如何提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益？

【專家解說】：發(fā)電廠（power plant）利用自然界蘊(yùn)藏的各種能源生產(chǎn)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?zé)岚l(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠以及太陽(yáng)能發(fā)電廠等。目前在電力系統(tǒng)中起主導(dǎo)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(dòng)能和勢(shì)能來生產(chǎn)電能，簡(jiǎn)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(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析，其過程為：水能→機(jī)械能→電能。實(shí)現(xiàn)這一能量轉(zhuǎn)換的生產(chǎn)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(yīng)的水工設(shè)施，以有效地獲取集中的水流。水經(jīng)引水機(jī)溝引入水電廠的水輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水能便被轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。與水輪機(jī)直接相連的發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并由發(fā)電廠電氣系統(tǒng)升壓送入電網(wǎng)。建造強(qiáng)大的水力發(fā)電廠時(shí)，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(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)程度分類有徑流式、水庫(kù)式水電廠；按電廠廠房布置位置分類有壩后式、壩內(nèi)式水電廠；按主機(jī)布置方式分類有地面式、地下式水電站。水力發(fā)電廠建設(shè)費(fèi)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(jī)從啟動(dòng)到帶滿負(fù)荷只需幾分鐘，能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)負(fù)荷變動(dòng)，因此水力發(fā)電廠可擔(dān)任系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)峰及負(fù)荷備用?；鹆Πl(fā)電廠 利用煤、石油、天然氣或其他燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能，簡(jiǎn)稱火電廠。從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析，其基本過程是：化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。世界上多數(shù)國(guó)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(nèi)懸浮并進(jìn)行強(qiáng)烈的混合和氧化燃燒，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。熱能以輻射和熱對(duì)流的方式傳遞給鍋爐內(nèi)的高壓水介質(zhì)，分階段完成水的預(yù)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(jīng)管道有控制地送入汽輪機(jī)，由汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)蒸氣熱能向旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。高速旋轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能，電能由發(fā)電廠電氣系統(tǒng)升壓送入電網(wǎng)?；痣姀S按燃料類別可分為燃煤式、燃油式、燃?xì)馐健U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(fù)荷中心。這樣既免去了燃料的長(zhǎng)途運(yùn)輸，提高了能量輸送效益，又防止煤灰對(duì)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(wǎng)絡(luò)不能太長(zhǎng)，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(chǎn)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(jī)容量可視需要而定。汽輪發(fā)電機(jī)組操作控制比較復(fù)雜，開停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，因此在電力系統(tǒng)中易于帶基本負(fù)荷和中間負(fù)荷，不易于擔(dān)任系統(tǒng)中變化較大的尖峰負(fù)荷，否則不僅使煤耗增大而且會(huì)縮短機(jī)組壽命。原子能發(fā)電廠 利用核能來生產(chǎn)電能，又稱核電廠。原子核的各個(gè)核子（中子與質(zhì)子）之間具有強(qiáng)大的結(jié)合力。重核分裂和輕核聚合時(shí)，都會(huì)放出巨大的能量，稱為核能。目前在技術(shù)已比較成熟，形成規(guī)模投入運(yùn)營(yíng)的，只是重核裂變釋放出的核能生產(chǎn)電能的原子能發(fā)電廠。從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)分析，是由重核裂變核能→熱能→機(jī)械能→電能的轉(zhuǎn)換過程。根據(jù)核反應(yīng)堆類型的不同，原子能發(fā)電可分為氣冷堆、改進(jìn)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(qiáng)輻射性，核電廠被劃分為用安全防護(hù)設(shè)施嚴(yán)密分割開的核島和發(fā)電兩部分，核島部分的重要設(shè)備是“重核裂變反應(yīng)堆”，其功能相當(dāng)于火電廠的鍋爐設(shè)備。反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放出來的能量相等。鈾裂變產(chǎn)生的熱能不斷由循環(huán)流動(dòng)的冷卻劑帶出堆心，并在蒸汽發(fā)生器內(nèi)，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(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)及其他設(shè)備與火電廠沒有本質(zhì)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(shù)復(fù)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(jī)容量愈大，則單立千瓦平均投資愈經(jīng)濟(jì)。由于核電廠發(fā)電機(jī)維持恒定的出力更能充分發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，因此在電力系統(tǒng)最適宜擔(dān)任基本負(fù)荷部分。列車電站 發(fā)電設(shè)備安裝在特種鐵路車輛上的移動(dòng)式發(fā)電站。它可按要求迅速轉(zhuǎn)移到鐵路能到達(dá)的任何地點(diǎn)，對(duì)當(dāng)?shù)剡M(jìn)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(shí)的發(fā)電廠。一般指利用柴油發(fā)電機(jī)的小型發(fā)電廠。自備電廠 在電力系統(tǒng)供電范圍內(nèi)作為應(yīng)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(dòng)用戶所采用的發(fā)電廠。一般采用柴油發(fā)電機(jī)組作為發(fā)電設(shè)備。發(fā)展?fàn)顩r 在1949年，中國(guó)只有為數(shù)不多的中小型發(fā)電廠，全國(guó)發(fā)電設(shè)備總裝機(jī)容量居當(dāng)時(shí)世界第21位。2002年底，中國(guó)發(fā)電設(shè)備總裝機(jī)容量已達(dá)3.53億kW，年發(fā)電量達(dá)到16 400億kW，居世界第二位。其中，裝機(jī)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(shí)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(jī)容量達(dá)2 715MW。1989年，首臺(tái)中國(guó)產(chǎn)600MW火力發(fā)電機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。目前中國(guó)火電裝機(jī)容量約占總裝機(jī)容量的75%，水電裝機(jī)容量約占總裝機(jī)容量的24%，但核電工業(yè)起步較晚，核中裝機(jī)容量?jī)H占總裝機(jī)容量的1%。自行設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試的300MW壓水碓核電機(jī)組，于1991年首次在浙江秦山核電廠并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了核電廠零的突破。引進(jìn)2×9 00MW壓水碓核電機(jī)組，1994年在廣東大亞灣核電廠投人運(yùn)營(yíng)。其安裝、調(diào)試和運(yùn)營(yíng)管理等方面，都達(dá)到了世界先進(jìn)水平，是中國(guó)目前最大的核能發(fā)電廠，標(biāo)志著中國(guó)的核電事業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。能源與環(huán)境是全世界日益關(guān)注的主題。目前世界上已有450多座核電站并網(wǎng)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(shì)是發(fā)展大容量高效燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，開發(fā)和使用新的高效燃燒、煤氣化等技術(shù)。