焚化廠燃燒之最少垃圾量…

第六章電子計算機程式之運用及其結果與討論

6.2. 模式中常係數、常數設定

6.2.6. 焚化廠燃燒之最少垃圾量…

g1~g4 為現存之焚化廠，如果其燃燒之垃圾產生量不足最少垃圾量至少 1 爐以上運轉即有停爐之危機。

6.2.7 其餘常係數、常數之假設

垃圾燃燒減量比 α:為 0.3(假設燃燒後重量為原來的 10 分之 3)。

時間(t)：十年。

利率：利用工程經濟學換算成 10 年後的現值。

中間處理設施(焚化廠)之擴建費用:假設為一萬五千元(元/T)。

最終處理設施之擴建費用:假設為八千元(元/T)。

中間處理設施(焚化廠)之操作費用:假設為一千元(元/T)。

最終處理設施之操作費用:假設為八百元(元/T)。

垃圾產生源之設備處理費用:六百元(元/T)。

垃圾運費:八十元(噸-公里)。

所有可能擴展可行設施 i 的能力：20%

A 值：利用單目標求解方法反求出 A 值最佳解值為 90,214,950(噸-公里)。

6.3 程式運算結果

6.3.1. 中間處理設施之選擇

1. 當採用 4 座焚化廠各留一爐當它爐作預備爐，供維修時可以交替燃燒之考量。

立即實際運轉為(南區 3 爐、中區 2 爐、仁武 2 爐、岡山 2 爐)發現每日垃圾量 3,128 噸垃圾無法滿足 4 座焚化廠的每日最低運轉量 3,750 噸垃圾)，導致程式無法執行，造成無解。

2. 而另採用 4 座焚化廠均只啟動 2 爐(南區 2 爐、中區 2 爐、仁武 2 爐、岡山 2 爐)，一樣產生每日最低運轉量 3300 噸垃圾大於每日產生量 3128 噸，仍不足不 172 噸垃圾，還是造成無解。

3. 最後採取 4 座焚化廠各啟動(南區 2 爐、中區 2 爐、仁武 2 爐、岡山 1 爐)運轉，

則焚化廠每日最低運轉量 2850 噸垃圾卻小於每日垃圾產生量 3128 噸，剩餘 228 噸垃圾則運送至掩埋場處理，最後中間處理設施選址之結果如表 10.所示。

表 10.中間處理設施之設置結果中間處理設施 g 設置或不設置

南區焚化廠 g1 設置

中區焚化廠 g2 設置

仁武焚化廠 g3 設置

岡山焚化廠 g4 設置

田寮轉運站 g5 不設置

路竹轉運站 g6 不設置

燕巢轉運站 g7 不設置

楠梓轉運站 g8 不設置

6.3.2 決策變數 X^ijt之最佳解

39 X(2,27,1~9) 148,479 X(2,28,1~9) 23,629

X(4,26,1~9) 26,687 X(9,2,1~9) 29,608 X(11,10,1~9) 12,996 X(12,11,1~9) 180 X(13,19,1~9) 16,991 X(13,20,1~9) 18,228 X(13,21,1~9) 4,663 X(14,22,1~9) 6,774 X(16,14,1~9) 11,934 表 11.之詳細說明如下：

1. 有 5 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i1 中間處理設施 g1(南區焚化廠)分別為鳳山、大寮、前鎮、旗津、小港等地區。

2. 有 5 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i2 中間處理設施 g2(中區焚化廠)分別為鹽埕、鼓山、三民、新興、前金等地區。

3. 有 9 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i3 中間處理設施 g3(仁武焚化廠)分別為鳳山、大樹、仁武、大社、鳥松、鼓山、左營、楠梓、苓雅等地區。

4. 有 10 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i4 中間處理設施 g4(岡山焚化廠)分別為岡山、橋頭、田寮、阿蓮、路竹、茄萣、彌陀、永安、梓官、楠梓等地區。

5. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i9 中間處理設施 h1(林園鄉垃圾掩埋場)分別為林園鄉地區。

6. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i11 中間處理設施 h3(燕巢鄉垃圾掩埋場) 分別為燕巢地區。

7. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i12 中間處理設施 h4(岡山鎮垃圾掩埋場) 分別為田寮地區。

8. 有 3 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i13 中間處理設施 h5(旗山鎮垃圾掩埋場) 分別為旗山、美濃、杉林等地區。

9. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i14 中間處理設施 h6(內門鄉垃圾掩埋場) 分別為內門地區。

10. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i16 中間處理設施 h8(湖內鄉垃圾掩埋場) 分別為湖內地區。

2 第十年，如表 12.所示：

表 12.決策變數 Xijt之最佳解第 10 年 (垃圾產生源點到中間處理設施的垃圾量)

X (i,j,t) 公噸/年 X(1,1,10) 122,711.5 X(1,2,10) 1.455 X(1,3,10) 45,676 X(1,31,10) 83,703 X(1,32,10) 12,459 X(1,33,10) 63,949 X(2,23,10) 11,690 X(2,24,10) 22,825 X(2,27,10) 148,479 X(2,28,10) 23,629 X(2,29,10) 12,377

X(3,1,10) 18,830.46 X (3,4,10) 18,569

X(3,5,10) 28,852 X(3,6,10) 13,718 X(3,7,10) 17,444 X(3,24,10) 29,970 X(3,25,10) 78,838 X(3,26,10) 44,580.54 X(3,30,10) 77,698

X(4,8,10) 40,422

X(4,9,10) 15,168 X(4,11,10) 3,322.545 X(4,12,10) 12,832 X(4,13,10) 22,661 X(4,15,10) 13,228 X(4,16,10) 8,638 X(4,17,10) 5,896 X(4,18,10) 15,394 X(4,26,10) 26,688.46

X(9,2,10) 29,606.54 X(11,10,10) 12,996 X(12,11,10) 181.455 X(13,19,10) 16,991 X(13,20,10) 18,228 X(13,21,10) 4,663 X(14,22,10) 6,774 X(16,14,10) 11,934 表 12.之詳細說明如下：

1. 有 6 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i1 中間處理設施 g1(南區焚化廠)分別為鳳山、林園、大寮、前鎮、旗津、小港等地區。

2. 有 5 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i2 中間處理設施 g2(中區焚化廠)分別為鹽埕、鼓山、三民、新興、前金等地區。

3. 有 9 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i3 中間處理設施 g3(仁武焚化廠)分別為鳳山、大樹、仁武、大社、鳥松、鼓山、左營、楠梓、苓雅等地區。

4. 有 10 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i4 中間處理設施 g4(岡山焚化廠)分別為岡山、橋頭、田寮、阿蓮、路竹、茄萣、彌陀、永安、梓官、楠梓等地區。

5. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i9 中間處理設施 h1(林園鄉垃圾掩埋場)分別為林園鄉地區。

6. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i11 中間處理設施 h3(燕巢鄉垃圾掩埋場) 分別為燕巢地區。

7. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i12 中間處理設施 h4(岡山鎮垃圾掩埋場) 分別為田寮地區。

8. 有 3 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i13 中間處理設施 h5(旗山鎮垃圾掩埋場) 分別為旗山、美濃、杉林等地區。

9. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i14 中間處理設施 h6(內門鄉垃圾掩埋場) 分別為內門地區。

10. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i16 中間處理設施 h8(湖內鄉垃圾掩埋場) 分別為湖內地區。

6.3.3 決策變數 T

ght之最佳解(第 1 年到第 10 年) 中間處理設施運到最終處置場如表 13.所示。

決策變數 T_ght

表 13.決策變數 T_ght之最佳解第 1 年到第 10 年 (中間處理設施到最終處置場的量) T(g,h,t) 公噸/年 T(1,1,1~10) 98,550 T(2,2,1~10) 65,700 T(3,2,1~10) 98,550 T(4,9,1~10) 49,275 表 13.之詳細說明如下：

1. 設施 i1(南區焚化廠 g1)運往最終掩埋場 h1(林園鄉垃圾掩埋場)。

2. 設施 i2(中區焚化廠 g2)運往最終處置場 h2(鳥松鄉垃圾掩埋場)。

3. 設施 i3(仁武焚化廠 g3)運往最終處置場 h2(鳥松鄉垃圾掩埋場)。

4. 設施 i4(岡山焚化廠 g4)運往最終處置場 h9(永安鄉垃圾掩埋場)。

6.3.4 決策變數 Pit之最佳解

1.i 設施的廢棄物處理量(第 1 年到第 9 年)，如表 14.所示。

決策變數 P_it

表 14.決策變數 P_it之最佳解第 1 年到第 9 年 (垃圾產生源到設施 i 的處理垃圾量)

