火力發(fā)電

簡介

　　火力發(fā)電（thermal power，thermoelectricity power generation）是指利用煤炭、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，通過熱能來加熱水，使水變成高溫產(chǎn)生高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)繼而發(fā)電的一種發(fā)電方式。在所有發(fā)電方式中，火力發(fā)電是歷史最久的，也是最重要的一種。由于地球上化石燃料的短缺，人類正盡力開發(fā)核能發(fā)電、核聚變發(fā)電以及高效率的太陽能發(fā)電等，以求最終解決人類社會(huì)面臨的能源問題。最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實(shí)現(xiàn)的。隨著發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)制造技術(shù)的完善，輸變電技術(shù)的改進(jìn)，特別是電力系統(tǒng)的出現(xiàn)以及社會(huì)電氣化對(duì)電能的需求，20世紀(jì)30年代以后，火力發(fā)電進(jìn)入大發(fā)展的時(shí)期。火力發(fā)電機(jī)組的容量由200兆瓦級(jí)提高到300～600兆瓦級(jí)（50年代中期），到1973年，最大的火電機(jī)組達(dá)1300兆瓦。大機(jī)組、大電廠使火力發(fā)電的熱效率大為提高，每千瓦的建設(shè)投資和發(fā)電成本也不斷降低。到80年代后期，世界最大火電廠是日本的鹿兒島火電廠，容量為4400兆瓦。但機(jī)組過大又帶來可靠性、可用率的降低，因而到90年代初，火力發(fā)電單機(jī)容量穩(wěn)定在300～700兆瓦。，其所占中國總裝機(jī)容量約在70%以上。火力發(fā)電所使用的煤，占工業(yè)用煤的50%以上。來自“清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)協(xié)作網(wǎng)”2007年會(huì)的信息顯示，目前我國發(fā)電供熱用煤占全國煤炭生產(chǎn)總量的50%左右。大約全國90%的SO2排放由煤電產(chǎn)生，80%的CO2排放量由煤電排放?；鹆Πl(fā)電按其作用分單純供電的和既發(fā)電又供熱的。按原動(dòng)機(jī)分汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、柴油機(jī)發(fā)電。按所用燃料分，主要有燃煤發(fā)電、燃油發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電。為提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，火力發(fā)電應(yīng)盡量靠近燃料基地進(jìn)行。在大城市和工業(yè)區(qū)則應(yīng)實(shí)施熱電聯(lián)供。

能量轉(zhuǎn)換

　　燃料化學(xué)能→蒸汽熱能→機(jī)械能→電能，簡單的說就是利用燃料（煤）發(fā)熱，加熱水，形成高溫高壓過熱蒸汽，推動(dòng)氣輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子（電磁場）旋轉(zhuǎn)，定子線圈切割磁力線，發(fā)出電能，再利用升壓變壓器，升到系統(tǒng)電壓，與系統(tǒng)并網(wǎng)，向外輸送電能。

　　然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)中不斷膨脹做功，沖擊汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。最后又被給水泵進(jìn)一步升壓送回鍋爐中重復(fù)參加上述循環(huán)過程，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電經(jīng)變壓器升壓后輸入電網(wǎng)?；鹆Πl(fā)電中存在著三種型式的能量轉(zhuǎn)換過程：

行業(yè)概況

　　利用煤、石油和天然氣等化石燃料所含能量發(fā)電的方式統(tǒng)稱為火力發(fā)電。按發(fā)電方式，火力發(fā)電分為燃煤汽輪機(jī)發(fā)電、燃油汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場，但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。

　　“十五”期間中國火電建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展迅猛。2001年至2005年8月，經(jīng)國家環(huán)?？偩謱徟幕痣婍?xiàng)目達(dá)472個(gè)，裝機(jī)容量達(dá)344382MW，其中2004年審批項(xiàng)目135個(gè)，裝機(jī)容量107590MW，比上年增長207%；2005年1至8月份，審批項(xiàng)目213個(gè)，裝機(jī)容量168546MW，同比增長420%。如果這些火電項(xiàng)目全部投產(chǎn)，屆時(shí)中國火電裝機(jī)容量將達(dá)5.82億千瓦，比2000年增長145%。

　　2006年12月，全國火電發(fā)電量繼續(xù)保持快速增長，但增速有所回落。當(dāng)月全國共完成火電發(fā)電量2266億千瓦時(shí)，同比增長15.5%，增速同比回落1個(gè)百分點(diǎn)，環(huán)比回落3.3個(gè)百分點(diǎn)；隨著冬季取暖用電的增長，火電發(fā)電量環(huán)比增長較快，12月份與上月相比火電發(fā)電量增加223億千瓦時(shí)，環(huán)比增長10.9%。2006年1-12月，全國火電發(fā)電量為230，087，958.32萬千瓦小時(shí)，同比增長15.8%，增速高于2005年同期3.3個(gè)百分點(diǎn)。

