劉巖熙

新疆天富能源股份有限公司 新疆石河子 832000

1 火電的發(fā)展

在所有的發(fā)電方式中，火力發(fā)電是最古老也是最重要的一種。它是利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，通過發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電方式。最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北站熱電廠實(shí)現(xiàn)的。隨著發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)制造技術(shù)的提高，輸變電技術(shù)的提高，特別是電力系統(tǒng)的出現(xiàn)和社會(huì)電氣化對(duì)電能的需求，火力發(fā)電自20世紀(jì)30年代以來進(jìn)入了一個(gè)大發(fā)展時(shí)期?；鹆Πl(fā)電機(jī)組的容量正在逐漸增加。大型機(jī)組和電廠大大提高了火力發(fā)電的熱效率，建設(shè)投資和每千瓦發(fā)電成本也在降低。

火力發(fā)電系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)（以鍋爐為核心）、汽水系統(tǒng)（主要由各種泵、給水加熱器、冷凝器、管道、水冷壁等組成。），電氣系統(tǒng)（主要是汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器等。），以及控制系統(tǒng)等?；鹆Πl(fā)電有三種能量轉(zhuǎn)換過程：燃料化學(xué)能蒸汽熱能機(jī)械能電能。簡(jiǎn)單來說就是利用燃料產(chǎn)生熱量，加熱水，形成高溫高壓的過熱蒸汽，然后蒸汽沿著管道進(jìn)入汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹做功，沖擊汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子（電磁場(chǎng)）旋轉(zhuǎn)。定子線圈切割磁力線并產(chǎn)生電能，然后由升壓變壓器升至系統(tǒng)電壓，與系統(tǒng)相連并接入電網(wǎng)。最后，冷卻后的蒸汽由水泵進(jìn)一步升壓并送回鍋爐，反復(fù)參與上述循環(huán)過程。

圖1 火電廠生產(chǎn)過程示意圖

2 電廠的現(xiàn)狀

由于火電機(jī)組燃料的儲(chǔ)量越來越小，運(yùn)輸成本越來越高，導(dǎo)致發(fā)電成本與之俱增，另外加上環(huán)保的壓力，電力企業(yè)利潤也隨之降低，目前全球火電基本向著大機(jī)組發(fā)展，比如1000MW，它更節(jié)能，更有效的節(jié)約資源，煤炭的利用率更高?；痣娮呒惺酱笮吐肪€，一般大型的火電廠都集中建設(shè)在偏遠(yuǎn)地區(qū)，距離煤礦近，節(jié)約了運(yùn)輸成本。在大型火電廠附近，也會(huì)建立遠(yuǎn)程輸送電的高壓直流變電站，降低電能輸送損失，在保障熱電廠正常運(yùn)行的前提下，獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的發(fā)展前景

電能作為人們生活的基礎(chǔ)，無論是從能源還是從自身特點(diǎn)來看，對(duì)我們社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都具有重要意義。當(dāng)今社會(huì)，隨著人們生活水平的提高，用電量越來越大。各國越來越重視發(fā)展低碳環(huán)保能源。利用新能源發(fā)電必將成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。目前，風(fēng)能和太陽能已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。通過市場(chǎng)的測(cè)試，得出其競(jìng)爭(zhēng)力不是很好，發(fā)電效率低，成本高，導(dǎo)致其發(fā)展緩慢。不能作為基本負(fù)荷，只能解決民用級(jí)用電，比如屋頂太陽能。

新能源最大的優(yōu)勢(shì)是可再生性。利用新能源發(fā)電可以節(jié)約傳統(tǒng)資源，保證煤炭、石油等戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備，調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量。但是目前新能源發(fā)電也有很大的困難：①穩(wěn)定性低，對(duì)外界條件依賴性大，這些外界條件很難被人為因素改變；②基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，新能源發(fā)電場(chǎng)地往往遠(yuǎn)離人群密集的地方。因此，要想充分利用這些新能源，需要建立完善的電力儲(chǔ)備和運(yùn)輸系統(tǒng)。

如果每個(gè)家庭都是一個(gè)小型的太陽能和風(fēng)力發(fā)電廠，會(huì)是什么結(jié)果？特別是在郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，家庭自己發(fā)電。如果電力過剩，可以上傳到國家電網(wǎng)，國家電網(wǎng)統(tǒng)一分配，就像銀行存貸款一樣，讓大部分家庭解決用電問題，節(jié)約大量成本[3]。如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，需要我們共同研究：一是開發(fā)新的太陽能、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，適合每個(gè)小家庭的小機(jī)組；然后每個(gè)單元建立一個(gè)有一定容量的電池，保證自己供電72小時(shí)；另一端接入國家電網(wǎng)，每個(gè)家庭產(chǎn)生的多余電量可以上傳到國家電網(wǎng)。當(dāng)用戶不足時(shí)，可以隨時(shí)從國家電網(wǎng)中提取電力用于應(yīng)急；最后，為了防止國家電網(wǎng)崩潰，可以設(shè)置專門的設(shè)備來管理客戶的大規(guī)模取電或上傳電。通過這樣的研究，每個(gè)家庭都可以實(shí)現(xiàn)用電自給。

雖然我國新能源發(fā)電還存在很多問題，但新能源的發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)體現(xiàn)在今天的能源短缺上，充分挖掘這一潛力還有很長的路要走?？偨Y(jié)以下幾點(diǎn)：

（1）因地制宜發(fā)展新能源。根據(jù)中國多變的地形和各種地方習(xí)俗，在實(shí)施新能源產(chǎn)業(yè)時(shí)，需要根據(jù)不同的地區(qū)選擇合適的建設(shè)方案和政策。

（2）產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)和合理布局。新能源發(fā)電要做到各行業(yè)之間互相供應(yīng)，互相消耗，這樣產(chǎn)生的電能才能得到充分利用。

（3）完善電網(wǎng)設(shè)計(jì)，完善電網(wǎng)線路。只有建立完善的輸電線路、儲(chǔ)電設(shè)施，將個(gè)體用戶納入電網(wǎng)，才能真正充分利用每一度電。

4 結(jié)語

快速發(fā)展的同時(shí)，新能源也面臨一些新的問題。國家能源局法制和體制改革司司長朱明表示：“‘十三五’新能源發(fā)展面臨的最大問題就是消納的問題，‘十四五’新能源發(fā)展面臨消納和接入兩個(gè)問題并存。”新能源的消納與接入涉及電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用多個(gè)環(huán)節(jié)，與發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)交易、政策措施等密切相關(guān)，實(shí)現(xiàn)新能源高效消納，既需要技術(shù)驅(qū)動(dòng)，也需要政策引導(dǎo)和市場(chǎng)機(jī)制配合。