文 / 圖◎B10楊軒輔同學
我是機械三年級的楊軒輔同學，本學期修習了張鈞棣老師開設的系上選修課「超低溫工程學導論」，課程安排於2024.3.28參訪聯華氣體新竹廠。當天我們搭乘下午1:11的高鐵從北車出發，1:45抵達新竹高鐵站，隨後轉乘計程車約30分鐘抵達聯華氣體廠。這是我第一次參加校外企業參訪，出發前有點緊張，對業界職場完全不了解的我，心想到大企業公司參訪會不會很嚴肅，然而，這個想法在抵達聯華氣體廠後很快就消失了。接待我們的執行長是一位友善溫和的人，而且他也是機械系畢業的校友，和老師很快就熱絡地聊了起來。執行長向我們介紹，竹科九成的氣體供應來自這裡，平常很少有學生來參訪，此時，我注意到前方櫃台右邊的立板上面寫著「歡迎台大機械系師生蒞臨參訪」，雖然只是一張紙，但其實滿令人感動的。大約過了十分鐘，執行長帶我們前往二樓會議室，進門便看見前方會議桌上擺放幾杯飲料，原以為是為其他重要人士準備得，沒想到竟是特地為我們準備的，讓我又再次深受感動。
總經理的訓示 求真、求善、求美
首先是總經理和我們分享在業界已經60年的心得和重要的精神。總經理鼓勵我們要求真、求善、求美，做工程的凡事要追根究柢、不馬虎，要有責任心、好奇心、保持開放的心態、不要只會讀書，多去學校以外的地方看看。總經理還提到現在聯華氣體正在台灣推動的氫能車、加氫站，最大的阻礙就是法規，因法規制訂得過於保守，在國外發展已有一定規模的氫能，在台灣卻寸步難行。
安全至上 聯華氣體的核心價值
接下來是安全宣導，「安全第一，以身作則」是聯華氣體的原則。以下是參觀氣體廠的需要注意的地方：
- 嚴格遵守所有相關法律法規和安全標準。
- 所有人員必須穿戴適當的個人防護裝備，如安全帽、護目鏡、手套和長袖衣物等。
- 嚴禁任何人在工作場所做出不安全的行為，聯華氣體經過嚴格的定期審查和評估，所以意外事故的發生是可以避免的，只有不安全的行為才會導致事故的發生，所有人皆有義務制止任何不安全的行為。
聽到這句話，讓我想到剛才上樓的時候有特別提醒「走樓梯要扶欄杆」，好奇是不是因為這個安全原則的關係，可能「走樓梯不扶欄杆」也屬於不安全行為的範疇。
- 不可隨意觸碰廠內設施，尤其是閥件。(氮氣外洩會有致死風險)
- 參觀廠內設施請勿使用手機、未經許可不能拍照。
- 如有緊急情況，立即按照指示行動，依照疏散路線逃生。
- 缺氧危害、富氧危害、低溫危害(液氮灌充管線)、壓力危害(10kg壓力)、特高壓電(大型空壓機)、噪音危害(85分貝以上)。
探索氣體工廠生產與技術的魅力
聯華氣體新竹廠主要生產氮氧氬三種氣體，用途有隔熱、食品冷凍、半導體製程、電子業、太陽能晶片生產、飛機輪胎充填、廢水處理、醫療服務，金屬生產和加工等。廠內設備有存放液化氣體的液氮8000、液氧3000，體積為立方公尺，常用的壓力單位是bar，廠房監控採用的是遠端控制系統(ROC：remote of control)，使用空氣分離單元(air separation unit, ASU)液化空氣，再由液化的空氣中取出氮氧氬，原理是利用沸點的不同將氣體分餾。其他製造液化氣體的設備有: 空壓機、預冷系統(空冷塔)、冰水機(供水)、PPU純化系統(吸附CO、CO2、CH等化合物)、離心式增壓機、膨脹閥、膨脹機、冷凝蒸發器(氮冷凝、氧蒸發)、冷箱(氣液熱交換)、純化器、熱交換器、精餾塔。聯華氣體的低溫系統和課堂目前介紹的低溫系統相比之下，有更多的熱交換設備，而且多了純化系統和精餾塔。
精餾塔與膨脹機技術細節的揭示
精餾塔和膨脹機是介紹最久的部分。精餾塔又分成篩板塔和兩種，這裡使用的是篩板塔，大致原理為：低溫乾燥空氣下進上出吸熱蒸發，氮氧氬上進下出放熱冷凝，沸點越高的氣體位置越低(氧氣)，沸點越低的氣體位置越高(氮氣)。填料塔雖然熱交換效率更好，但缺點是體積太大。
液態氧的神奇魅力 藍色的冰冷奇跡
聯華氣體公司為了我們，還特地拆下膨脹機給我們看，膨脹機是國外進口的，且製造商聲稱有85%的等溫壓縮效率。膨脹機運轉時，高壓低溫氣體進入膨脹端，此時軸的轉速接近音速，可使氣體快速膨脹，來不及和外界熱交換，達成等熵絕熱膨脹，並降低壓力。壓縮端則可以利用高壓氣體膨脹做的功，壓縮另一側要液化的空氣(或氣體)。下圖一為膨脹機實體照片。圖一(a)中，左邊是膨脹端，有噴嘴控制流量。右邊是壓縮端，為一般的葉輪。
█ 膨脹機 (a)正面 (b)左側(膨脹端) (c)右側(壓縮端)
後來廠長穿著防護衣拿著一個裝有藍色液體，長約50公分、直徑約10公分的圓柱玻璃罐，走進會議室。玻璃罐的外側有點起霧，溫度應該很低，居然是液氧。廠長說玻璃是特別訂製的，管壁應該是兩層強化玻璃，中間是真空層。第一次看到液態氧，液氧的藍色還滿漂亮的。
氫能未來在台灣的挑戰與機遇
從執行長、廠長、總經理和老師的談話，我理解了很多平常不會去了解的事情。例如，氫能在歐美地區發展得不錯，已有上百家加氫站，提供氫能車動力，是目前綠能發展的一大方向，但是在台灣礙於法規，因此沒有很好的發展。聯華是目前全台唯一一家在推氫能車的公司，在台已有企業內部測試用的加氫站，也是全台最大的氣體供應商。聯華氣體新竹廠內製造低溫氣體的設備幾乎都是國外進口，我滿好奇是台灣的技術不足，還是有別的原因，但最後因為時間的關係沒有機會問到。執行長還有說:「氣體供應的相關產業客戶多元、獲利高、穩定、人口少，資本額夠大，所以不需要上市，都是發現金股利」，還提醒我們參加企業博覽會的態度儀容不要太隨便，尤其是穿夾腳拖，會被廠商扣印象分數。
兩小時短暫但充實的深度參訪
當天的參訪時間約為2小時20分，感覺時間很快就過了，下午4:30坐計程車離開聯華氣體前往火車站。這次參訪比較可惜的是時間不夠，雖然大部分都在會議室聽介紹和交流，但是有看到液氧、膨脹機和外面廠區的一角，也從公司人員的身上了解很多業界的事情，是一趟體驗不錯的校外參訪。