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技術專文

表3、第二級PID(SP : 壓力，Out : Hz數)Ziegler-Nichols方法結果 Basin進行Buffer，因此除節水效益外，亦大幅減少值班人員
手動操作Loading與MO可能性，冬季約降低3次/天，春、秋
季約降低1次/天，平均約減少1.25次/天手動操作，全年約減
少456次手動操作，如 表5所示。

4. 結果分析 表4、控制系統改善前後之節能效益
4.1 節水效益

以程式修改前後狀況模擬2018.02.13~15(春)日夜溫差 [08]
最大(~12.8℃)之情況如 圖13所示，以Basin作為Buffer平均可
減少~222CMD Overflow，~80CMD ICW用量，換算每年
3
春、秋季可節省ICW用量與廢水排放量共14,400m /年。

表5、控制系統改善前後水量與手動操作問題同步改善

圖13、模擬程式修改前後2018.02.13~15冷卻水塔Basin之用水情況

5. 結論與建議
4.2 節能效益
因Cooling Tower蒸發量隨日夜溫差、降雨與否變化，造
控制系統修改前，因僅有一段PID控制(PID2，SP : 管路
成RCW Tank液位起伏而可能有RCW液位過高導致Overflow
壓力，OUT : Pump Hz)，當單台Pump Hz>45Hz時，程式設
或原本可被使用之RCW被強制逆洗排放或切至放流之浪費的
計即會開啟第二台pump(Add In)運轉，又因VFD Hz只考慮
問題，藉由冷卻水塔液位自動控制功能的修改可以同時達到
管路壓力(SP為定值=4)，因此無論當下蒸發量大小皆會啟動
節水與減少人為操作Loading的效益，目前F14B(P567)已同
第二台Pump，造成能耗增加。
步完成修改，以F14P6為例節水部分每年約可節省ICW用量
控制系統修改導入串級PID控制後，因已將液位(蒸發量)
與廢水排放量共14,400m /年；節能部分約降低250,438度/年
3
作為PID1之參數，輸出壓力SP值給PID2控制Pump Hz，故
(約28%)；操作改善部分，減少值班人員手動操作Loading與
pump Add In條件即加入當下蒸發量狀態之考量，當蒸發量
MO可能性，全年約減少456次手動操作。
小時僅啟動單台Pump，蒸發量大時才啟動第二台pump避免
建議部分，因各廠之Pump Capacity與Basin大小不盡相
補水不及，並進一步修改Add In條件為Pump Hz>55Hz(蒸發
同，又因地理環境造成蒸發量之差異，建議系統管理人員之
量過大導致Basin液位無法維持>SP)。測試結果如 表4所示，
程式上線前仍需要重複測試確認冷卻水塔液位不至降低，並
因修改控制系統為設定液位持續補水後，藉單台Pump VFD
於每季重複檢視參數設定以期達到安全之要求。
持續追減載即可維持Basin液位，2020夏~2021春皆無啟動
第二台pump之需求，故累計耗能相對2019夏~2020春降低
250,438度(約28%)。

4.3 操作模式改善

控制系統修改前，值班人員會為避免因日夜溫差蒸發
量變化，造成之RCW tank overflow而執行多項手動操作，
例如：ACF反洗、C/T排水導電度下修、開啟C/T排水閥等，
既不符合自動化之目標，且易發生MO(Miss Operation)，控
制系統改善後，因RCW Tank多餘水量可送至Cooling tower

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