如何提高电厂的经济效益？

【专家解说】：发电厂（power plant）利用自然界蕴藏的各种能源生产电能的工厂。按所使用能源的不同，发电厂可以分为：火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂、风力发电厂以及太阳能发电厂等。目前在电力系统中起主导作用的是火力、水力和原子能发电厂。水力发电厂 利用水流的动能和势能来生产电能，简称水电厂。水流量的大小和水头的高低，决定了水流能量的大小。从能量转换的观点分析，其过程为：水能→机械能→电能。实现这一能量转换的生产方式，一般是在河流的上游筑坝，提高水位以造成较高的水头；建造相应的水工设施，以有效地获取集中的水流。水经引水机沟引入水电厂的水轮机，驱动水轮机转动，水能便被转换为水轮机的旋转机械能。与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能，并由发电厂电气系统升压送入电网。建造强大的水力发电厂时，要考虑改善通航和土地灌溉以及生态平衡。水电厂按电厂结构及水能开发方式分类有引水式、堤坝式、混合式水电厂；按电厂性能及水流调节程度分类有径流式、水库式水电厂；按电厂厂房布置位置分类有坝后式、坝内式水电厂；按主机布置方式分类有地面式、地下式水电站。水力发电厂建设费用高，发电量受水文和气象条件限制，但是电能成本低，具有水利综合效益。水轮机从启动到带满负荷只需几分钟，能够适应电力系统负荷变动，因此水力发电厂可担任系统调频、调峰及负荷备用。火力发电厂 利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能来生产电能，简称火电厂。从能量转换的观点分析，其基本过程是：化学能→热能→机械能→电能。世界上多数国家的火电厂以燃煤为主。煤粉和空气在电厂锅炉炉膛空间内悬浮并进行强烈的混合和氧化燃烧，燃料的化学能转化为热能。热能以辐射和热对流的方式传递给锅炉内的高压水介质，分阶段完成水的预热、汽化和过热过程，使水成为高压高温的过热水蒸气。水蒸气经管道有控制地送入汽轮机，由汽轮机实现蒸气热能向旋转机械能的转换。高速旋转的汽轮机转子通过联轴器拖动发电机发出电能，电能由发电厂电气系统升压送入电网。火电厂按燃料类别可分为燃煤式、燃油式、燃气式、废热式火电厂；按电厂功能可分为凝汽式电厂和热电厂。凝汽式电厂是单纯用来发电的电厂，一般建造在燃料基地或矿区附近，发出的电能用高压输电线路送往负荷中心。这样既免去了燃料的长途运输，提高了能量输送效益，又防止煤灰对城市环境的污染。建造在燃料基地或矿区附近的凝汽式电厂又称为坑口电厂，是今后兴建大型火电厂的主要方向。热电厂是既发电又兼供热的电厂、由于供热网络不能太长，一般都建造在大城市工业区的热能用户附近。火电厂的燃料属于消耗性能源，燃料燃烧产生环境污染，电能成本较水电厂高。但是火电厂的初期投资较水电厂小，布局比较灵活，装机容量可视需要而定。汽轮发电机组操作控制比较复杂，开停机时间长，因此在电力系统中易于带基本负荷和中间负荷，不易于担任系统中变化较大的尖峰负荷，否则不仅使煤耗增大而且会缩短机组寿命。原子能发电厂 利用核能来生产电能，又称核电厂。原子核的各个核子（中子与质子）之间具有强大的结合力。重核分裂和轻核聚合时，都会放出巨大的能量，称为核能。目前在技术已比较成熟，形成规模投入运营的，只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发电厂。从能量转换的观点分析，是由重核裂变核能→热能→机械能→电能的转换过程。根据核反应堆类型的不同，原子能发电可分为气冷堆、改进型气冷堆、压水堆、沸水堆和重水堆等类型。由于重核裂变的强辐射性，核电厂被划分为用安全防护设施严密分割开的核岛和发电两部分，核岛部分的重要设备是“重核裂变反应堆”，其功能相当于火电厂的锅炉设备。反应堆所燃用的燃料多为金属铀，1kg铀裂变释放出的能量，与2 700 t标准煤完全燃烧时释放出来的能量相等。铀裂变产生的热能不断由循环流动的冷却剂带出堆心，并在蒸汽发生器内，把水加热成具有一定压力和温度的水蒸气（不带放射性），水蒸气推动汽轮发电机及其他设备与火电厂没有本质的区别。核电厂中铀的浓缩、重水制造和废燃料的处理技术复杂、投资大。但是核电厂能源消耗少，电能成本比火电厂要低30%～40%，装机容量愈大，则单立千瓦平均投资愈经济。由于核电厂发电机维持恒定的出力更能充分发挥技术经济效益，因此在电力系统最适宜担任基本负荷部分。列车电站 发电设备安装在特种铁路车辆上的移动式发电站。它可按要求迅速转移到铁路能到达的任何地点，对当地进行紧急供电。施工电厂 用于铁路、工矿的工程施工、野外作业时的发电厂。一般指利用柴油发电机的小型发电厂。自备电厂 在电力系统供电范围内作为应急备用电源，或在电力系统输送不到的地方以及一些流动用户所采用的发电厂。一般采用柴油发电机组作为发电设备。发展状况 在1949年，中国只有为数不多的中小型发电厂，全国发电设备总装机容量居当时世界第21位。2002年底，中国发电设备总装机容量已达3.53亿kW，年发电量达到16 400亿kW，居世界第二位。其中，装机容量从1987年底的1亿kW到2002年底突破3.5亿kW，前后只用了15年时间，这在世界电力发展史上是极少的。1988年，葛洲坝水电厂总装机容量达2 715MW。1989年，首台中国产600MW火力发电机组投入商业运营。目前中国火电装机容量约占总装机容量的75%，水电装机容量约占总装机容量的24%，但核电工业起步较晚，核中装机容量仅占总装机容量的1%。自行设计、制造、安装、调试的300MW压水碓核电机组，于1991年首次在浙江秦山核电厂并网发电，实现了核电厂零的突破。引进2×9 00MW压水碓核电机组，1994年在广东大亚湾核电厂投人运营。其安装、调试和运营管理等方面，都达到了世界先进水平，是中国目前最大的核能发电厂，标志着中国的核电事业进入了一个新的发展阶段。能源与环境是全世界日益关注的主题。目前世界上已有450多座核电站并网发电，约占世界发电容量的17%，核电发展将着重安全、可靠和高效；火力发电的趋势是发展大容量高效燃气轮机发电机组，开发和使用新的高效燃烧、煤气化等技术。