　　2007年1-10月，全國火電發(fā)電量為217，564，783.55萬千瓦小時(shí)，比上年同期增長了16.04%。8月份的火電發(fā)電量最高，為23，904，609.94萬千瓦小時(shí)，同比增長了10.19%。

　　隨著中國電力供應(yīng)的逐步寬松以及國家對(duì)節(jié)能降耗的重視，中國開始加大力度調(diào)整火力發(fā)電行業(yè)的結(jié)構(gòu)。“十一五”期間將加大“關(guān)小”步伐，到“十一五”末期，要關(guān)掉4000萬千瓦小火電，使電力工業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生一個(gè)較大的變化。“十一五”期間的火電電源建設(shè)，將體現(xiàn)資源優(yōu)化配置，西電東送，合理布局，東部與中西部地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展。“十一五”期間，火電行業(yè)整體效益將有一定的下降趨勢。對(duì)于企業(yè)來說，效益還將出現(xiàn)兩極分化的趨勢。

弊端

　　煙氣污染

　　煤炭直接燃燒排放的SO₂、NOx等酸性氣體不斷增長，使中國很多地區(qū)酸雨量增加。全國每年產(chǎn)生140萬噸SO₂。

　　粉塵污染

　　對(duì)電站附近環(huán)境造成粉煤灰污染，對(duì)人們的生活及植物的生長造成不良影響。全國每年產(chǎn)生1500萬噸煙塵。

　　資源消耗

　　發(fā)電的汽輪機(jī)通常選用水作為冷卻介質(zhì)，一座1000MW火力發(fā)電廠每日的耗水量約為十萬噸。全國每年消耗5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

　　火力發(fā)電污染嚴(yán)重，電力工業(yè)已經(jīng)成為中國最大的污染排放產(chǎn)業(yè)之一。

　　改進(jìn)

　　利用各種技術(shù)提高發(fā)電效率；對(duì)煙塵采用脫硫除塵處理或改燒天然氣；氣輪機(jī)改用空氣冷卻。

類型

　　按其作用分，有單純供電的和既發(fā)電又供熱的（熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電廠）兩類。按原動(dòng)機(jī)分，主要有汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、柴油機(jī)發(fā)電（其他內(nèi)燃機(jī)發(fā)電容量很?。?。按所用燃料分，主要有燃煤發(fā)電、燃油發(fā)電、燃?xì)猓ㄌ烊粴猓┌l(fā)電、垃圾發(fā)電（見垃圾電站）、沼氣發(fā)電（見沼氣電站）以及利用工業(yè)鍋爐余熱發(fā)電等。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，降低發(fā)電成本，保護(hù)大城市和工業(yè)區(qū)的環(huán)境，火力發(fā)電應(yīng)盡量在靠近燃料基地的地方進(jìn)行，利用高壓輸電或超高壓輸電線路把強(qiáng)大電能輸往負(fù)荷中心。熱電聯(lián)產(chǎn)方式則應(yīng)在大城市和工業(yè)區(qū)實(shí)施。

原理

　　火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)來發(fā)電的方式的總稱。以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱為火電廠。

　　火力發(fā)電站的主要設(shè)備系統(tǒng)包括：燃料供給系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其他一些輔助處理設(shè)備。

　　熱電廠為火力發(fā)電廠，采用煤炭作為一次能源，利用皮帶傳送技術(shù)，向鍋爐輸送經(jīng)處理過的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變?yōu)樗羝?jīng)一次加熱之后，水蒸汽進(jìn)入高壓缸。為了提高熱效率，應(yīng)對(duì)水蒸汽進(jìn)行二次加熱，水蒸汽進(jìn)入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。從中壓缸引出進(jìn)入對(duì)稱的低壓缸。已經(jīng)作過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業(yè)，其余部分流經(jīng)凝汽器水冷，成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經(jīng)過凝結(jié)水泵，經(jīng)過低壓加熱器到除氧器中，此時(shí)為160度左右的飽和水，經(jīng)過除氧器除氧，利用給水泵送入高壓加熱器中，其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料，最后流入鍋爐進(jìn)行再次利用。以上就是一次生產(chǎn)流程。

流程

　　火力發(fā)電的流程依所用原動(dòng)機(jī)而異。在汽輪機(jī)發(fā)電方式中，其基本流程是先將燃料送進(jìn)鍋爐，同時(shí)送入空氣，鍋爐注入經(jīng)過化學(xué)處理的給水，利用燃料燃燒放出的熱能使水變成高溫、高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)作功而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電（見圖）。熱電聯(lián)產(chǎn)方式則是在利用原動(dòng)機(jī)的排汽（或?qū)ｉT的抽汽）向工業(yè)生產(chǎn)或居民生活供熱。在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電方式中，基本流程是用壓氣機(jī)將壓縮過的空氣壓入燃燒室，與噴入的燃料混合霧化后進(jìn)行燃燒，形成高溫燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹作功，推動(dòng)輪機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在柴油機(jī)發(fā)電中，基本流程是用噴油泵和噴油器將燃油高壓噴入汽缸，形成霧狀，與空氣混合燃燒，推動(dòng)柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

