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人类技术的极限——火力发电厂,复杂的极致

 liuenk5gb 2019-01-17

电是我们生活中必不可少的能量之一,它是让我们家里的电器运转起的唯一要素,如果停电了,你会发现我们简直回到了原始社会。

相信很多小伙伴们,对于水力发电和核电是非常熟悉的。但是对于火力发电厂大家是不是就感觉陌生了许多,甚至许多人对于火力发电厂的原理都不是很清楚。

其实火力发电厂的整体非常的复杂,它是由很多个环节共同协作才搭建起来的。火力发电场的原料就是我们平时最常见的煤,都是由火车拉过来的,几十吨几百吨的煤通过翻车机卸货,速度非常的快,通常几十秒就可以了。比人力快了不知道多少倍。

然后煤通过传送带运送到磨煤机里面,这个大家伙开动起来,所有的煤会变成咖啡粉一样的碎。看到这里,大家肯定有疑问,煤炭为什么要磨碎呢?是为了提高煤的燃烧效率。

锅炉内部图

同样一斤的煤,如果是完整的一块煤,用火来烧它,可能要几个小时才能烧完,但是如果你把它磨碎,提供充足的氧气和合适的容器,只要十几秒就可以烧完了。几个小时和十几秒的相比,差了几百倍。这背后就是燃烧技术发挥到了极致。

煤炭燃烧需要一个容器,就是一个巨大的锅炉,我们需要往锅炉里面吹风,不是普通的风,是非常强的风,据说有10-11级风力。强风会裹挟着煤炭的粉末充斥在几十米高的锅炉内部。让所有的煤炭颗粒均匀的分布在里面,这个时候在点火,让煤在锅炉里面产生巨大的热量。

这些热量会通过加热水产生巨量的水蒸气,水蒸气推动电机的扇叶,让电机快速的转起来。这个原理和家里的开水煮沸是一样的。让水蒸气来做功,从而进行发电。但是发电站的水蒸气压力可比我们家里的大200倍左右,这么大的压力又是对我们的设备的考验。所以巨大的锅炉还有密闭性极好的管道都是我们人类技术的结晶。但是这仅仅是火力发电厂的一部分,作为一个复杂的系统,它还有其他的辅助设备

其他的辅助系统

煤燃烧后产生废渣,怎么把这些废渣排出,需要一套复杂的系统。

煤燃烧后形成的有害气体,又不能让它们随便进到大气中,对环境造成污染,所以还有一个去硫的过程,这是由一个小的化工厂实现的,化工厂把硫变成石膏再卖钱。

含氮的废气靠去硝系统来处理,这也算是一个独立的小化工系统。

燃烧产生的PM2.5的颗粒也需要一个专门处理的工厂。

发电厂的用水量很大,所以还需要一个小规模的供水厂来保障。

所以一个火力发电厂的背后是一个复杂的化工能源系统一起配合才能实现稳定的供电。

所以我们通常看到电视里面,火力发电厂里面到处都是管道,还有无数个阀门,各种各样的仪表。水压表、气温表、有害气体浓度等等。都是为了保证这个系统能够顺畅的运行,所有的环节都不能出错。

这背后还需要一个复杂的监控系统,几万个甚至十几万个监测点,来实时监控这些数据的变化。

所以火力发电厂一旦运转起来,是一个庞大的系统,不是轻易就能停下来的,如果想要关闭再打开,可能需要十几个小时。所以才有了我们国家推出的一些政策,晚上电费半价,是为了不让这些电被浪费掉。这就是晚上电费半价后背的原因。

一个火力发电厂就如此的复杂,我们人类对于能源的探索从来就没有停止过,未来可控的核聚变技术的出现,可能会改变我们对于能源的依赖,雾霾也许就会离我们而去,期待那一天。

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