P( i,t) 公噸/年 P(1,1~9) 328,500 P(2,1~9) 219,000 P(3,1~9) 328,500 P(4,1~9) 164,250 P(9,1~9) 29,608 P(11,1~9) 12,996 P(12,1~9) 180 P(13,1~9) 39,882 P(14,1~9) 6,774 P(16,1~9) 11,934 表 14.之詳細說明如下：

1. 設施 i1(南區焚化廠 g1)的處理垃圾量 328,500 噸。

2. 設施 i2(中區焚化廠 g2)的處理垃圾量 219,000 噸。

3. 設施 i3(仁武焚化廠 g3)的處理垃圾量 328,500 噸。

4. 設施 i4(岡山焚化廠 g4)的處理垃圾量 164,250 噸。

5. 設施 i9(林園鄉垃圾掩埋場 h1)的處理垃圾量 29,608 噸。

6. 設施 i11(燕巢鄉垃圾掩埋場 h3)的處理垃圾量 12,996 噸。

7. 設施 i12(岡山鎮垃圾掩埋場 h4)的處理垃圾量 180 噸。

8. 設施 i13(旗山鎮垃圾掩埋場 h5)的處理垃圾量 39,882 噸。

9. 設施 i14(內門鄉垃圾掩埋場 h6)的處理垃圾量 6,774 噸。

10. 設施 i16(湖內鄉垃圾掩埋場 h8)的處理垃圾量 11,934 噸。

2.第 10 年如表 15.所示

表 15.決策變數 Pit之最佳解第 10 年 (中間處理設施到最終處置場的量) P( i,t) 公噸/年 P(1,10) 328,500 P(2,10) 219,000 P(3,10) 328,500 P(4,10) 164,250 P(9,10) 29,606.54 P(11,10) 12,996 P(12,10) 181.455 P(13,10) 39,882 P(14,10) 6,774 P(16,10) 11,934 表 15.之詳細說明如下：

1. 設施 i1(南區焚化廠 g1)的處理垃圾量 328,500 噸。

2. 設施 i2(中區焚化廠 g2)的處理垃圾量 219,000 噸。

3. 設施 i3(仁武焚化廠 g3)的處理垃圾量 328,500 噸。

4. 設施 i4(岡山焚化廠 g4)的處理垃圾量 164,250 噸。

5. 設施 i9(林園鄉垃圾掩埋場 h1)的處理垃圾量 29,606.54 噸。

6. 設施 i11(燕巢鄉垃圾掩埋場 h3)的處理垃圾量 12,996 噸。

7. 設施 i12(岡山鎮垃圾掩埋場 h4)的處理垃圾量 181.455 噸。

8. 設施 i13(旗山鎮垃圾掩埋場 h5)的處理垃圾量 39,882 噸。

9. 設施 i14(內門鄉垃圾掩埋場 h6)的處理垃圾量 6,774 噸。

10. 設施 i16(湖內鄉垃圾掩埋場 h8)的處理垃圾量 11,934 噸。

6.3.5 決策變數 Yit之最佳解 i 設施的增加容量，如表 16.所示。

決策變數 Y_it

表 16.決策變數 Y_it之最佳解 (設施 i 的容量增加)

Y(i,t) 公噸

P(9,10) 29,500.54 表 16.表示

由結果得知，林園掩埋場在第 10 年即需要擴充處理容量，造成在第 10 年時，清運路線需要改變。

1. 設施 i9(林園鄉掩埋場 h1)在第 10 年擴建增加處理容量 29,500.54 噸。

2. 其他 17 個設施 i，皆不需作任何擴建。

又目標函數之最小成本 34,160,510,000 元。

6.4 目標函數之折衝

以高雄新都為案例，圖 3 為 2 個互相衝突的目標函數(總成本與公帄性之考量) 的 10 年折衝圖。模式中的第 6 限制式，不斷地改變不等號右邊 A 的值，即可以獲的不同的最小成本解答，從而繪得折衝曲線圖。

圖 3.公帄性與總成本的折衝圖(10 年)

6.4.1 A’模式常係數、常數之假設

A'(3.39E+10，

90,315,000)

90200000 90250000 90300000 90350000 90400000 90450000

3.39E+10 3.4E+10 3.41E+10 3.42E+10

公帄性A(ton-公里)