效率

　　火力發(fā)電中，燃料蘊(yùn)藏的能量只有一部分能轉(zhuǎn)換為電能，其余的通過各種途徑損耗掉，包括鍋爐的損耗，汽輪機(jī)的損耗，排汽的損耗，發(fā)電機(jī)的損耗，管道系統(tǒng)的損耗等。到80年代，世界最好的火電廠也只能把40%左右的熱能轉(zhuǎn)換為電能，大型供熱電廠的熱能利用率也只能達(dá)到60～70%。這種把熱能轉(zhuǎn)換為電能的百分比就是火電廠的發(fā)電效率。各類火電廠的發(fā)電效率如表。

火力發(fā)電

　　根據(jù)火力發(fā)電的生產(chǎn)流程，其基本組成包括燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)(燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電和柴油機(jī)發(fā)電無此系統(tǒng)，但這二者在火力發(fā)電中所占比重都不大)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。

　　燃燒系統(tǒng)

　　主要由鍋爐的燃燒室（即爐膛）、送風(fēng)裝置，送煤（或油、天然氣）裝置、灰渣排放裝置等組成。主要功能是完成燃料的燃燒過程，將燃料所含能量以熱能形式釋放出來，用于加熱鍋爐里的水。主要流程有煙氣流程、通風(fēng)流程、排灰出渣流程等。對(duì)燃燒系統(tǒng)的基本要求是：盡量做到完全燃燒，使鍋爐效率≥90%；排灰符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　　汽水系統(tǒng)

　　主要由給水泵、循環(huán)泵、給水加熱器、凝汽器、除氧器、水冷壁及管道系統(tǒng)等組成。其功能是利用燃料的燃燒使水變成高溫高壓蒸汽，并使水進(jìn)行循環(huán)。主要流程有汽水流程、補(bǔ)給水流程、冷卻水流程等。對(duì)汽水系統(tǒng)的基本要求是汽水損失盡量少；盡可能利用抽汽加熱凝結(jié)水，提高給水溫度。

　　電氣系統(tǒng)

　　主要由電廠主結(jié)線、汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器、配電設(shè)備、開關(guān)設(shè)備、發(fā)電機(jī)引出線、廠用結(jié)線、廠用變壓器和電抗器、廠用電動(dòng)機(jī)、保安電源、蓄電池直流系統(tǒng)及通信設(shè)備、照明設(shè)備等組成。基本功能是保證按電能質(zhì)量要求向負(fù)荷或電力系統(tǒng)供電。主要流程包括供電用流程、廠用電流程。對(duì)電氣系統(tǒng)的基本要求是供電安全、可靠；調(diào)度靈活；具有良好的調(diào)整和操作功能，保證供電質(zhì)量；能迅速切除故障，避免事故擴(kuò)大。

　　控制系統(tǒng)

　　主要由鍋爐及其輔機(jī)系統(tǒng)、汽輪機(jī)及其輔機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及電工設(shè)備、附屬系統(tǒng)組成?；竟δ苁菍?duì)火電廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)行自動(dòng)化的調(diào)節(jié)、控制，以協(xié)調(diào)各部分的工況，使整個(gè)火電廠安全、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，遇有故障時(shí)能迅速、正確處理，以避免釀成事故。主要工作流程包括汽輪機(jī)的自起停、自動(dòng)升速控制流程、鍋爐的燃燒控制流程、滅火保護(hù)系統(tǒng)控制流程、熱工測控流程、自動(dòng)切除電氣故障流程、排灰除渣自動(dòng)化流程等。

　　火力發(fā)電

　　電力是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源，火力發(fā)電是中國和世界上許多國家生產(chǎn)電能的主要方法。然后蒸汽沿管道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)一起高速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)出電來。最后又被給水泵送回鍋爐中重復(fù)參加上述循環(huán)過程。顯然，在這種火力發(fā)電廠中存在著三種型式的能量轉(zhuǎn)換過程：

　　電站鍋爐

　　發(fā)電用鍋爐稱為電站鍋爐。電站鍋爐與其它工廠用的工業(yè)鍋爐相比有如下明顯特點(diǎn)：①電站鍋爐容量大；②電站鍋爐的蒸汽參數(shù)高；③電站鍋爐自動(dòng)化程度高，其各項(xiàng)操作基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化，適應(yīng)負(fù)荷變化的能力很強(qiáng)，多達(dá)90以上，工業(yè)鍋爐的熱效率多在60～80之間。

