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火力发电厂,简称火电厂,可以持续地大量发电,在许多国家,大部分电能均由火力发电厂提供。

火力发电厂(除了磁流体发电机)通过各种旋转机械将燃烧产生的热能转换为机械能,然后驱动发电机。原动机通常是蒸汽机或燃气轮机,在一些较小的电站,也有可能会使用内燃机。他们都是通过利用高温、高压蒸汽或燃气通过涡轮变为低压空气或冷凝水这一过程中的压降来发电的。

火电站发电带来许多其他副产物,并产生诸多的环境影响。根据卡诺循环[1]的原理,总有一部分废弃热要通过冷却塔排放到大气,或被自然江河等水体冷却。化石燃料燃烧后的烟道气会被排放到大气,其主要成分是二氧化碳、水蒸气、以及其他的一些成分比如氮气、氮氧化物、氧化硫等,如果是煤发电厂,还会有粉煤灰、汞等。煤燃烧后的残渣也必须从锅炉中排除,有些可以用来回收制作建筑材料。

火力发电厂是二氧化碳的主要排放来源。近一百年来这种温室气体的大量排放导致全球变暖。每产生一度电,褐煤排放的二氧化碳大约是天然气的3倍,黑煤则是天然气的2倍。尝试将排放中碳收集储存起来在2025年之前是不现实的。虽在过去的十年,全球变暖进入了一个“暂停期”,但近来的研究显示,这可能是因为中国的火力发电厂(主要以煤为燃料)大量的硫排放造成的,另外其他研究提及近年深层海洋吸收了浅层海水的温度,因此温度上升似乎较为趋缓,但无法保证此情形将会持续多久。

名称辨析

火力发电厂从字面上来看是指有燃烧过程参与的发电厂。不过英语中并无对应词汇,常用fossil-fuel power station来描述燃烧化石燃料的电厂(化石燃料发电厂),细分时可用诸如coal-fired(燃煤)之类的名称。理论上来讲,燃烧生物质能的电厂在中文中也可以被叫做火力发电厂,不过实际上一般所指的火力发电厂都是化石燃料发电厂。

热力发电厂一般特指用蒸汽发电的发电厂,如大部分的化石燃料发电厂(然而使用燃气轮机发电的就不是用蒸汽发电的)、核电站以及地热发电站等。有时也指一切用热机发电的电厂,这样用燃气轮机或内燃机发电的电厂也可计算在内。不过在实际使用中,很多时候热电厂就是指火电厂。还有一种情况,使用热电厂和发电厂分别指热电联产的电厂和单纯发电的。

基本概念

在火力发电厂中,各种化石燃料如、燃料油、天然气或油页岩中储存的化学能被逐步转换成热能、机械能最后变成电能,供向四方。火力发电厂是一个高度复杂的系统,其建造成本可达1300美元每千瓦发电能力,或者说一个500MW发电力的电厂需要约6亿5千万美元。一个发电厂常常有多个发电单元,以节省人力、物力资源。世界上大部分的热力发电厂都使用化石燃料,数量超过核、地热、生物质能[2]太阳能发电站

视频

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火力发电厂的生产过程
火力发电厂介绍

参考文献

  1. 卡诺循环,哔哩哔哩,2018-3-8
  2. 什么是生物质能?,看点快报,2019-10-21