發電廠 _知識百科

【發電廠】發電廠（power plant）利用自然界蘊藏的各種能源生產電能的工廠。按所使用能源的不同，發電廠可以分為：火力發電廠、水力發電廠、原子能發電廠、地熱發電廠、潮汐發電廠、風力發電廠以及太陽能發電廠等。目前在電力系統中起主導作用的是火力、水力和原子能發電廠。
       水力發電廠利用水流的動能和勢能來生產電能，簡稱水電廠。水流量的大小和水頭的高低，決定了水流能量的大小。從能量轉換的觀點分析，其過程為：水能→機械能→電能。實現這一能量轉換的生產方式，一般是在河流的上游筑壩，提高水位以造成較高的水頭；建造相應的水工設施，以有效地獲取集中的水流。水經引水機溝引入水電廠的水輪機，驅動水輪機轉動，水能便被轉換為水輪機的旋轉機械能。與水輪機直接相連的發電機將機械能轉換成電能，并由發電廠電氣系統升壓送入電網。
        建造強大的水力發電廠時，要考慮改善通航和土地灌溉以及生態平衡。水電廠按電廠結構及水能開發方式分類有引水式、堤壩式、混合式水電廠；按電廠性能及水流調節程度分類有徑流式、水庫式水電廠；按電廠廠房布置位置分類有壩后式、壩內式水電廠；按主機布置方式分類有地面式、地下式水電站。
       水力發電廠建設費用高，發電量受水文和氣象條件限制，但是電能成本低，具有水利綜合效益。水輪機從啟動到帶滿負荷只需幾分鐘，能夠適應電力系統負荷變動，因此水力發電廠可擔任系統調頻、調峰及負荷備用。
       火力發電廠利用煤、石油、天然氣或其他燃料的化學能來生產電能，簡稱火電廠。從能量轉換的觀點分析，其基本過程是：化學能→熱能→機械能→電能。世界上多數國家的火電廠以燃煤為主。煤粉和空氣在電廠鍋爐爐膛空間內懸浮并進行強烈的混合和氧化燃燒，燃料的化學能轉化為熱能。熱能以輻射和熱對流的方式傳遞給鍋爐內的高壓水介質，分階段完成水的預熱、汽化和過熱過程，使水成為高壓高溫的過熱水蒸氣。水蒸氣經管道有控制地送入汽輪機，由汽輪機實現蒸氣熱能向旋轉機械能的轉換。高速旋轉的汽輪機轉子通過聯軸器拖動發電機發出電能，電能由發電廠電氣系統升壓送入電網。
火電廠按燃料類別可分為燃煤式、燃油式、燃氣式、廢熱式火電廠；按電廠功能可分為凝汽式電廠和熱電廠。凝汽式電廠是單純用來發電的電廠，一般建造在燃料基地或礦區附近，發出的電能用高壓輸電線路送往負荷中心。這樣既免去了燃料的長途運輸，提高了能量輸送效益，又防止煤灰對城市環境的污染。建造在燃料基地或礦區附近的凝汽式電廠又稱為坑口電廠，是今后興建大型火電廠的主要方向。熱電廠是既發電又兼供熱的電廠、由于供熱網絡不能太長，一般都建造在大城市工業區的熱能用戶附近。
        火電廠的燃料屬于消耗性能源，燃料燃燒產生環境污染，電能成本較水電廠高。但是火電廠的初期投資較水電廠小，布局比較靈活，裝機容量可視需要而定。汽輪發電機組操作控制比較復雜，開停機時間長，因此在電力系統中易于帶基本負荷和中間負荷，不易于擔任系統中變化較大的尖峰負荷，否則不僅使煤耗增大而且會縮短機組壽命。
       原子能發電廠利用核能來生產電能，又稱核電廠。原子核的各個核子（中子與質子）之間具有強大的結合力。重核分裂和輕核聚合時，都會放出巨大的能量，稱為核能。目前在技術已比較成熟，形成規模投入運營的，只是重核裂變釋放出的核能生產電能的原子能發電廠。從能量轉換的觀點分析，是由重核裂變核能→熱能→機械能→電能的轉換過程。