系統最小成本

Z₁ Z₂

垃圾燃燒減量比 α:為 0.3(假設燃燒後重量為原來的 10 分之 3)。

時間(t)：十年。

利率：利用工程經濟學換算成 10 年後的現值。

中間處理設施(焚化廠)之擴建費用:假設為一萬五千元(元/T)。

最終處理設施之擴建費用:假設為八千元(元/T)。

中間處理設施(焚化廠)之操作費用:假設為一千元(元/T)。

最終處理設施之操作費用:假設為八百元(元/T)。

垃圾產生源之設備處理費用:六百元(元/T)。

垃圾運費:八十元(噸-公里)。

所有可能擴展可行設施 i 的能力：20%

A’值： 90,315,000 (噸-公里)。

6.4.2 A’程式計算結果

1. 當採用 4 座焚化廠各留一爐當它爐作預備爐，供維修時可以交替燃燒之考量。

立即實際運轉為(南區 3 爐、中區 2 爐、仁武 2 爐、岡山 2 爐)發現每日垃圾量 3,128 噸垃圾無法滿足 4 座焚化廠的每日最低運轉量 3,750 噸垃圾，導致程式無法執行，造成無解。

3. 最後採取 4 座焚化廠各啟動(南區 2 爐、中區 2 爐、仁武 2 爐、岡山 1 爐)運轉，則焚化廠每日最低運轉量 2850 噸垃圾卻小於每日垃圾產生量 3128 噸，

剩餘 228 噸垃圾則運送至掩埋場處理，最後中間處理設施選址之結果如表 17.

所示。

表 17.中間處理設施之設置結果中間處理設施 g 設置或不設置

X(4,8,1) 40,422 X(4,9,1) 15,168 X(4,11,1) 3,324 X(4,12,1) 12,832 X(4,13,1) 22,661 X(4,15,1) 13,228 X(4,16,1) 8,638 X(4,17,1) 5,896 X(4,18,1) 15,394 X(4,26,1) 26,687 X(5,11,1) 180

X(9,2,1) 29,608 X(11,10,1) 12,996 X(13,19,1) 16,991 X(13,20,1) 18,228 X(13,21,1) 4,663 X(14,22,1) 6,774 X(16,14,1) 11,934 表 18.之詳細說明如下：

11. 有 5 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i1 中間處理設施 g1(南區焚化廠)分別為鳳山、大寮、前鎮、旗津、小港等地區。

12. 有 5 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i2 中間處理設施 g2(中區焚化廠)分別為鹽埕、鼓山、三民、新興、前金等地區。

13. 有 9 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i3 中間處理設施 g3(仁武焚化廠)分別為鳳山、大樹、仁武、大社、鳥松、鼓山、左營、楠梓、苓雅等地區。

14. 有 10 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i4 中間處理設施 g4(岡山焚化廠)分別為岡山、橋頭、田寮、阿蓮、路竹、茄萣、彌陀、永安、梓官、楠梓等地區。

15. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i5 中間處理設施 g5(田寮轉運站)為田寮地區。

16. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i9 中間處理設施 h1(林園鄉垃圾掩埋場) 分別為林園鄉地區。

17. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i11 中間處理設施 h3(燕巢鄉垃圾掩埋場) 分別為燕巢地區。

18. 有 3 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i13 中間處理設施 h5(旗山鎮垃圾掩埋場) 分別為旗山、美濃、杉林等地區。

19. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i14 中間處理設施 h6(內門鄉垃圾掩埋場) 分別為內門地區。

20. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i16 中間處理設施 h8(湖內鄉垃圾掩埋場) 分別為湖內地區。

2. 第 2 年決策變數 X_ijt之最佳解如表 19.所示。

表 19.決策變數 X_ijt之最佳解第 2 年 (垃圾產生源點到中間處理設施的垃圾量)

X (i,j,t) 公噸/年 X(1,1,2) 119,803 X(1,2,2) 2,910 X(1,3,2) 45,676 X(1,31,2) 83,703 X(1,32,2) 12,459 X(1,33,2) 63,949 X(2,23,2) 11,690 X(2,24,2) 22,825 X(2,27,2) 148,479 X(2,28,2) 23,629 X(2,29,2) 12,377 X(3,1,2) 21,739 X(3,4,2) 18,569 X (3,5,2) 28,852 X(3,6,2) 13,718