　　電站用煤

　　火力發(fā)電廠燃用的煤通常稱為動(dòng)力煤，其分類方法主要是依據(jù)煤的干燥無灰基揮發(fā)分進(jìn)行分類。

　　煤粉制備

　　煤粉爐燃燒用的煤粉是由磨煤機(jī)將煤炭磨成的不規(guī)則的細(xì)小煤炭顆粒，其顆粒平均在0.05~0.01mm，其中20~50μm（微米）以下的顆粒占絕大多數(shù)。由于煤粉顆粒很小，表面很大，故能吸附大量的空氣，且具有一般固體所未有的性質(zhì)——流動(dòng)性。煤粉的粒度越小，含濕量越小，其流動(dòng)性也越好，但煤粉的顆粒過于細(xì)小或過于干燥，則會(huì)產(chǎn)生煤粉自流現(xiàn)象，使給煤機(jī)工作特性不穩(wěn)，給鍋爐運(yùn)行的調(diào)整操作造成困難。另外煤粉與O₂接觸而氧化，在一定條件下可能發(fā)生煤粉自燃。在制粉系統(tǒng)中，煤粉是由氣體來輸送的，氣體和煤粉的混合物一遇到火花就會(huì)使火源擴(kuò)大而產(chǎn)生較大壓力，從而造成煤粉的爆炸。

　　鍋爐燃用的煤粉細(xì)度應(yīng)由以下條件確定：燃燒方面希望煤粉磨得細(xì)些，這樣可以適當(dāng)減少送風(fēng)量，使q2、q4損失降低；從制粉系統(tǒng)方面希望煤粉磨得粗些，從而降低磨煤電耗和金屬消耗。所以在選擇煤粉細(xì)度時(shí)，應(yīng)使上述各項(xiàng)損失之和最小?？倱p失蟬聯(lián)小的煤粉細(xì)度稱為“經(jīng)濟(jì)細(xì)度”。由此可見，對(duì)揮發(fā)分較高且易燃的煤種，或?qū)τ谀ブ泼悍垲w粒比較均勻的制粉設(shè)備，以及某些強(qiáng)化燃燒的鍋爐，煤粉細(xì)度可適當(dāng)大些，以節(jié)省磨煤能耗。由于各種煤的軟硬程度不同，其抗磨能力也不同，因此每種煤的經(jīng)濟(jì)細(xì)度也不同。

　　煤粉燃燒

　　由煤粉制備系統(tǒng)制成的煤粉經(jīng)煤粉燃燒器進(jìn)入爐內(nèi)。燃燒器是煤粉爐的主要燃燒設(shè)備。燃燒器的作用有三：一是保證煤粉氣流噴入爐膛后迅速著火；二是使一、二次風(fēng)能夠強(qiáng)烈混合以保證煤粉充分燃燒；三是讓火焰充滿爐膛而減少死滯區(qū)。煤粉氣流經(jīng)燃燒器進(jìn)入爐膛后，便開始了煤的燃燒過程。燃燒過程的三個(gè)階段與其它爐型大體相同。所不同的是，這種爐型燃燒前的準(zhǔn)備階段和燃燒階段時(shí)間很短，而燃盡階段時(shí)間相對(duì)很長。

　　發(fā)電用煤

　　電廠煤粉爐對(duì)煤種的適用范圍較廣，它既可以設(shè)計(jì)成燃用高揮發(fā)分的褐煤，也可設(shè)計(jì)成燃用低揮發(fā)分的無煙煤。但對(duì)一臺(tái)已安裝使用的鍋爐來講，不可能燃用各種揮發(fā)分的煤炭，因?yàn)樗艿絿娙计餍褪胶蜖t膛結(jié)構(gòu)的限制。發(fā)電用煤質(zhì)量指標(biāo)有：

　?、贀]發(fā)分。是判明煤炭著火特性的首要指標(biāo)。揮發(fā)分含量越高，著火越容易。根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)要求，供煤揮發(fā)分的值變化不宜太大，否則會(huì)影響鍋爐的正常運(yùn)行。如原設(shè)計(jì)燃用低揮發(fā)分的煤而改燒高揮發(fā)分的煤后，因火焰中心逼近噴燃器出口，可能因燒壞噴燃器而停爐；若原設(shè)計(jì)燃用高揮發(fā)分的煤種而改燒低揮發(fā)分的煤，則會(huì)因著火過遲使燃燒不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤時(shí)要盡量按原設(shè)計(jì)的揮發(fā)分煤種或相近的煤種供應(yīng)。②灰分?；曳趾繒?huì)使火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?，著火時(shí)間推遲，燃燒不穩(wěn)定，爐溫下降。③水分。水分是燃燒過程中的有害物質(zhì)之一，它在燃燒過程中吸收大量的熱，對(duì)燃燒的影響比灰分大得多。④發(fā)熱量。為的發(fā)熱量是鍋爐設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。由于電廠煤粉對(duì)煤種適應(yīng)性較強(qiáng)，因此只要煤的發(fā)熱量與鍋爐設(shè)計(jì)要求大體相符即可。⑤灰熔點(diǎn)。由于煤粉爐爐膛火焰中心溫度多在1500℃以上，在這樣高溫下，煤灰大多呈軟化或流體狀態(tài)。⑥煤的硫分。硫是煤中有害雜質(zhì)，雖對(duì)燃燒本身沒有影響，但它的含量太高，對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境的污染都相當(dāng)嚴(yán)重。因此，電廠燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超過2.5。

