如何提高電廠的經濟效益？

【專家解說】：發(fā)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(fā)電廠可以分為：火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠、風力發(fā)電廠以及太陽能發(fā)電廠等。目前在電力系統(tǒng)中起主導作用的是火力、水力和原子能發(fā)電廠。水力發(fā)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(fā)電機將機械能轉換成電能，并由發(fā)電廠電氣系統(tǒng)升壓送入電網。建造強大的水力發(fā)電廠時，要考慮改善通航和土地灌溉以及生態(tài)平衡。水電廠按電廠結構及水能開發(fā)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(jié)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(fā)電廠建設費用高，發(fā)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(tǒng)負荷變動，因此水力發(fā)電廠可擔任系統(tǒng)調頻、調峰及負荷備用?；鹆Πl(fā)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(fā)電機發(fā)出電能，電能由發(fā)電廠電氣系統(tǒng)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(fā)電的電廠，一般建造在燃料基地或礦區(qū)附近，發(fā)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(huán)境的污染。建造在燃料基地或礦區(qū)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(fā)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(yè)區(qū)的熱能用戶附近?；痣姀S的燃料屬于消耗性能源，燃料燃燒產生環(huán)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(fā)電機組操作控制比較復雜，開停機時間長，因此在電力系統(tǒng)中易于帶基本負荷和中間負荷，不易于擔任系統(tǒng)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(fā)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(guī)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(fā)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。根據核反應堆類型的不同，原子能發(fā)電可分為氣冷堆、改進型氣冷堆、壓水堆、沸水堆和重水堆等類型。由于重核裂變的強輻射性，核電廠被劃分為用安全防護設施嚴密分割開的核島和發(fā)電兩部分，核島部分的重要設備是“重核裂變反應堆”，其功能相當于火電廠的鍋爐設備。反應堆所燃用的燃料多為金屬鈾，1kg鈾裂變釋放出的能量，與2 700 t標準煤完全燃燒時釋放出來的能量相等。鈾裂變產生的熱能不斷由循環(huán)流動的冷卻劑帶出堆心，并在蒸汽發(fā)生器內，把水加熱成具有一定壓力和溫度的水蒸氣（不帶放射性），水蒸氣推動汽輪發(fā)電機及其他設備與火電廠沒有本質的區(qū)別。核電廠中鈾的濃縮、重水制造和廢燃料的處理技術復雜、投資大。但是核電廠能源消耗少，電能成本比火電廠要低30%～40%，裝機容量愈大，則單立千瓦平均投資愈經濟。由于核電廠發(fā)電機維持恒定的出力更能充分發(fā)揮技術經濟效益，因此在電力系統(tǒng)最適宜擔任基本負荷部分。列車電站 發(fā)電設備安裝在特種鐵路車輛上的移動式發(fā)電站。它可按要求迅速轉移到鐵路能到達的任何地點，對當地進行緊急供電。施工電廠 用于鐵路、工礦的工程施工、野外作業(yè)時的發(fā)電廠。一般指利用柴油發(fā)電機的小型發(fā)電廠。自備電廠 在電力系統(tǒng)供電范圍內作為應急備用電源，或在電力系統(tǒng)輸送不到的地方以及一些流動用戶所采用的發(fā)電廠。一般采用柴油發(fā)電機組作為發(fā)電設備。發(fā)展狀況 在1949年，中國只有為數不多的中小型發(fā)電廠，全國發(fā)電設備總裝機容量居當時世界第21位。2002年底，中國發(fā)電設備總裝機容量已達3.53億kW，年發(fā)電量達到16 400億kW，居世界第二位。其中，裝機容量從1987年底的1億kW到2002年底突破3.5億kW，前后只用了15年時間，這在世界電力發(fā)展史上是極少的。1988年，葛洲壩水電廠總裝機容量達2 715MW。1989年，首臺中國產600MW火力發(fā)電機組投入商業(yè)運營。目前中國火電裝機容量約占總裝機容量的75%，水電裝機容量約占總裝機容量的24%，但核電工業(yè)起步較晚，核中裝機容量僅占總裝機容量的1%。自行設計、制造、安裝、調試的300MW壓水碓核電機組，于1991年首次在浙江秦山核電廠并網發(fā)電，實現了核電廠零的突破。引進2×9 00MW壓水碓核電機組，1994年在廣東大亞灣核電廠投人運營。其安裝、調試和運營管理等方面，都達到了世界先進水平，是中國目前最大的核能發(fā)電廠，標志著中國的核電事業(yè)進入了一個新的發(fā)展階段。能源與環(huán)境是全世界日益關注的主題。目前世界上已有450多座核電站并網發(fā)電，約占世界發(fā)電容量的17%，核電發(fā)展將著重安全、可靠和高效；火力發(fā)電的趨勢是發(fā)展大容量高效燃氣輪機發(fā)電機組，開發(fā)和使用新的高效燃燒、煤氣化等技術。