4. 有 10 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i4 中間處理設施 g4(岡山焚化廠)分別為岡山、橋頭、田寮、阿蓮、路竹、茄萣、彌陀、永安、梓官、楠梓等地區。

5. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i5 中間處理設施 g5(田寮轉運站)為田寮地區。

6. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i9 中間處理設施 h1(林園鄉垃圾掩埋場)分別為林園鄉地區。

7. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i11 中間處理設施 h3(燕巢鄉垃圾掩埋場) 分別為燕巢地區。

8. 有 3 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i13 中間處理設施 h5(旗山鎮垃圾掩埋場) 分別為旗山、美濃、杉林等地區。

9. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i14 中間處理設施 h6(內門鄉垃圾掩埋場) 分別為內門地區。

10. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i16 中間處理設施 h8(湖內鄉垃圾掩埋場) 分別為湖內地區。

3. 第 3 年決策變數 X_ijt之最佳解如表 20.所示。

表 20.決策變數 X_ijt之最佳解第 3 年 (垃圾產生源點到中間處理設施的垃圾量)

X (i,j,t) 公噸/年 X(1,1,3) 119,389 X(1,2,3) 3,324 X(1,3,3) 45,676 X(1,31,3) 83,703 X(1,32,3) 12,459 X(1,33,3) 63,949 X(2,23,3) 11,690 X(2,24,3) 22,825 X(2,27,3) 148,479 X(2,28,3) 23,629

X(12,11,3) 3,363.276 X(13,19,3) 16,991

2. 有 5 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i2 中間處理設施 g2(中區焚化廠)分別為鹽埕、鼓山、三民、新興、前金等地區。

3. 有 9 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i3 中間處理設施 g3(仁武焚化廠)分別為鳳山、大樹、仁武、大社、鳥松、鼓山、左營、楠梓、苓雅等地區。

4. 有 9 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i4 中間處理設施 g4(岡山焚化廠)分別為岡山、橋頭、阿蓮、路竹、茄萣、彌陀、永安、梓官、楠梓等地區。

5. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i5 中間處理設施 g5(田寮轉運站)為田寮地區。

6. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i9 中間處理設施 h1(林園鄉垃圾掩埋場)為林園鄉地區。

7. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i11 中間處理設施 h3(燕巢鄉垃圾掩埋場) 為燕巢地區。

8. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i12 中間處理設施 h4(岡山鎮垃圾掩埋場) 為田寮地區。

9. 有 3 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i13 中間處理設施 h5(旗山鎮垃圾掩埋場) 分別為旗山、美濃、杉林等地區。

10. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i14 中間處理設施 h6(內門鄉垃圾掩埋場) 為內門地區。

11. 有 1 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i16 中間處理設施 h8(湖內鄉垃圾掩埋場) 為湖內地區。

4. 第 4 年到第 5 年決策變數 X_ijt之最佳解如表 21.所示。

表 21.決策變數 X_ijt之最佳解第 4 年到第 5 年 (垃圾產生源點到中間處理設施的垃圾量)

X (i,j,t) 公噸/年 X(1,1,4~5) 119,389 X(1,2,4~5) 3,324 X(1,3,4~5) 45,676

55 X(2,27,4~5) 148,479 X(2,28,4~5) 23,629 X(11,10,4~5) 12,996 X(12,11,4~5) 3,504 X(13,19,4~5) 16,991 X(13,20,4~5) 18,228 X(13,21,4~5) 4,663

X(14,22,4~5) 6,774 X(16,14,4~5) 11,934 表 21.之詳細說明如下：

1. 有 6 個垃圾產生源點 j 運送到設施 i1 中間處理設施 g1(南區焚化廠)分別為鳳山、林園、大寮、前鎮、旗津、小港等地區。

在文檔中 I-Shou University Institutional Repository:Item 987654321/11801 (頁 48-0)

第六章 電子計算機程式之運用及其結果與討論

6.2. 模式中常係數、常數設定

6.2.6. 焚化廠燃燒之最少垃圾量…

6.3 程式運算結果

6.3.3 決策變數 T

6.4 目標函數之折衝

6.4.1 A’模式常係數、常數之假設

6.4.2 A’程式計算結果

第六章電子計算機程式之運用及其結果與討論