　　生產(chǎn)過程

　　火力發(fā)電廠的主要生產(chǎn)系統(tǒng)包括汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，現(xiàn)分述如下：

　　汽水系統(tǒng)

　　火力發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、高低壓加熱器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成，他包括汽水循環(huán)、化學(xué)水處理和冷卻系統(tǒng)等。

　　水在鍋爐中被加熱成蒸汽，經(jīng)過熱器進(jìn)一步加熱后變成過熱的蒸汽，再通過主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。

　　為了進(jìn)一步提高其熱效率，一般都從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)后抽出作過功的部分蒸汽，用以加熱給水。在現(xiàn)代大型汽輪機(jī)組中都采用這種給水回?zé)嵫h(huán)。此外，在超高壓機(jī)組中還采用再熱循環(huán)，既把作過一段功的蒸汽從汽輪機(jī)的高壓缸的出口將作過功的蒸汽全部抽出，送到鍋爐的再熱器中加熱后再引入氣輪機(jī)的中壓缸繼續(xù)膨脹作功，從中壓缸送出的蒸汽，再送入低壓缸繼續(xù)作功。在蒸汽不斷作功的過程中，蒸汽壓力和溫度不斷降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻，凝結(jié)成水。凝結(jié)水集中在凝汽器下部由凝結(jié)水泵打至低壓加熱再經(jīng)過除氧器除氧，給水泵將預(yù)加熱除氧后的水送至高壓加熱器，經(jīng)過加熱后的熱水打入鍋爐，再過熱器中把水已經(jīng)加熱到過熱的蒸汽，送至汽輪機(jī)作功，這樣周而復(fù)始不斷的作功。

　　在汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水，由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過許多的閥門設(shè)備，這樣就難免產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會(huì)或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷的向系統(tǒng)中補(bǔ)充經(jīng)過化學(xué)處理過的軟化水，這些補(bǔ)給水一般都補(bǔ)入除氧器中。

　　燃燒系統(tǒng)

　　燃燒系統(tǒng)是由輸煤、磨煤、粗細(xì)分離、排粉、給粉、鍋爐、除塵、脫硫等組成。是由皮帶輸送機(jī)從煤場，通過電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉間的煤斗內(nèi)，再經(jīng)過給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過空氣預(yù)熱器來的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機(jī)），經(jīng)過排粉機(jī)送至粉倉，給粉機(jī)將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。而煙氣經(jīng)過電除塵脫出粉塵再將煙氣送至脫硫裝置，通過石漿噴淋脫出流的氣體經(jīng)過吸風(fēng)機(jī)送到煙筒排入天空。

　　發(fā)電系統(tǒng)

　　發(fā)電系統(tǒng)是由副勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁盤、主勵(lì)磁機(jī)（備用勵(lì)磁機(jī)）、發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發(fā)電是由副勵(lì)磁機(jī)（永磁機(jī)）發(fā)出高頻電流，副勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的電流經(jīng)過勵(lì)磁盤整流，再送到主勵(lì)磁機(jī)，主勵(lì)磁機(jī)發(fā)出電后經(jīng)過調(diào)壓器以及滅磁開關(guān)經(jīng)過碳刷送到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通過旋轉(zhuǎn)其定子線圈便感應(yīng)出電流，強(qiáng)大的電流通過發(fā)電機(jī)出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，另一路則送到SF6高壓斷路器，由SF6高壓斷路器送至電網(wǎng)。

　　弊端

　　環(huán)境問題

　　火力發(fā)電過程中，排出大量煙氣、灰渣，發(fā)出噪聲等，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染(見火電廠污染)。因此，在選擇火電廠的廠址時(shí)，應(yīng)充分考慮火力發(fā)電引起的環(huán)境問題。一般規(guī)定，新建、擴(kuò)建和改建的火電廠工程，在初步可行性研究階段，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響分析，提出環(huán)境影響報(bào)告書。在初步設(shè)計(jì)階段，還應(yīng)提出防治環(huán)境污染和有關(guān)工業(yè)衛(wèi)生的設(shè)計(jì)文件。防治污染的設(shè)施應(yīng)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、施工和投產(chǎn)。火電廠環(huán)境影響分析評(píng)價(jià)，一般分大氣環(huán)境、水體、噪聲和其他環(huán)境影響，如對(duì)土壤、生物和人體健康的影響等。對(duì)有超高壓(330～765千伏)升壓站和超高壓輸電線路出線的電廠，還應(yīng)考慮電磁噪聲和電暈對(duì)無線電、電視等的干擾以及出線走廊內(nèi)線路下靜電場對(duì)人體和其他設(shè)施的影響（電磁污染）。環(huán)境影響分析評(píng)價(jià)的具體內(nèi)容，一般包括現(xiàn)狀的調(diào)查和評(píng)價(jià)、污染產(chǎn)生的影響及防治措施等。

