第374章 火力發電

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    【發電機有了,就有了電。
    但如何高效地讓發電機轉子轉起來,還需要火力發電廠和水力發電站等配套建設。
    雖然蒸汽機和水力渦扇已經可以為發電機提供動力源,但還不夠,能源利用率和發電效率還不夠。
    先從最穩定也是應用最多的火力發電說起。
    火力發電其實也是燒開水,燒出高溫高壓的蒸汽後給傳動機械做動力。
    但它有別於火車頭那樣的蒸汽機,與火力發電廠比起來,火車頭小到堪稱別致。
    它們之間的蒸汽傳動機械區別也非常大。
    火車頭的蒸汽機對外做得是活塞往複傳動,而火力發電廠的的蒸汽機組對外做的是旋轉傳動。
    這裏的蒸汽機也不再叫蒸汽機,而是蒸汽輪機。
    回到火力發電廠整體組成開始說起。
    首先火力發電也是燒煤的,因為無需局限於火車的狹小空間,火力發電廠為了追求燃料利用最大化,會將煤粉碎成三厘米左右的小塊儲存在儲存罐內。
    但是三厘米的小煤塊燃燒效率還是不夠高,燃燒也不夠充分。
    所以儲存罐下麵還有個粉碎機將這些煤塊粉碎成煤粉。
    這個粉碎機是用電的,旋轉速率更高,粉碎效果更好,但諸如此類具體的用電器後麵再說。
    被粉碎的煤粉會被風管輸送到鍋爐的噴燃器,噴燃器會噴出煤粉和火焰進行高效燃燒。
    化簡為繁地將燒煤變得這麽複雜,自然是因為其有利可圖。
    噴煤燃燒能使煤粉充分分散在空氣中,極大地增加煤粉與空氣的接觸麵積,讓煤粉中的可燃成分與氧氣更充分地接觸和混合,從而實現更快速、更完全的燃燒,提高燃燒效率,釋放更多熱量用於發電。
    別看一罐子煤粉也不過是比煤塊多燒百分之二十至三十的水。
    但要知道發電是不能停的,發電機要穩定不斷供電才能保證各種用電器的運轉。
    當城市工業化發展到一定地步時,停電一次對工業造成的損失會非常巨大,對一些特殊工廠和大型設施來說,堪稱災難。
    發電廠日夜不停地發電,就意味著煤要日夜不停地燒,將能源消耗無限擴大後,噴煤粉節省的那百分之二十至三十能源就會極其可觀。
    並且燒煤是無法避免會造成環境和空氣汙染的,在保證電力供應的情況下能少燒一點是一點。
    這也是清潔能源和核能源出現前,節省不可再生資源的重要方式,可以說是為後世千秋萬代的子孫計。
    燃燒室的上方就是裝水的鍋爐,它的規模要比火車蒸汽機的鍋爐大的多,要承受的內部壓強也比蒸汽機鍋爐大的多。
    如果寫全了的話,將鍋爐材料、構造、加熱室、蒸汽室、管道吸溫、蒸汽幹濕分離都寫出來那就太囉嗦了。
    大家就帶入為天幕會事無巨細將資料都投送出來就好,文中就隻抓要緊的寫,保證看完知道大致就行。)
    而蒸汽輪機說簡單也簡單,就是讓高壓蒸汽去吹扇葉帶動輪軸旋轉。
    但其精妙在於如何讓蒸汽吹得更高效。
    蒸汽在吹一個葉片時,後方會有大量仍帶著巨大動能的蒸汽流失,為了充分利用蒸汽,設計師會每隔一個轉子葉片增加一個定子葉片。
    定子葉片不會跟著轉動,也不會固定在輪軸上阻礙輪軸旋轉,而是固定在蒸汽輪機的內壁,最主要的作用就是改變蒸汽的方向。
    因為轉子葉片要想高效受力旋轉,其形狀就得帶有一定的扭曲。
    這樣的形狀會使蒸汽吹過前一個轉子葉片後改變方向,如果讓這樣的蒸汽直接去吹下一個葉片,就會導致下一個葉片與前一個葉片反向旋轉,導致輪軸的轉速還不如隻用一個葉片。
    所以要用定子葉片將改變方向後的蒸汽再改變一次方向。
    如此轉子葉片和定子葉片這樣疊加後,就能最大效率吸收蒸汽傳遞出來的動能。
    這就是衝動型汽輪機的基本原理。
    另外蒸汽輪機的形狀通常是呈現頭窄後寬的喇叭形狀的。
    因為蒸汽會在衝擊葉片傳動後失去能量,壓力降低,蒸汽就會膨脹,越往後膨脹地就越厲害。
    這就需要蒸汽輪機內部有相應的空間給蒸汽膨脹,因此從進汽端到排汽端,蒸汽輪機的尺寸通常是逐漸變大的。
    為了最大效率使用蒸汽,設計師們為一整套火力發電裝置設置了不止一個蒸汽輪機。
    一組個火力發電機一般依次由一個高壓汽輪機、一個中壓汽輪機,還有兩個低壓汽輪機組成。
    高壓蒸汽首先會來到高壓汽輪機,吹過一次後的蒸汽動力會變小,所以會將這部分蒸汽送回鍋爐的再熱器進行再加熱,之後送回汽輪機的中壓缸和兩個低壓缸繼續做功。
    汽輪機的輪軸會帶動發電機的轉子高速旋轉,從而進行發電。
    汽輪機h使用過的蒸汽也不會直接排出浪費,就像火車頭的蒸汽也有回收係統一樣。
    蒸汽輪機的蒸汽會經過冷凝器,冷凝器的葉片內部是冷凝水,蒸汽遇冷就會重新冷凝成水,再經過管道輸送回鍋爐,如此往複。
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    在現代化的火力發電廠中,還設計有非常完善的廢氣處理係統。
    煤粉燃燒時會釋放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物,以及一氧化碳等廢氣。
    其中多數廢氣都是危害人體健康和汙染大氣環境的。
    但在現代化的火力發電廠中,廢氣會經過脫硝設備。
    通過噴灑液氮、尿素、氨水等脫硝劑,使其與廢氣反應,從而減少氮氧化物的排放。
    脫硝後的廢氣再來到電除塵器,用於過濾顆粒煙塵。
    隨後再來到脫硫設備,內部通過石灰石作為脫硫劑,用於去除火力發電過程中產生的二氧化硫等硫化物。
    最後經過處理盡可能降低汙染的廢氣,才會通過超過一百米的煙囪排入大氣。
    因為廢氣盡管經過處理,但還是會含有一些有毒氣體和汙染物。
    煙囪高度增加,能使汙染物排放到更高的大氣高度,利用高空氣流讓汙染物在更大範圍內擴散稀釋,降低地麵汙染物濃度,減少對周邊環境和居民的影響。
    當時蘇聯雖然援助了中國火力發電技術,但這些處理汙染的技術與設備還是後來中國從汙染中吸取深刻的教訓,才陸續改進形成的。
    如果能盡量早地認識到廢氣危害與保護環境的重要意義,就能盡量避免重走被霧霾破壞空氣環境與損害人們身體健康的彎路。
    金山銀山重要,但青山綠水更加不可或缺。】
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