火力发电

所谓火力发电是指集中生产电力的发电厂用燃煤来发电，后来也有使用重油的。它是将化学能(煤或油)经热能转变为电能。

火力发电的原理

一般来说，从化学能转变为热能只是个燃烧过程(这里不作讨论)，从热能转变为电能则需要汽轮机(也称蒸汽透平)工作。火力发电的具体过程是，燃烧煤或石油加热水，生成水蒸气;水蒸气具有一定的动能，它冲击汽轮机的叶(涡轮)，使叶轮转动;转动的叶轮通过转轴向外输出机械功。汽轮机是一种可以将蒸汽能量通过转动叶轮而转化为转轴的机械功的热力发动机。这种过程大致是，燃烧加热锅炉内的水，使产生高压蒸汽，蒸汽经输气管从一个或数个固定的喷嘴直接将蒸汽喷向叶轮;受力的叶轮使涡轮的主轴转动。

从图中可以看到，涡轮机的叶片有几组，当蒸汽冲击第一组叶片后，其剩余能量还可冲击第二组叶片，甚至冲击第三组，等等。最后，蒸汽的全部能量基本上经过冲击叶片而转化为主轴的转动动能。主轴向外输出机械功，可以带动机车、轮船行进，也可带动发电机发电。

火力发电示意图

1841年，出现了用蒸汽力推动的发电机;1891年，首次制造了带有凝汽器的汽轮发电机，容量为100千瓦;1971年，美国制造出世界上最大的汽轮机，发电的功率达1300兆瓦。目前人们正在研制更大的汽轮机，使单机容量达2000兆瓦。现在，世界上汽轮机的发电量占世界发电量的75%以上。

过去，汽轮机一直是用水作为工作物质的;现在，科学家们正在研究一种新的工作物质氨水，以取代水。浓度适当的氨水比水更容易汽化，可以膨胀到更低的压强和温度而不凝结，因此可将更多的热能转化为电能。估计这种汽轮机可比用水做工作物质的汽轮机的效率可提高2倍。

火力发电的历程

世界上第一座火力发电厂于1875年建于法国的巴黎。这座发电厂发的电主要用于照明。1879年，美国旧金山也建厂发电、出售电力，这是世界上最早的发电厂。1882年，英国也建成供照明的发电厂。同年，爱迪生在纽约也建成一座有6台直流发电机、总装机容量为660千瓦的发电厂。这是世界上最早的比较正规的发电厂。1893年，俄国建成最早的专供工厂和港口使用的三相交流发电厂(容量为1．2兆瓦)。

1879年，由于爱迪生发明白炽灯，使用电量激增(在此之前主要是用弧光灯)。1882年全世界只有3座发电厂，到1902年增加到3621座，总装机容量达到1212兆瓦;到1912年达到5221座，总装机容量5135兆瓦。到1913年，全世界的总发电量约为500亿千瓦时，且主要为火力发电厂发的电。第二次世界大战后，发电量因需求剧增而猛增。到1979年底，全世界装机容量在1000兆瓦以上的发电厂超过25座。

我国应用电力的起始时间也是很早的。1879年5月，美国的格兰特(1822—1885年，曾任第18任总统)到中国访问。在上海外滩举行的欢迎会上点燃了弧光灯，为此使用了一台7500瓦的引擎发电机。这是在中国首次使用电力。

1882年，英国商人在中国创办了上海电光公司，购入美国发电设备建立了小型发电厂，发电能力为12千瓦。1888年，两广总督张之洞批准华侨商人黄秉常向威斯汀豪斯公司订购两台发电设备创办发电厂。7月份，总督衙门亮起了电灯。1888年，慈禧太后退居中南海，清政府为她购置了一台15千瓦的发电机，到1890年，宫廷亮起了电灯。

我国工商界最早筹建的发电厂是在江苏苏州建成的，1925年发电，有两台功率为3．2兆瓦的汽轮发电机。到20世纪20年代末，我国的总装机容量达273兆瓦;到抗战前的1936年，总装机容量为1045兆瓦，年发电量为31亿千瓦时，居世界第14位。到1949年，总装机容量为1850兆瓦，年发电量43亿千瓦时。当时最大的火力发电厂是辽宁抚顺电厂，装机容量为285兆瓦，最大机组容量为53兆瓦。到1978年，我国的总装机容量为57吉瓦;1982年，我国年发电量为3277亿千瓦时，居世界第6位;总装机容量为72吉瓦，居世界第8位;1987年总装机容量突破100吉瓦，1995年又突破200吉瓦，仅分别用了9年和8年的时间就使总装机容量连续跨上100吉瓦和200吉瓦两个台阶。截至1997年底，全国总装机容量已达250吉瓦，年发电量达11350亿千瓦时，均居世界第二位。

在我国自行设计、自行安装、自行完善的发电厂中，20世纪60年代中期开始建设的江苏镇江谏壁发电厂是现代中国电力建设中的一个代表。这是一座总装机容量为1625兆瓦的火力发电厂。这座发电厂地处华东电网的中心，强大的电能既可以从这里发出，又可以在这里汇集后重新分配，有力地支援着祖国的经济建设。