　　其他問題

　　熱能與動(dòng)力工程是以工程熱物理學(xué)科為主要理論基礎(chǔ)，以內(nèi)燃機(jī)和正在發(fā)展中的其它新型動(dòng)力機(jī)械及系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用工程力學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、環(huán)境科學(xué)、微電子技術(shù)等學(xué)科的知識(shí)和內(nèi)容，研究如何把燃料的化學(xué)能和液體的動(dòng)能安全、高效、低（或無）污染地轉(zhuǎn)換成動(dòng)力的基本規(guī)律和過程，研究轉(zhuǎn)換過程中的系統(tǒng)和設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)。隨著常規(guī)能源的日漸短缺，人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，節(jié)能、高效、降低或消除污染排放物、發(fā)展新能源及其它可再生能源成為本學(xué)科的重要任務(wù)，在能源、交通運(yùn)輸、汽車、船舶、電力、航空宇航工程、農(nóng)業(yè)工程和環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用，在國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　這方面人才在加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)理論和綜合素質(zhì)教育的同時(shí)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，強(qiáng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)，注重全能訓(xùn)練，全面提高自己的實(shí)踐動(dòng)手能力和科學(xué)研究潛力.

　　中國能源動(dòng)力類專業(yè)形成于20世紀(jì)50年代。以交通大學(xué)為例，1952年院系調(diào)整時(shí)，當(dāng)時(shí)設(shè)在機(jī)械系中的動(dòng)力組就單獨(dú)成立了動(dòng)力機(jī)械系。由于受當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)教育體制的影響，在該學(xué)科的發(fā)展過程中，專業(yè)面曾一度越分越細(xì)。50年代初期只有鍋爐、氣輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等專業(yè)，以后又先后辦起制冷專業(yè)與風(fēng)機(jī)專業(yè)，制冷專業(yè)又細(xì)分出壓縮機(jī)，制冷及低溫專業(yè)。在50年代末又創(chuàng)辦了核能專業(yè)，在60～70年代有些學(xué)校先后設(shè)立了工程熱物理專業(yè)。這樣能源動(dòng)力學(xué)科中的專業(yè)就先后包括有鍋爐、渦輪機(jī)、電廠熱能、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、制冷、低溫、內(nèi)燃機(jī)、工程熱物理，水力機(jī)械以及核能工程等11個(gè)專業(yè)，形成了明顯的以產(chǎn)品帶教學(xué)的基本格局。

　　熱能與動(dòng)力工程專業(yè)中包含的水利水電動(dòng)力工程專業(yè)的前身為水電站動(dòng)力裝置專業(yè)。該專業(yè)形成于20世紀(jì)50年代。新中國成立以后，隨著國家對(duì)水患的治理和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，國家設(shè)立了東北電力學(xué)院（今東北電力大學(xué)）華東水利學(xué)院、武漢水利水電學(xué)院、華北水利水電學(xué)院等一些專門的水利院校，1958年起在這些院校和西安交通大學(xué)水利系（西安理工大學(xué)水電學(xué)院的前身）設(shè)立了水電站動(dòng)力裝置專業(yè)，以滿足國家對(duì)水電建設(shè)人才的迫切需求。1977年恢復(fù)高考招生后，該專業(yè)更名為水電站動(dòng)力設(shè)備專業(yè)。1984年該專業(yè)更名為水利水電動(dòng)力工程專業(yè)，涵蓋了原水能動(dòng)力工程、水電站動(dòng)力裝置、水電站動(dòng)力設(shè)備、水能動(dòng)力及其自動(dòng)化、機(jī)電排灌工程、水能動(dòng)力與提水工程等專業(yè)，昆明工業(yè)學(xué)院、成都科技大學(xué)等一些院校都設(shè)置了該專業(yè)。1998年，按照國家教育部頒布的新的專業(yè)目錄，水利水電動(dòng)力工程專業(yè)并入熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，新的熱能與動(dòng)力工程專業(yè)包含了原來的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、流體機(jī)械及流體工程、熱能工程與動(dòng)力機(jī)械、熱能工程、制冷與低溫技術(shù)、能源工程、工程熱物理、水利水電動(dòng)力、工程冷凍冷藏工程等9個(gè)專業(yè)。

