燃煤電站如何工作？

燃煤發電廠一個多世紀以來，它一直是發電的基石。儘管可再生能源不斷興起，但由於煤炭資源豐富且基礎設施完善，煤炭仍然是全球重要的電力來源。了解燃煤發電站的工作原理可以深入了解能源生產過程以及與這種傳統能源相關的挑戰。本文將詳細探討燃煤發電站的運行，並將該過程分解為關鍵步驟。

煤炭供應和處理

燃煤電站的第一步是煤炭的輸送和製備。煤炭通常通過火車、駁船或卡車運輸到發電廠。煤炭抵達後會被大量儲存。在燃燒之前，煤被粉碎成細粉，以增加其表面積，從而使其在爐中更有效、更完全地燃燒。

鍋爐中的燃燒

煤粉被吹入鍋爐的燃燒室，在燃燒室中高溫燃燒。鍋爐是一個裝有水管的大型容器。燃燒煤產生的熱量將這些管內的水轉化為蒸汽。該過程受到高度控制，以最大限度地提高效率並最大限度地減少污染。燃燒過程產生熱能，這是工廠的主要動力來源。

蒸汽發生

當煤燃燒時，熱量將水變成高壓蒸汽。然後該蒸汽被引導至渦輪機。蒸汽的質量和壓力對於電站的效率至關重要。現代燃煤電廠使用超臨界或超超臨界蒸汽條件來提高效率並減少排放。

渦輪機運行

高壓蒸汽流過渦輪機的葉片，使其旋轉。渦輪機連接到發電機，當它旋轉時，它將蒸汽的動能轉化為機械能。然後，該機械能驅動發電機產生電能。渦輪機必須經過精確設計，才能應對高速旋轉和極端溫度。

發電

發電機通過電磁感應將機械能轉化為電能。在發電機內部，旋轉磁鐵移動經過線圈，從而感應出電流。然後使用變壓器將電力升壓，從而能夠通過電力線進行長距離有效傳輸。

冷凝及水回收

通過渦輪機後，蒸汽進入冷凝器，在那裡被冷卻並轉化回水。然後這些水被回收回鍋爐再次加熱，形成一個閉環系統。冷卻塔或附近的水體通常用於散發從蒸汽中帶走的熱量。

排放控制系統

煤炭燃燒會釋放二氧化硫 (SO2)、氮氧化物 (NOx)、顆粒物和二氧化碳 (CO2) 等污染物。現代燃煤發電站配備了靜電除塵器、洗滌器和選擇性催化還原系統等排放控制技術，以減少有害排放並遵守環境法規。

灰處理

煤燃燒會產生副產品灰燼。有兩種類型：從煙氣中捕獲的飛灰和沈積在鍋爐底部的底灰。這兩種類型的灰燼都被收集起來，要么在垃圾填埋場處置，要么回收用於水泥和混凝土等建築材料。

總之，燃煤發電站的工作原理是通過一系列協調一致的步驟將煤炭中儲存的化學能轉化為電能。從選煤和燃燒到蒸汽產生、渦輪機運行和電力生產，每個階段對於工廠的整體效率都至關重要。儘管人們擔心污染和環境影響，但排放控制和工廠效率的進步繼續使燃煤發電站成為全球可靠的電力來源。然而，煤電的未來可能取決於能源需求與環境可持續性的平衡。