火力发电原理

时间:2025-03-30 05:57:58 计算机

火力发电是一种将化学能转化为电能的能源转换方式,其核心原理通过以下步骤实现:

一、化学能转化为热能

燃料燃烧

以煤、石油或天然气为燃料,通过锅炉内的燃烧过程释放出大量热能。煤粉需经破碎、输送至锅炉,与空气充分混合后剧烈燃烧。

热量传递与蒸汽生成

燃烧产生的高温烟气通过锅炉管道传递热量,使锅炉内的水加热至沸腾并转化为高温高压蒸汽。为提高热效率,部分蒸汽会进入中压缸和低压缸进行二次加热。

二、热能转化为机械能

驱动汽轮机

高温高压蒸汽进入汽轮机,通过蒸汽冲击叶片做功,使转子高速旋转。蒸汽在汽轮机中膨胀做功后,温度和压力降低。

联轴器传动

汽轮机转子通过联轴器与发电机转子连接,带动发电机旋转。发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。

三、机械能转化为电能

发电机工作原理

发电机转子旋转时,定子绕组切割磁力线,产生感应电动势,从而输出电能。该电能经过变压器升压后,输送至电网供用户使用。

四、系统辅助与循环

辅助系统:

包括燃料输送、给水、蒸汽调节、冷却及除尘等设备,确保系统稳定运行。

热能回收:部分蒸汽被抽出用于其他工艺(如炼油、化肥生产),剩余蒸汽冷凝后回收利用,提高整体热效率。

总结流程图

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化学能(煤/油/气)→ 热能(蒸汽)→ 机械能(汽轮机)→ 电能(发电机)

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通过上述步骤,火力发电厂实现了大规模能量转换,但需注意其污染排放问题,正在逐步向清洁技术转型。