　　客觀上說，這種專業(yè)劃分與當(dāng)時(shí)中國計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的體制以及工業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，在一定程度上是相適應(yīng)的。過窄的專業(yè)面，但卻培養(yǎng)了專業(yè)工作能力較強(qiáng)的學(xué)生。因此，在當(dāng)時(shí)對(duì)中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)體系的重建，曾經(jīng)起到過積極的作用。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)向現(xiàn)代化方向的發(fā)展和高新科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是中國改革開放以后，國外先進(jìn)科技、管理體系的大量引進(jìn)，學(xué)科的交叉融合不斷產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，當(dāng)時(shí)實(shí)際存在的過細(xì)過窄的工科專業(yè)設(shè)置，總體上已不能適應(yīng)新的形勢和發(fā)展對(duì)人才的需要，必須進(jìn)行專業(yè)調(diào)整。因此，在1993年原國家教委進(jìn)行的專業(yè)目錄調(diào)整中，將能源動(dòng)力學(xué)科的上述前10個(gè)專業(yè)壓縮為4個(gè)專業(yè)，即熱能工程，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，制冷與低溫工程，流體機(jī)械與流體工程，核工程與核技術(shù)保留。1998年，教育部頒布了新的專業(yè)目錄，將上述前4個(gè)專業(yè)進(jìn)一步合并為熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，核工程與核技術(shù)專業(yè)單獨(dú)設(shè)立，而在引導(dǎo)性的專業(yè)目錄中，則建議將熱能工程與核能工程合并。但當(dāng)時(shí)中國大多數(shù)學(xué)校還是采用了熱能工程與核能工程單獨(dú)設(shè)專業(yè)的方案。因此，在2000年教育部設(shè)立的新一輪教學(xué)指導(dǎo)委員中，在能源動(dòng)力學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)下分設(shè)了三個(gè)委員會(huì)：熱能動(dòng)力工程，核工程與核技術(shù)以及熱工基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)。

　　能源動(dòng)力工業(yè)是中國國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)和支柱型產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是涉及多個(gè)領(lǐng)域高新技術(shù)的集成產(chǎn)業(yè)，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展中一直起著極其重要的作用。包括市場經(jīng)濟(jì)的逐步建立，國有大中型企業(yè)機(jī)制的轉(zhuǎn)換，加入WTO后面臨的挑戰(zhàn)，以及能源動(dòng)力領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，并考慮到中國核科技工業(yè)“十一五”以及到2020年發(fā)展所面臨的形勢與任務(wù)，中國能源動(dòng)力類以及核相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，煤炭占商品能源消費(fèi)的76%，已成為中國大氣污染的主要來源。已經(jīng)探明的常規(guī)能源剩余儲(chǔ)量(煤炭、石油、天然氣等)及可開采年限十分有限，2000年的統(tǒng)計(jì)資料表明，中國化石能源剩余可儲(chǔ)采比煤炭為92年，石油20.5年，僅為世界儲(chǔ)采比的一半；天然氣為63年，優(yōu)質(zhì)能源十分匱乏。中國已成為世界第二大石油進(jìn)口國，對(duì)國際石油市場的依賴度逐年提高，能源安全面臨挑戰(zhàn)，存在著十分危險(xiǎn)的潛在危機(jī)，比世界總的能源形勢更加嚴(yán)峻。從伊拉克戰(zhàn)爭及戰(zhàn)后重建，到中日雙方在俄羅斯輸油管線走向上的角逐等一系列國際問題，無不是國家間能源戰(zhàn)略利益沖突、斗爭的具體反映。因此開發(fā)利用可再生能源、實(shí)現(xiàn)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有應(yīng)該說更加迫切、更具重大意義。我們應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到：中國的能源資源是有限的，中國現(xiàn)有能源開發(fā)利用程度與效率很低，在清潔能源開發(fā)、能源綜合高效利用和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)，與發(fā)達(dá)國家存在著較大的差距：中國水能資源理論蘊(yùn)藏量（未包括臺(tái)灣省）為6.76億KW，可開發(fā)容量3.78億KW，相應(yīng)年發(fā)電量19200億KWh，均居世界第一；至2003年底水電裝機(jī)容量達(dá)到9139萬KW，年電量2710億KWh，開發(fā)率按電量算只有14%，按裝機(jī)容量算只有24.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國、加拿大、西歐等發(fā)達(dá)國家，也落后于巴西、埃及、印度等發(fā)展中國家。高耗能產(chǎn)品能源單耗比發(fā)達(dá)國家平均水平高40%左右，單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2.3倍。同時(shí)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)能源發(fā)展提出了更高的要求。長期以來，粗放型的增長方式使能源發(fā)展與保護(hù)環(huán)境、資源之間的矛盾日益尖銳。未來能源發(fā)展中，如何充分利用天然氣、水電、核電等清潔能源，加快新能源與可再生能源開發(fā)，推廣應(yīng)用潔凈煤技術(shù)，逐步降低用于終端消費(fèi)煤炭的比重，實(shí)現(xiàn)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展將是“十五”以及中長期能源發(fā)展面臨的重要選擇。特別地，中國核科技工業(yè)是國家的戰(zhàn)略行業(yè)。完善的核科技工業(yè)體系是確立一個(gè)國家核大國地位的基本條件。它既是國家戰(zhàn)略威懾力量和國防科技工業(yè)的重要組成部分，是國家政治、國防安全的重要保障和外交利益所在，同時(shí)又是國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)。核軍工、核能、核燃料和核應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是中國核科技工業(yè)的主要組成部分。與此相適應(yīng)，如何培養(yǎng)適應(yīng)上述21世紀(jì)社會(huì)需要的能源動(dòng)力類以及核相關(guān)專業(yè)人才，是每個(gè)大學(xué)相關(guān)專業(yè)以及每位從事能源動(dòng)力類專業(yè)教育的工作者需要解決的重要問題。

