃煤不足而降載。而原本使用的戶外儲煤場,任一煤堆都是10公尺高,一旦大雨,煤堆可能會像「土石流」般,成為「煤流」將皮帶機淹沒,屆時就要動用很多機具,趕緊開挖以維持輸煤系統正常運作。

台電月刊興達電廠外海卸煤碼頭~運送塔 

「十幾年下來,最大的成就就是身體過敏,有點重聽,不過腳力卻變得更好了。」曾巡檢員開玩笑的說著,讓人很驚訝他在這樣辛苦的工作環境下,依舊能保持樂觀的心情。不過他只是淡淡的表示,從事這份工作,一定要學會讓自己心情穩定,不然爬上爬下的高空作業,很容易發生危險。

在昏暗的轉送塔內,曾巡檢員溪俊一身口罩、耳塞與永遠清不乾淨的衣物,就是他們巡檢員的標準配備。在他們的語氣中,沒有太多怨懟,有的只是樸實的話語,描述著他們實際工作的情形。揮手道別時,曾巡檢員默默的轉過身,往下一個巡視的地點走去,但那背後的無聲力量,卻令人感動的很想向他們舉手致敬。正是因為有他們這些無名英雄,我們才能安心的在家裡,使用隨手可得的電力啊!

台電月刊興達電廠外海卸煤碼頭~煤倉 

圖:煤倉內從天而降日光照射在煤堆上的美

 

台電月刊興達電廠外海卸煤碼頭 

綠色發電廠,再創新生命

早期在輸送燃煤的過程中,雖然室外儲煤場與輸煤皮帶都陸續設置遮蔽罩,但風大時揚起的煤灰,仍對環保造成威脅。配合外海卸煤碼頭的興建,興達發電廠一併設立了4座室內煤倉,讓原本灰濁的空氣,逐漸成為在地人的回憶。這環保成就,才是真正的價值所在。

「早期如果風大的時候,我們幾乎都不敢在外面走動,因為空氣中都有煤灰吹來吹去。」興達發電廠燃煤機械組皮帶機課馬機械技術員忠偕提到,不可諱言這是許多興達發電廠老員工的回憶,但提到現在的興達發電廠,馬機械技術員忠偕則不斷的重複:「真的好很多,真的好很多。」語氣中盡是對這幾年興達發電廠重新改變後的肯定。

現在走進興達發電廠,廠區內不少綠蔭植栽,4座龐大的室內煤倉,周邊絲毫感受不到煤灰飛揚,走進室內煤倉時,從天而降的日光照在煤堆上,沒有運轉的室內煤倉竟然有一種莫名的美感,實在難以令人想像。

這樣的改變,讓前來興達發電廠參觀的周邊鄉親逐漸瞭解,由於這座令人驕傲的海上長城興建完成,使得以往煤灰飄揚的灰暗天空已不復見,變身成綠色電廠,相信未來興達發電廠將以更綠色、環保的形象,為台灣電力貢獻一己之力。

 PS: 本文摘錄自台電月刊第573期(2010年9月)封面故事

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