　　常規(guī)化石能源的使用是能源動(dòng)力學(xué)科專業(yè)教學(xué)的主要內(nèi)容之一，而常規(guī)化石能源的使用與環(huán)境問題密切相關(guān)。而且估計(jì)在今后幾十年地時(shí)間內(nèi)這一局面還不會(huì)改變。這些常規(guī)化石能源主要直接應(yīng)用于火力發(fā)電，這會(huì)帶來一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題，比如硫氧化物、氮氧化物等的大氣污染、固體廢物、水污染和熱污染等。據(jù)最近的報(bào)載，當(dāng)前中國每年火力發(fā)電的煤炭耗量超過8億噸，電廠的煙塵排放量約為350萬噸，占全國煙塵排放量的35%。其中微細(xì)粒子（小于10微米）排放量超過250萬噸，是影響大城市大氣質(zhì)量和能見度的主要因數(shù)，并嚴(yán)重危害人體健康。因此，對(duì)能源動(dòng)力生產(chǎn)過程中的這些環(huán)境問題必須進(jìn)行妥善處理和控制，實(shí)現(xiàn)其環(huán)境友好化，才能保證人類的生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境問題已經(jīng)成為能源動(dòng)力技術(shù)研究中的重要組成部分，也必須在專業(yè)課程的教學(xué)中有相應(yīng)的體現(xiàn)。也正是基于這一原因，浙江大學(xué)已經(jīng)將原來的熱能與動(dòng)力工程專業(yè)改名為能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)。核能發(fā)電雖然沒有上述火力發(fā)電那樣的問題，但有其獨(dú)特的問題，如輻射防護(hù)與保健、核廢料的處置與處理等均與環(huán)境保護(hù)有關(guān)。迫于環(huán)境方面對(duì)能源開發(fā)與利用的巨大壓力，作為常規(guī)能源的水能由于具有清潔與可再生的特點(diǎn)，其開發(fā)與利用越來越得到重視，在中國能源發(fā)展戰(zhàn)略占有十分重要的地位。

火電特點(diǎn)

　　1、我國火力發(fā)電年發(fā)電量

　　2004年我國總發(fā)電量為22033.1億千瓦時(shí)，其中火力發(fā)電量17955.88億千瓦時(shí)，火電電量占總發(fā)電量的比例為81.50%；2008年全國發(fā)電量是34334億千瓦時(shí)，其中火力發(fā)電量27857.37億千瓦時(shí)，火力發(fā)電量占總發(fā)電量的比例是81.14%；2009年全國發(fā)電量是36506億千瓦時(shí)，其中火力發(fā)電量29814.22億千瓦時(shí)，火力發(fā)電量占全國發(fā)電量的比例是81.67%?；鹆Πl(fā)電占總發(fā)電量的比例變化不大，均在80%以上。截止2009年12月底，全國發(fā)電量為36506億千瓦時(shí)，其中火力發(fā)電量為29814.22億千瓦時(shí)，同比增長7.2%；由此可看出火力年發(fā)電量逐年提高，但是占年總發(fā)電量的比例基本不變。

　　2、我國火電裝機(jī)容量

　　2004年我國總裝機(jī)容量44237萬千瓦，其中火電裝機(jī)32948萬千瓦，占當(dāng)年總裝機(jī)容量的74.48%。2008年我國火電裝機(jī)是60286萬千瓦，占當(dāng)年總裝機(jī)容量的76.07%。2009年我國火電裝機(jī)達(dá)到65205萬千瓦，占當(dāng)年總裝機(jī)容量的74.60%。從電力的結(jié)構(gòu)看，我國的電力裝機(jī)雖然從2004年的4.42億千瓦增加到2009年的8.74億千瓦，但火電裝機(jī)占總裝機(jī)容量的比重不但沒有降低，反而還有所上升。

　　3、火電在我國的發(fā)展趨勢

　　雖然當(dāng)前火電發(fā)展增速減慢，但長遠(yuǎn)來看，在環(huán)保技術(shù)進(jìn)步、發(fā)電成本降低、電力需求增加等積極因素的推動(dòng)下，火電行業(yè)未來發(fā)展前景較為樂觀?；鹆Πl(fā)電仍將在電力工業(yè)中占據(jù)重要地位。但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。